中国矿业大学毕业设计（论文）任务书
任务下达日期：2005 年 1 月21 日
设计（论文）日期：2005 年2月28 日至2005 年6 月12 日设计（论文）题目：张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计设计（论文）专题题目：燃气供热的现状与发展
设计（论文）主要内容和要求：
张家口市京西小区为一居民住宅区，包括住宅楼14栋，每栋
均为6层（沿街单元为5层）；中心花园两座。要求对本小区住宅
楼进行室外供热管网和锅炉房设计。相应标准按照国家规范要求
设计。设计内容：
1、热网的总热负荷计算及热力引入口的数量确定
2、确定供热介质及其参数、热源（热源的选址原则）
3、初步布置热网、确定敷设方式、供热管网的计算和设备选择
4、锅炉选型及送风排烟系统、水处理系统、燃料系统、环保、汽水系统的设计
5、锅炉房设备选择及布置（锅炉本体、循环水泵、补给水泵、软化除氧机组、补给水箱）
6、绘制施工图（室外供热管网平面图、检查井的大样图、锅炉房设备平面布置图、锅炉房燃气）
7、编制设计说明书
院长（系主任）签字：指导教师签字：
摘要
本工程为张家口市京西小区锅炉房及室外供热管网设计，该小区的原始地貌为黄泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏。雨后测得地下水位埋深1.70～2.5m，小区的地下水对砼无腐蚀性。该小区总建筑面积为：117164m2；由室内热负荷计算书得：采暖面积热指标为90W/m2。室内采暖用户要求采用95℃/70℃热水采暖。根据室内采暖系统设计预留的热力网入口布置管道：每一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用户热力网入口；有四个单元楼的，预留了两个用户热力网入口；有五个单元楼的
O。预留了三个用户热力网入口。用户入口前的资用压力为10mH
2
该小区的室外供热管网敷设方式采取直埋无补偿形式，管材采用无缝钢管A3号钢。锅炉房采用卧式室燃热水燃气锅炉，对给水进行软化和除氧处理。系统采用补水定压。定压点设在循环水泵的入口处，定压点的压力为23mH20。热力网采用分阶段改变流量的质调节。气源采用城市中压燃气管网中的燃气，管网中的燃气经过调压站调压后进入锅炉房燃气系统。
关键词：锅炉房；直埋；热力网；供热
ABSTRACT
This project refer to the design of the west district boiler room of Beijing of Zhangjiakou and outdoor pipe network , the primitive ground form of this district, in order to be suffused with the ground form of alluvial plain yellowly, the topography is smooth, and then transformed artificially , the earth's surface slightly rises and falls . Examine so that the water table is buried 1 deeply after the rain 1. 70-2. 5m, the groundwater in the district has no corrosivity to the concrete. This total construction area of district is: 117164m2; Whether hot load calculate book take in room. Heating area index not hot 90W/m2; Indoor heating users demand to adopt 95 ℃/ 70 ℃of hot water heating. Design the heating power entry reserved and fix up the pipeline according to the indoor heating system: There are two or three unit buildings in every residential building, reserve the entry to a user's heating power; There are four unit buildings , reserve the entry to the heating power of two users; There are the entries of heating power of three users of reservation of five unit buildings. The available pressure in front of user's entry is 10mH2O. District this outdoor heating pipe network lay way take and bury and have no form of compensating direct, the pipe adopts the seamless steel tube A3 number steel. The boiler room adopts the horizontal room to fire the gas boiler of hot water, soften and get rid of oxygen to deal with in supplying water. The system adopts and mends water to press definitely. Pressing a bit and having and locating in entry to the water circulating pump definitely, the pressure pressed a bit definitely is 23mH20. The heating power network adopts the quality changing the flow stage by stage to regulate . The source of the gas adopts and pigeonholes the gas of the gas pipe networks in the city, the gas among the pipe networks enters the gas system of boiler room after adjusting and pressing in the voltage regulating station.
Keywords：boiler plant；direct-buried; heat-supply network; heat supply;
一室外供热管网设计
1设计原始资料
1．1毕业课题
张家口市京西小区室外供热管网设计。小区的原始地貌为黄泛冲积平原地貌，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏。1．2热负荷资料
采暖热负荷：小区总建筑面积为：117164m2，由室内热负荷计算书得：采暖热指标为90W/m2。室内采暖要求95℃/70℃热水采暖。
1．3气象资料
1）采暖期室外计算温度：-15℃；
2）采暖期室外平均温度：-3.2℃；
3）海拔高度：723.9m；
4）主导风向：冬季NNW；夏季SE
5）大气压力：冬季93.89kpa；夏季92.44 kpa；
6）最大冻土深度：136cm。
1．4用户热力入口的确定
本工程中的各个用户为住宅楼，根据室内采暖系统设计预留的热力入口：每一栋住宅楼有两或三个单元楼的，预留了一个用户热力入口；有四个单元楼的，预留了两个用户热力入口；有五个单元楼的预留了三个用户热力入口。用户入口前的资用压力为10mH
O。
2
1．5张家口市的地形地质资料，见附录1。
场区原始地貌为黄泛冲击平原，地形平坦，后经人工改造，地表略有起伏，场区地下水主要第四系空隙潜水，以大气降水为主要补给源，此外农田排灌、地表池塘水体亦对地下水补给；以蒸发为主要排泄途径；勘察时雨前未侧到地下水位，雨后测得地下水位埋深1.70～2.5m；此水位在枯水季节有所下降，丰水季将有所上升；据京西小区勘察资料，场区地下水对砼无腐蚀性；对粉土层，渗透系数可取经验值0.2m/d。
1．6京西小区的总平面图，见附录2。
1．7小区内各用户的采暖面积，见下表。
2 确定热网的总热负荷
2.1热负荷计算
根据计算公式： Q n=q*A*K （W）
Q n——采暖热负荷， W
q—采暖热指标,W/m.
A—用户建筑面积，m2.
考虑一定的管网损耗及漏损系数，K=1.2；
以2号楼为例说明用户热负荷的计算：
Qn=90×7805.40*1.2=702486.00 W
2号楼的用户总热负荷为702486.00 W，其他用户热负荷见下表：表2-1：各个用户的总热负荷
根据上面计算的各个用户的热负荷计算得总热负荷为Q=10.54MW.
3 确定供热介质及其参数
3．1确定供热介质
室内采暖系统要求室外提供热媒为水进行室内采暖。为了满足室内采暖系统的需要，所以此工程的室外管网就确定为供热介质为热水。
3．2确定参数
根据室内热用户的采暖要求，需要外网提供供回水温度为：95℃/70℃的热水进行采暖，为了满足室内热用户的采暖要求，所
以确定供热介质的温度为95℃/70℃。
4 确定热源
根据当地的条件：这个小区的附近没有城市集中供热管网；当地的地热资源不是很好，利用起来不经济；这个小区的供热负荷年利用小时超过4000小时，经过技术经济论证自建一个区域锅炉房有比较显著的经济效益，而且当地又有比较丰富的天然气资源，并且附近就有城市燃气管网，
报经当地政府批准，新建一燃气供热热水锅炉房，以满足此小区居民的冬季采暖。
5 确定敷设方式
由于小区的美观、经济、当地的条件和有关规定，确定此工程的敷设方式为直埋敷设。
此种方法占地少、施工周期短、维护工作量小、使用寿命长节能效果好、初投资少等。目前，最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密粘结在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。
6 初步布置
6．1城市热力网的布置
在当地政府城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布，热源位置，与各种地上，地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件、近远期热负荷的发展等多种因素，根据上面的原则把管网敷设在道路下面，管道中心线平行与道路边缘，距道路边缘为 1.0米。这样主要是考虑了施工的方便，车辆可以直接将管道器材运输到现场；而且将来维修和检修是更换管道时，不会破坏园林绿地。考虑了初投资的经济性，管网为异程式。让主干管道尽量穿过热负荷中心地带，这样主要是为了水力计算容易平衡，管网运行比较平稳，运行费用比较节省。初步确定两种布置方案，详见附录3、4。
6．2热网布置方案的确定
管网的间距查《实用供热空调设计手册》将管子的间距布置为：
DN300管子的间距为 600mm；DN250管子的间距为 520mm；
DN200管子的间距为 520mm；DN150管子的间距为 400mm；
DN125管子的间距为 400mm；DN100管子的间距为 400mm；
DN80 管子的间距为 300mm； DN70 管子的间距为300mm；
7 供热管网的初步水力计算
7．1计算流量
Gn=3.6*Qn/(c*(Tg-Th)
Gn-采暖热负荷热力网设计流量，t/h;
Qn-采暖热负荷，KW;
C-水的比热容，KJ/Kg*℃,取C=4.1868 KJ/Kg*℃
Tg-采暖室外计算温`度下的热力网供水温度，℃
Th-采暖室外计算温度下的热力网回水温度，℃以2号楼为例来说明采暖热负荷热力网设计流量的计算：
Gn=3.6×702486.00×10ˉ3/[4.1868×（95-70）]= 12.4 t/h
2号楼的采暖热负荷热力网设计流量为12.4 t/h,同理，其他楼的采暖热负荷热力网设计流量见表7-1中各个楼前的管道。7．2计算管径
7．2．1对管段进行编号
首先对建筑物进行编号，然后对各个建筑物的引入管编成对应建筑物编号的字母加上下标阿拉伯数字，以示区别。详见附录3、4。
7．2．2计算各个管段的管径
由于热水网路的水力计算比较烦琐，所以在初步水力计算工作中，通常利用水力计算图表进行计算。水力计算图表是在某一密度值下编制的，如果热媒的密度不同，但质量流量相同，则应对表中查出的速度和比摩阻进行修正。
本设计中，供回水温度与表中的相同，质量和流量相同的从表中的速度和比摩阻不需要修正。
确定热水热力网主干线管径时，宜采用经济比摩阻。一般情况下，主干线设计比摩阻可取40-80pa/m。热水热力网支干线，供热介质流速不应大于 3.5m/s，同时比摩阻不应大于300pa/m。对于只连接一个用户热力站的支线，比摩阻可大于300pa /m。按此规定从热水管道水力计算表可以查得各个管段的管径和设计流速以及管段的平均比摩阻。
主干线的平均比摩阻R值，对确定整个网路的管径起着决定
性作用，如选用比摩阻值越大，需要的管径越小，因而降低了管网的基建投资和热损失，但网路循环水泵的基建投资及运行电耗随之也增大，这就需要确定一个经济的比摩阻，使得在规定年限内总费用为最小。影响经济比摩阻值的因素很多，理论上应根据工程具体条件，
7．3管道阻力的计算
管道的阻力分为管道的沿程阻力ΔPm和局部阻力ΔPj，管道的沿程阻力可按计算公式：
ΔP m= R*L ；（7.3.1）
ΔP m——管道沿程阻力,Pa
R——管道平均比摩阻，Pa/m
L——管段长度，m
以A3管段来说明管段的沿程阻力的计算：
ΔP m=31.00×26.30=815.30 Pa
A3管段的沿程阻力为815.30 Pa，同理，其他管道的沿程阻力见表7-1。
在初步计算中，局部阻力按沿程阻力的30%的大小估算。
管道的总阻力为：
ΔP=ΔP m+ΔP j （7.3.2）
ΔP——管道总阻力，Pa
ΔP j——管道局部阻力，Pa
以A3管段来说明管段的总阻力的计算：
ΔP=815.30+815.30×30%=1059.9 Pa
A3管段的总阻力为1059.9 Pa，同理，其他管道的总阻力见表7-1。
I1
5 6.60 6.95
N5 23.60 0.30 10.3
N1 23.30
4 35.10
C3 26.30 0.36 12.4
L1 17.55 0.71 24.4 K1 22.20 1.25 43.0
7．4比较确定热网
7．4．1确定最不利管道
热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平均比摩阻最小的一条管线，称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管线是主干线。详见附录3、4。
7．4．2水力不平衡点
各个支路的不平横率越小，对于管网以后的运行管理就越方便，而且运行费用也比较经济。但是不平衡率越小，管网的出投资就也越大，所以根据《城市热力网设计规范》中的规定，室外供热管网的水力不平衡率在15%以下可以由管网运行是自行调节。只有在15%以上才需要进行设计时调节。
沿着主干管，从最后一个管段开始向热源去。计算每一个分支点的水力不平衡率。利用计算公式:
η=ΔPg-ΔPz/(ΔPg+h) (7．4．2.1)
η——水力不平衡率
ΔPg——主、支干管从节点到末端的总阻力，Pa
ΔPz——支管从节点到末端的总阻力，Pa
h——室内用户需要的作用压头，取10mH2O
经过水利计算和统计得：方案一的水力不平衡点共有2个。i3 1263
由于两个方案的不平衡率都在15%以下，所以我比较方案是就用10%作为进行比较的标准。这样，经过水利计算和统计得：方案二的水力不平衡点共有1个。
从上面的水力不平衡因素不难看出方案二是此工程的最佳方案。
7．4．3钢材和保温层的耗用量
方案一的各种不同管径的钢材耗用量见下表：
经过计算和统计得到各种不同管径的钢材总耗用量为23516.28kg。
方案二的各种不同管径的钢材耗用量见下表：
经过计算和统计得到各种不同管径的钢材耗用量为