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换热站计算及设备选型
1、采暖热负荷
a.小区热负荷
低区热负荷：3413kW
a.管道输送阻力为180*2*8/1000＝2.88 mH2O
b.单体预留阻力取7 mH2O
c.换热器及过滤器阻力取14 mH2O
d.系统总阻力为(14+8+2.88)*1.15=27.6mH2O （3）选FLGR125-160型水泵三台，性能如下：
V=192m3/h H=28m 电机功率N=22KW
b．高区
（1）水泵两用一备
每台泵的循环流量为：G=1.2*1640/2/10/1.163=85m3/h。
（2）热力站至最远用户距离为200*2m。
比摩阻取8mmH2O。
（考
补水泵选CK5-12型多级泵（一用一备），水泵性能如下：
V=9.6 m3/h H=59m N=3kW
b．高区
补水量按循环流量的2%确定，流量为：85*2*0.02=3.4m3/h
定压点计算：
高区是15层及以上，本小区最高的楼是27层，因此充水高度是：
80.1m+4m=84.2m（考虑地下室高度）
定压高度：87m，水泵杨程：94m(考虑地势高差) 补水泵选CK3-16型多级泵（一用一备），水泵性能如下：
V=4.2 m3/h H=74m N=3kW
0.0123<0.0153 满足要求
2. 高区热水循环水泵耗电输热比计算：
ER =N/(Q*η)
=11/(1230*0.72)=0.0124
限值计算：0.0056*（14+αΣL）/Δt=0.0056*（14+0.0115*360）/10
=0.0157
0.0124<0.0157 满足要求。
换热站设备选型计算本工程为陕西碧桂园嘉誉项目换热站设计，为住宅楼1#—8#楼冬季提供低温地板辐射采暖热水，本换热站设于地下室设备用房内。
(1)热负荷统计表注：（已考虑：外网热损失、室内采暖系统损失以及热力站系统热损失）本工程热源为市政热网热水，经水-水换热以后为小区提供采暖热水。
市政热源参数为：总供热量4800.0kW，流量169.0m³/h，供回水温度：95/70℃，1.6MPa；二次侧采暖热水供回水温度：50/40℃。
各热力系统分别选用两台板式换热器，单台承担总负荷的70%, 热水循环泵为一用一备，补水泵为一用一备，板式换热器和循环水泵，补水泵组合为一套换热机组。
补水定压系统：采暖系统均选用定压罐定压，各系统均选用两台补水泵（一用一备）进行补水。
一.高区采暖换热机组选型计算1、换热器选型计算住宅高区采暖总热负荷为1912.1kW，高区热力系统总计算热负荷Qjz=1912.1x1.1=2103.31kW。
换热机组选用板式换热器两组，单台承担70%负荷，即Q1=2103.31x0.65=1367.15kW。
选用板式换热器BRO0.35-1.6-15-E-I，满足设计要求。
2、采暖采暖热水循环系统计算m/h;二次侧流量G=3.6x2103.31/(4.2x(50-40))=180.283换热器内水流阻力约为50kPa；机房内内管道系统及其他设备水压降约为100kPa；室外管道水力损失为75.68kPa；最不利室内环路阻力为35.0kPa,系统总阻力为(50+100+75.68+35.0)x1.1=286.75kPa。
m/h，H=32.0m，热水循环水泵一用一备，选用KQL 150/315-30/4型，G=187.03P=30.0kW。
热水循环水泵KQL 150/315-30/4型特性曲线图如下。
3、补水定压系统计算 （1）系统水容量换热站及室内外管道系统的水容量c V =G=117.03m 。
可拆式板式换热器强度计算书编制：审核：批准：一、夹紧螺柱（依据NB/T47004）1．计算公式中各符号的含义W a-----预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；W p-----工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；A m-----需要的夹紧螺柱总截面积，㎜2 ；l------垫片中心线展开长度，㎜；B------垫片有效密封宽度，㎜；y------垫片比压力，橡胶y=1.4MPa；a2------被垫片槽中心线包容的板片投影面积，㎜2 ；P------设计压力，MPa；m------垫片系数，橡胶m=1；d------夹紧螺柱小径或无螺纹部分的最小直径，取较小值，㎜；n------夹紧螺柱数量；F0-----作用于a2上的流体静压力，N；F p-----工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；[б]b ---常温下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；[б] t b---设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；2．计算夹紧螺柱材料选用35CrMoA，调质处理设计温度：180℃[б]b =228MPa [б] t b =206MPa1）计算公式中各项取值l=6900㎜a2=1144790㎜2B=11.5㎜P选1.6MPa 2）夹紧螺柱载荷W a=l·B·y=6900×11.5×1.4=111090 NW p=F o+F p=a2P+2l·B·m·PW p1.6= a2 P1.6+2l·B·m·P1.6=1144790×1.6+2×6900×11.5×1×1.6=2085584 N3）夹紧螺柱面积a)预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A aA a=W a/[б]b =111090/228=487.24㎜2b)工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A pA p1.6= W p1.6/[б]b =2085584/206=10124.19㎜2c) A m取A a与A p两者的较大值A m=A p4）夹紧螺柱最小直径取n=14根d1.6=（4A p1.6/πn）1/2=(4×10124.19/3.14×14)1/2=30.35㎜取d=42㎜n=14根二、压紧板（该件以GB150和GB151 为依据，按平盖计算）1．计算公式中各符号的含义a-----非圆形平盖的短轴长度，㎜；b-----非圆形平盖的长轴长度，㎜；L-----非圆形平盖的螺栓中心连线周长，㎜；L G-----螺栓中心至垫片压紧力作用中心线的径向距离，㎜；φ-----焊接接头系数，取φ=1；K-----系数；P c-----计算压力，MPa；Z-----非圆形平盖的形状系数，Z=3.4-2.4a/b，且Z≤2.5W-----预紧状态或操作状态时螺栓的设计载荷，N；δp----平盖计算厚度，㎜；δ-----压紧板厚度，㎜；[б]t--设计温度下材料的许用应力，MPa；2．计算压紧板材料选用：Q345-A，[б]t=157 MPa，设计温度：180℃1）公式中各项取值a=564㎜b=2094㎜L G=48㎜L=5700㎜Z=3.4-2.4a/b=2.752）计算a：预紧作用下K1.6=6WL G/P c La2=6×111090×48/1.6×5700×5642=0.011028448δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2=564 (0.011028448×1.6/1×157)1/2=5.98 MPab：操作状态下K1.6=0.3Z+6WL G/PcLa2=0.3×2.75+6×2085584×48/1.6×5700×5642=1.032δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2=564 (1.032×1.6/1×157)1/2=57.84㎜故取压紧板厚度δ1.6=60㎜三、上导杆（依据NB/T47004）1．计算公式中各符号的含义f-----上导杆受载所引起的跨度中点的挠度，㎜；f1-----上导杆自重所引起的跨度中点的挠度，㎜；f2-----板片及充介质所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；f4-----活动压紧板自重所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；L1-----导杆长度（固定压紧板内侧至支柱内侧的距离），㎜；L-----夹紧尺寸（固定压紧板内侧至活动压紧板内侧间的距离），㎜；F2-----活动压紧板自重，N；E-----设计温度下上导杆材料的弹性模量；J-----上导杆惯性距，㎜4；q1-----上导杆自重均布载荷，N/㎜；q2-----板片及所充介质所引起的均布载荷N/㎜；b2-----固定压紧板内侧至活动压紧板自重作用点的距离，㎜；c2-----活动压紧板自重作用点至支柱内侧间的距离，㎜；2．挠度计算上导杆材料选用Q235-A.F，设计温度：180℃1）公式中各项取值L1=3075㎜c2=1358㎜L=1687㎜b2=1717㎜F2= 8118NJ=35700000㎜4q1=0.36524 N/㎜E=210×103q2=23.42 N/㎜2）计算a．f1=5q1 L14/384EJ=5×0.36524×30754/384×210×103×35700000=0.0567㎜b．L>L1/2 则f2=q2(L4/2-2L3L1+9L2L12/4-LL13/2+L14/16)/24EJ=23.42(16874/2-2×16873×3075+9×16872×30752/4-1687×30753/2+30754/16)/24×210×103×35700000=2.10㎜c．c2＜b2 则f4=F2c2（3L12-4c22）/48EJ=8118×1358(3×30752-4×13582)/48×210×103×35700000=0.65㎜f=f1+f2+f4=0.0567+2.10+0.65=2.81㎜＜5㎜工作状态下，上导杆跨度中点的挠度f不得超过导杆长度L1的2/1000，且不大于5㎜，故满足要求。
换热站设备选型计算本工程为陕西碧桂园嘉誉项目换热站设计，为住宅楼1#—8#楼冬季提供低温地板辐射采暖热水，本换热站设于地下室设备用房内。
(1)热负荷统计表注：（已考虑：外网热损失、室内采暖系统损失以及热力站系统热损失）本工程热源为市政热网热水，经水-水换热以后为小区提供采暖热水。
市政热源参数为：总供热量4800.0kW，流量169.0m³/h，供回水温度：95/70℃，1.6MPa；二次侧采暖热水供回水温度：50/40℃。
各热力系统分别选用两台板式换热器，单台承担总负荷的70%, 热水循环泵为一用一备，补水泵为一用一备，板式换热器和循环水泵，补水泵组合为一套换热机组。
补水定压系统：采暖系统均选用定压罐定压，各系统均选用两台补水泵（一用一备）进行补水。
一.高区采暖换热机组选型计算1、换热器选型计算住宅高区采暖总热负荷为1912.1kW，高区热力系统总计算热负荷Qjz=1912.1x1.1=2103.31kW。
换热机组选用板式换热器两组，单台承担70%负荷，即Q1=2103.31x0.65=1367.15kW。
选用板式换热器BRO0.35-1.6-15-E-I，满足设计要求。
2、采暖采暖热水循环系统计算m/h;二次侧流量G=3.6x2103.31/(4.2x(50-40))=180.283换热器内水流阻力约为50kPa；机房内内管道系统及其他设备水压降约为100kPa；室外管道水力损失为75.68kPa；最不利室内环路阻力为35.0kPa,系统总阻力为(50+100+75.68+35.0)x1.1=286.75kPa。
m/h，H=32.0m，热水循环水泵一用一备，选用KQL 150/315-30/4型，G=187.03P=30.0kW。
热水循环水泵KQL 150/315-30/4型特性曲线图如下。
3、补水定压系统计算 （1）系统水容量换热站及室内外管道系统的水容量c V =G=117.03m 。
板式换热器设计计算条件一、设计题目板式换热器-油处理能力9000公斤/小时（二）设计任务及操作条件1、处理能力见下表2、设备型式板式换热器3、操作条件（1）油：入口温度70℃，出口温度40℃（2）冷却介质：冷却塔循环水，入口温度20℃。
（3）油侧与水侧允许压强降：不大于105 Pa（4）油定性温度下的物性参数：ρ（kg/m3）C p (kJ/㎏.℃) μ（Pa.s）λ(W/m.℃)名称油850 1.8 3.2×10-40.12前言1.板式换热器简介本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置（包括蒸汽管路、热水喷入器）、支架以及仪表箱等组成。
用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。
欲处理的物料先进入平衡槽，经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却各段，凡未达到杀菌温度的物料，由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。
物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录，以便对杀菌过程进行监视和检查。
此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。
板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。
板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。
框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。
板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。
1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器比较）优点1.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
2.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.3.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。
换热站计算及设备选型
1、采暖热负荷
a.小区热负荷
低区热负荷：3413kW
a.管道输送阻力为180*2*8/1000＝2.88 mH2O
b.单体预留阻力取7 mH2O
c.换热器及过滤器阻力取14 mH2O
d.系统总阻力为(14+8+2.88)*1.15=27.6mH2O （3）选FLGR125-160型水泵三台，性能如下：
V=192m3/h H=28m 电机功率N=22KW
b．高区
（1）水泵两用一备
每台泵的循环流量为：G=1.2*1640/2/10/1.163=85m3/h。
（2）热力站至最远用户距离为200*2m。
比摩阻取8mmH2O。
（考
补水泵选CK5-12型多级泵（一用一备），水泵性能如下：
V=9.6 m3/h H=59m N=3kW
b．高区
补水量按循环流量的2%确定，流量为：85*2*0.02=3.4m3/h
定压点计算：
高区是15层及以上，本小区最高的楼是27层，因此充水高度是：
80.1m+4m=84.2m（考虑地下室高度）
定压高度：87m，水泵杨程：94m(考虑地势高差) 补水泵选CK3-16型多级泵（一用一备），水泵性能如下：
V=4.2 m3/h H=74m N=3kW
0.0123<0.0153 满足要求
2. 高区热水循环水泵耗电输热比计算：
ER =N/(Q*η)
=11/(1230*0.72)=0.0124
限值计算：0.0056*（14+αΣL）/Δt=0.0056*（14+0.0115*360）/10
=0.0157
0.0124<0.0157 满足要求。
换热站计算说明书The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020河北建筑工程学院毕业设计计算说明书系别：能环学院专业：建筑环境与设备工程班级：建环 121姓名：任少朋学号： 2012305127起迄日期：16年02月21日 ~ 16年06月15日设计（论文）地点:河北建筑工程学院指导教师：贾玉贵职称：副教授 2016 年 06 月 15 日摘要随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量。
本题目是以张家口市桥西区恒峰热力有限公司集中供热系统M13号热力站供热区域的工程设计、改造为需用背景的实际工程。
本工程为张家口市桥西区集中供热工程张家口市检察院换热站，属于原有燃煤锅炉房改造工程。
供热区域总建筑面积：110000m2，总热负荷：约6400kw。
本次设计主要有工程概述、热负荷计算、供热方案确定、管道水力计算、系统原理图和平面布置图绘制、设备及附件的选择计算的内容。
除上述内容外，在计算说明书中尚需包括如下一些曲线:供回水温度随室外温度变化曲线，调节曲线。
本次设计要求使用CAD绘出图纸，其中包括设计施工说明、主要设备附件材料表，换热站设备平面布置图、换热站管道平面布置图、换热站流程图及相关剖面图等。
在换热站设计合理，安装质量符合标准和操作维修良好的条件下，换热站能够顺利地运行，对于采暖用户，在非采暖期停止运行期内，可以维修并且排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求。
关键词：供热负荷设备选择计算及布置换热站系统运行板式换热器目录摘要 (1)第一章设计概况 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计原始资料 (4)1.2.1 设计地区气象资料 (4)1.2.2 设计参数资料 (4)第二章换热站方案的确定 (5)2.1换热站位置的确定 (5)2.2换热站建筑平面图的确定 (5)2.3换热站方案确定 (5)2.4供热管道的平面布置类型 (5)2.5管道的布置和敷设 (6)2.6换热站负荷的计算 (6)第三章换热站设备的选取 (7)3.1换热器简介 (7)3.1.1换热器概述 (7)3.1.2换热器的分类 (7)3.2换热器的选取 (9)3.2.1换热器类型的选取 (9)3.2.2换热器选型计算 (9)3.3换热站内管道的水力计算 (10)3.4循环水泵的选择 (11)3.4.1循环水泵需满足的条件 (11)3.4.2循环水泵选择 (11)3.5补水泵的选择 (12)3.5.1补水泵需该满足的条件 (12)3.5.2补水泵的选择 (12)3.6补水箱的选择 (14)3.7除污器的选择 (14)3.8钠离子交换器的选择 (14)3.9分集水器的选择 (15)第四章设备管道的防腐保温 (15)4.1 保温材料的选择原则及保温结构 (15)4.2保温材料选材计算 (16)第五章质调节 (17)参考文献 (22)致谢 (22)第一章设计概况1.1设计题目张家口市桥西区集中供热工程M13号热力站工艺设计二次网改造及供热系统运行模式分析1.2 设计原始资料1.2.1 设计地区气象资料1、建筑物修建地区：河北省长张家口市2、该工程的供热区域总建筑面积：110000m2，供需范围有十六中学校区、市检察院办公区和住宅区等，供热半径：500m，最大建筑高度：36m。
一、已知参数 板式换热器热力计算冷介质流量Gt/h 1825.328584 3对数温差传热系数Δ Tm ℃10.2 2传热面积 K W/m ℃1600Fm 2 911.54 换热面积（ 10%的裕量) m 2 1002.7三、设计参数 单板有效换热面积 Fdm28.64 冷介质流程数N1 1 冷介质单道流通面积 A1 m 20.00264热介质流程数 N21 热介质单道流通面积 A2 m20.0156 板片数 n 116.05207 冷介质板间流速 V1 m/s #NAME? 热介质板间流速V2m/s #NAME? 冷介质进、出水口直径 、流速 mm 、m/s 350 #NAME? 热介质进、出水口直径 、流速mm 、m/s900#NAME?换热器参数浆液比热 3.457 kj/kg* ℃ 浆液密度 1180 kg/m 3 粘度0.0022pa*sm /h #NAME? 冷介质比热容kcal/kg ℃ #NAME? 冷介质密度kg/m 3#NAME?冷介质入口水温T 1 ℃ 32 冷介质出口水温T 2℃ 39.00 热介质密度 kg/m3 1180.0 热介质比热容热介质入口温度t 1 kcal/kg ℃℃#NAME?47 热介质出口温度t2℃ 44.7 热介质流量 Wt/h #NAME?m 3/h#NAME?二、传热计算换热量QKW 、kcal/h14860.0 12777300ΔT1=t1-T28.0 ΔT2=t2-T112.7浆液入口温度47.00 ℃浆液出口温度44.74 ℃浆液体积流量#NAME? m3/h 水侧入口温度32.00 ℃水侧出口温度39.00 ℃水侧体积流量#NAME? m3/h 水侧质量流量1825.3 t/h 换热器板片规格7200*1200*1.5 mm 换热器换热面积0 m2 浆液侧板间流速#NAME? m/s 水侧板间流速#NAME? m/s 浆液侧流道宽度24 mm 浆液侧阻力#NAME? m 水侧阻力#NAME? m 换热器净重0.0 kg 换热器荷重0.0 kg浆液参数确保所浆液比热 3.457 kj/kg* ℃3浆液密度1180 kg/m粘度0.0022 pa*s换热器参数板片宽度1200 厚度板片长度7200 1.5水实槽际深测际槽 3.2 浆液流道宽浆侧液实深12 24水测量槽 2.2 通道截面积比当槽量深液当浆侧深13 5.909090909夹紧尺寸0.0实际取整面积接口数量21PL0.6 WN1.0350 20.5400 27.5450 33.5500 40600 54.5 56 700 65 800 87 900 106 1000 123 1200 184 1400 252确保所有标红处参数准确无误！参数计算水侧板间入口处流速#NAME? m/s 板片水侧开口长度半剖管方案截面流速#NAME? m/s 700 椭圆短半轴高度120 mm半椭圆管方案截面流速浆液侧流体阻力#NAME?#NAME?m/sm水侧流体阻力#NAME? m滤总最终取值沿程阻力损失0.47147767#NAME? m浆液测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/sb 运动粘度 1.8644E-06 m2/s 水力半径R动力粘度0.0022 pa*s密度1180.0 kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.33404991#NAME?#NAME?最终取值0.33404991沿程阻力损失#NAME? m水测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/s b运动粘度#NAME? m2/s 水力半径R动力粘度#NAME? pa*s密度#NAME? kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.471477673 0滤网长度1500 2100总面积3150000#DIV/0! 个1.165 m0.024 m0.011757780.0470311197.2 m0.08 m0.0064 m 0.4 35.5 0.002962963 运动粘度#NAME? m2/s动力粘度#NAME? pa*s 0.005925926 密度#NAME? kg/m37.2 m 雷诺数#NAME?摩擦系数#NAME?压降#NAME? Mpa#NAME? m。
