供热管网工程设计

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第1章 绪 论 ..................................................... 3

1.1 概述 ..................................... 错误！未定义书签。

1.1.1 我国城市集中供热现状 ............... 错误！未定义书签。 1.1.2 工程设计的目的及意义 ............... 错误！未定义书签。 1.1.3 设计指导思想 ....................... 错误！未定义书签。 1.2 设计题目 .................................................. 3 1.3 设计原始资料 .............................................. 3 第2章 供暖系统设计热负荷 ......................................... 5

2.1 体积热指标法 .............................................. 5 2.2 面积热指标 ................................................ 5 2.3 城市规划指标法 ............................................ 5 第3章 供暖方案的确定 ............................................. 7

3.1 热源形式的选择 ............................................ 7 3.2 热媒种类的选择 ............................................ 7 3.3 热媒参数的确定 ............................................ 7 3.4 热网形式的选择 ............................................ 8

3.4.1 枝状管网 ............................................ 8 3.4.2 环状管网 ............................................ 9 3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式 ........................ 9 3.6 供热管道的定线原则 ....................................... 10

3.6.1 热源位置 ........................................... 10 3.6.2 管网的走向 ......................................... 10 3.6.3 敷设方式 ........................................... 11 3.7 直埋热水管道的防腐 ....................................... 13 3.8 热水管网系统的定压方式 ................................... 16 第4章 供暖管网的水力计算 ........................................ 18

4.1 供热管网的水力计算方法 ................................... 18 4.2 供热管网水力计算的步骤 ................................... 18 4.3 管网的水力计算过程 ....................................... 21 第5章 水压图的绘制 ............................................... 34

5.1 绘制网路水压图的必要性 ................................... 34 5.2 网路水压图的原理及其作用 ................................. 34

5.2.1 原理 ............................................... 34

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5.2.2 作用 ............................................... 34 5.3 绘制水压图的原则和要求 ................................... 35 5.4 绘制水压图的步骤和方法 ................................... 35

5.4.1 确定热水网路水压图的基准面及坐标轴 ................. 35 5.4.2 确定静水压曲线位置 ................................. 36 5.4.3 确定回水管动水压曲线位置 ........................... 36 5.4.4 选定供水管动水压曲线位置 ........................... 37

第6章 热负荷延续时间图及年耗热量 ................................. 39

6.1 绘制热负荷延续时间图的意义 ............................... 39 6.2 供暖热负荷延续时间图 ..................................... 39 6.3 年耗热量 ................................................. 40 第7章 热水供热系统的供热调节 .................................... 42

7.1 热水供热系统的初调节 ..................................... 42

7.1.1 概述 ............................................... 42 7.1.2 热水供热系统初调节的方法 ........................... 43 7.1.3 初调节应注意的问题 ................................. 47 7.2 热水供热系统的运行调节 ................................... 48

7.2.1 热水供热系统运行调节的背景 ......................... 48 7.2.2 气候补偿器的安装 ................................... 49

第8章 管道的保温 ................................................ 57

8.1 设置保温的基本原则 ....................................... 57 8.2 保温层材料的选择 ......................................... 58 8.3 保温层厚度的计算 ......................................... 58 8.4 热损失的计算 ............................................. 59 第9章 工程经济技术分析 .......................................... 62

9.1 概述 ..................................................... 62 9.2 管网布置的合理性分析 ..................................... 62 9.3 管道水力计算的经济分析 ................................... 63 9.4 供热管网运行调节的经济分析 ............................... 63 第10章 设计总结 ................................................. 64 参考文献 .......................................................... 65 致 谢 ............................................................ 66 附 录 ............................................................ 67

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附录Ａ 外文翻译 .............................................. 67 对再生能源技术的研究 .............................................. 72

第1章 绪 论

1.1 设计题目

北京某小区供热管网工程设计。

1.2 设计原始资料

本设计为北京某小区建筑室外平面布置，见图1-1。根据要求，拟设计室外供热管网。这个小区共有8幢建筑，分别是写字楼(建筑面积1000m2)；干部公寓(5000m2)；商店(1000m2)；会议大厅(2000m2)；活动中心(800m2)；小会议室(1100m2)；培训中心(9000m2)；宿舍楼(10000m2)8幢建筑均有冬季供暖系统。在小区内有一区域换热站提供低温水(80/60℃)，供应小区8幢建筑用热。

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图1-1 管网平面图

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第2章 供暖系统设计热负荷

供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。它的设计热负荷占全部设计热负荷的80%~90%以上(不包括生产工艺用热)。供暖设计热负荷的概算，可采用体积热指标法、面积热指标法或城市规划指标法进行计算。

2.1 体积热指标法

建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算

??qVw?tn?tw???10?3 (2-1) Qn?——建筑物的供暖设计热负荷，kW； 式中，Qn Vw——建筑物的外围体积，m3； tn——供暖室内计算温度，℃；

?——供暖室外计算温度，℃； tw qv——建筑物的供暖体积热指标，W/ m3 ·℃。

供暖体积热指标的大小，主要与建筑物的围护结构及外形有关。建筑物围护结构传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小、建筑物的长宽比越大，单位体积的热损失，亦即qv值也越大。

2.2 面积热指标

建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算：

??qf?F?10?3 (2-2) Qn?—— 建筑物的供暖设计热负荷，kW； 式中， Qn F—— 建筑物的建筑面积，m；

2 qf——建筑物供暖面积热指标，W/ m。

22.3 城市规划指标法

对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。

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采用供暖面积热指标法，比体积热指标更易于概算，近年来在城市集中供热系统规划设计中，国外、国内也都采用供暖面积热指标法进行概算。 故本设计选用了面积热指标法。各建筑的供暖设计热负荷见表2-2。

表2-1 建筑物供暖面积热指标推荐值

建筑物类型 面积热指标(W/m2)

表2-2 建筑物采暖热负荷汇总表

建筑物名称

商店 干部公寓 写字楼 会议大厅 活动中心 小会议室 培训中心 宿舍楼

采暖热指标(W/m2)

80 65 60 70 70 70 70 40

采暖建筑面积(m2)

1000 5000 1000 2000 2000 1100 9000 10000

采暖热负荷(kW)

80 325 60 140 140 77 630 400

住宅

居住区综合 45-55

学校办公 50-70

医院托幼 55-70

旅馆

商店

食堂

30-45 50-60 55-70 100-130

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第3章 供暖方案的确定

3.1 热源形式的选择

依据国家及北京市有关规定，热源型式选择为热力站。

3.2 热媒种类的选择

集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时也与选择的热源型式有关。

集中供热系统的热媒主要是热水或蒸汽。

在集中供热系统中，以水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点：

热水供热系统的热能利用效率高。由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因而热能利用率比蒸汽供热系统好，实践证明，一般可节约燃料20%~40%。

以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节(质调节)，既能减少热网热损失，又能较好的满足卫生要求。

热水供热系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。

热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。

本设计以换热站为热源，供热系统为民用采暖系统，因此，选用水作为热媒。

3.3 热媒参数的确定

热水热力网最佳设计供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑热源、热力网、热用户系统等方面的因素，进行技术经济比较确定。

当不具备条件进行最佳供、回水温度的技术经济比较时，热水热力网供、回水温度可按下列原则确定：

以热电厂或大型区域锅炉房为热源时，设计供水温度可取110～150℃，回水温度不应高于70℃；

热电厂采用一级加热时，供水温度取较小值；采用二级加热(包括串联尖峰锅炉)时，取较大值；

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以小型区域锅炉房或换热站为热源时，设计供回水温度可采用户内采暖系统的设计温度；

多热源联网运行的供热系统中，各热源的设计供回水温度应一致。当区域锅炉房与热电厂联网运行时，应采用以热电厂为热源的供热系统的最佳供、回水温度。本设计中采用的供回水温度是80/60℃。

3.4 热网形式的选择

热网是集中供热系统的主要组成部分，担负热能输送任务。热网系统型式取决于热媒(蒸汽或热水)、热源(热电厂或区域锅炉房等)与热用户的相互位置和供热地区热用户种类、热负荷大小和性质等。选择热网系统型式应遵循的基本原则是安全供热和经济性。热网系统型式主要有以下两种型式：

3.4.1 枝状管网

枝状管网的系统型式见图3-1。

管网采用枝状连接，热网供水从热源沿主干线，分枝干线，用户支线送到各热用户的引入口处，网路回水从各用户沿相同线路返回热源。

枝状管网布置简单，供热管道的直径随距热源越远而逐渐减小;而金属耗量小，基建投资小，运行管理简便。但枝状管网不具后

图3-1 枝状管网

备供热的性能。当供热管网处发生故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。由于建筑物具有一定的蓄热能力，通常可采用迅速消除热网故障的办法，以使建筑物室温不致大幅度的降低。因此，枝状管网是热水管网最普遍采用的方式。

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3.4.2 环状管网

环状管网的系统型式见图3-2。

图3-2 环状管网

环状管网和枝状管网相比，热网投资增大，运行管理更为复杂，热网要有较高的自动控制措施。

根据本设计的特点，综合比较后，决定采用适用小范围供热、形式简单、成本低廉的枝状管网型式进行管线布置。

3.5 供热系统热用户与热水网路的连接方式

供暖系统热用户与热水网路的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。 直接连接使用户系统直接连接于热水网路上。热水网路的水力工况(压力和流量状况)和供热工况与供暖热用户有着密切的联系。间接连接方式是在供暖系统热用户设置表面式水-水换热器(或在热力站处设置担负该区供暖热负荷的表面式水-水换热器)，用户系统与热水网路被表面式水-水换热器隔离，形成两个独立的系统。用户与网路之间的水力工况互不影响。

供暖系统热用户于热水网路的连接方式，常见的有以下几种方式： (1)无混合装置的直接连接

热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接连接方式最简单，造价低。但这种连接方式，只能在网路的设计供水温度不超过规范规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时，且用户引入口处热网的供、回水管的资用压差大于供暖系统用户要求的压力损失时方可应用。

(2)装水喷射器的直接连接

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热网供水管的高温水进入水喷射器，在喷嘴出形成很高的流速，喷嘴出口处动压升高，静压降低到低于回水管的压力，回水管的低温水被抽引进入喷射器，并与供水混合，使进入用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度，符合用户系统的要求。

水喷射器无活动部件、构造简单、运行可靠、网路系统的水力稳定性好。但由于水喷射器需要消耗能量，热网供、回水之间需要足够的资用压差，才能保证水喷射器正常工作。这种连接方式只用在单幢建筑物的供暖系统上，需要分散管理。

(3)装混合水泵的直接连接

当建筑物用户引入口处，热水网路的供、回水压差较小，不能满足水喷射器正常工作所需的压差，或设集中泵站将高温水转为低温水，想多幢或街区建筑物供暖时，可采用这种连接方式。

在热力站处设置混合水泵的连接方式，可适当的集中管理。但混合水泵连接方式的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。

(4)间接连接

热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的表面式水-水换热器内，通过换热器的表面将热能传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水返回热网回水管区。

间接连接方式需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水-水换热器和供暖系统热用户的循环水泵等设备，造价比直接连接高得多。循环水泵需经常维护，并消耗电能，运行费用增加。但热源的补水率大大减少，同时热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理。

这种连接方式只有在热网回水关在用户入口处的压力超过该用户散热器的承受能力，或高层建筑采用直接连接，影响到整个热水网路压水平升高时才采用。

在本设计中都是多层建筑，而且采用低温水热水供暖系统，因此选择无混合装置的直接连接是最经济、最合理的方式。

3.6 供热管道的定线原则

3.6.1 热源位置

本设计热源为小区内的换热站

3.6.2 管网的走向

实际定向时要掌握地质，水文资料，地上，地下构筑物情况，除了技术经济合理外还要考虑维修管理方便，布置时应注意：

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(1)管道应尽量穿越负荷区，走向宜平行于建筑物。 (2)尽量少穿越公路，铁路等主要交通干线。 (3)为了施工及管理方便，管线应尽量走绿化地带。

(4)热力管沟外侧与其他建筑物，管线保持一定距离，与基础外边间距不小于1.5米。

(5)热网规划时应当适当考虑各小区连接方便及小区负荷对称。

3.6.3 敷设方式

合理的选择供热管道的敷设方式，应对节约投资、保证热网安全可靠地运行及交通情况等综合考虑，力求与总体布局协调一致。

供热管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设。考虑到北京地区的气候条件，小区所在地的地质条件，地下水位及供暖管网与小区整体环境和协调性等条件，本设计均采用地下敷设方式。

地下敷设可分为两种方式： (1)地沟敷设

①通行地沟敷设：工作人员可能直立通行的地沟，但造价高。

②半通行地沟敷设：当管道根数较多，采用单排水平布置沟宽度受到限制时，可采用半通行地沟。

③不通行地沟敷设：当管道根数不多且维修工作量不大时，可采用不通行地沟，其造价较低、占地小，但检修方便。

(2)无沟(直埋)敷设

直埋设于土壤中，最多采用的型式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密 粘合在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。

①直埋敷设的优点

直埋敷施工工期短，对其他管道埋设道路工程及现场运输影响很少；开挖土方量少，只有半通行地沟敷设的20%，而挖出土壤最后可全部回填不必外运，不少资料报导，直埋敷设比半通行地沟敷设节省投资30%左右；聚氨脂直接在管道外围发泡形成的保温效果比其他任何保温材料导热系数小，牢固性强，玻璃钢外壳封闭性好，地下水及冷土层对它无影响，据国外资料报导，使用寿命长达40～50年，中间无须维修，因此我选用直埋敷设。由于受土壤摩擦力的约束，预制保温管可实现无补偿直埋敷设。本设计埋深大于0.8m。

②无补偿直埋供热管道施工方法及应注意的问题

1)为了减小管道的温度应力，管道埋土前进行预加热，加热温度一般可取其工作

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温度的一半，这时使管道产生热伸长，直至敷土夯实完毕，再让它降温。这时管道无法收缩就产生了冷拉应力，此拉应力也正好是管道工作热压应力之半，这样待日后管道再升温时，此拉应力将逐步减小，待温升到复土预加热温度后，管壁拉、压应力正好完全抵消，等管道温升到工作温度时，则其热应力只有不预热条件之半，因此这是管道工作温度较高时必须采取的安全措施。管道预热措施可在管网适应位置架一水箱将水烧热，然后用泵注入管道，并在各用热户终端临时接通供、回水管，使之水循环，以保证预热水温较长时间恒定；

2)管道保温材料必须采用聚氨脂，并直接在钢管四周发泡完成，切勿采用预制瓦块式的复合保温材料，以保证整个聚氨脂保温层与钢管之间产生强大的粘结力；

3)直埋管段中一般不宜连接什么阀件，如须安装平衡阀、入户总阀等应设在户内，如果必须在直埋管段上安装阀件，则必须附阀件紧按套管伸缩器，以便日后可以拆卸检修阀件。这时的伸缩器是不作补偿用的，故在它们两端2m深处直埋管段上各捣制一座钢筋混凝土固定墩以防止直埋管产生伸缩位移；

4)当直埋管与地沟或架空混合敷设时，直埋管快伸出土壤2m处应捣制一座钢筋混凝土固定墩；

5)如遇直埋敷设支管与非直埋主管连接时，直埋支管接近主管处应留一段地沟以便主管伸缩位移时，支管可随之产生横向摆动，以防止与主管连接处产生强大剪力而破坏其焊缝，此段地沟敷设的长度应按支管管径弹性应力条件决定；

6)固定墩结构一般应通过反推力荷重计算确定，但计算时一般很难准确，特别是埋土与玻璃钢管壁的摩擦系数，影响因素较多，取值范围太大根本无法实际应用。对DN200～DN300钢管计算，结果一般达20～30t，故固定墩可采用C20混凝土，双向配筋主筋应与钢管焊接，固定墩厚300mm，上下左右均伸出钢管壁300mm为妥； 7)供、回水双管平行直埋时，宜采取斜向布置，以便连接分支管时，可避免支管上绕与下绕跨管焊接弯头，使之难以抵抗轴向应力，造成焊缝破坏；

8)检查井数量要求少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处；套筒补偿器处；需要经常维修的设备和部件处应设检查井； 9)直埋管埋深应按规范规定，太浅则不能无补偿直埋。

表3-1 直埋敷设管道最小覆土深度

公称直径(mm) 车行道下(m) 非车行道下(m)

≦125 0.8 0.6

150~200 1.0 0.6

250~300 1.0 0.7

350~400 1.2 0.8

450~500 1.2 0.9

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图3-5 直埋敷设横剖面图

(1)管道坡度，热水管道坡度不小于0.002~0.003，可随地形的自然坡度敷设，但在最高点应设放气阀，最低点设泄水阀。所有去热用户的支管均应坡向与干管连接的检查井，坡度不小于0.001。所有分支管线，在检查井均设排水阀，以便在分支管发生事故时，排除管内存水。

(2)经济上合理，主干线力求短直，使金属耗量小，施工方便，主干线尽量走热负荷集中区，管线上所需的阀门及附件涉及到检查井的数量和位置，而检查井的数量应力求减少。

(3)技术上可靠，线路尽可能走地势平坦，土质好，水位低的地区，尽量利用管段的自然补偿。

(4)对周围环境影响少而协调，少穿主要街道，城市道路上的供热管道一般平行于道路中心线，并尽量敷设在车道以外的地方。

(5)穿过街区的城市热力管网应敷设在易于检修和维护的地方。 (6)通过非建筑区的热力管道应沿公路敷设。

(7)热水管道在最低点设放水阀，在最高点设放气阀，管线布置见管线平面图。

3.7 直埋热水管道的防腐

(1)管道的防腐涂料选用铁红防锈漆。

(2)水压实验，实验压力为工作压力的1.5倍。管道系统安装后，进行实验，十分钟内压力下降不大于0.05MPa，不漏为合格。

(3)热力管道严密性实验合格后，须清除管内留下的污垢或杂物，热水及凝结水管道以系统内可能达到的最大压力和流量进行清水冲洗，直至排出口水洁净为合格。

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表3-2 绝热设备及管道外保护层防腐措施

保护层结构

使用环境

油毡、玻璃布等复合保护层

金属薄板保护层

室内架空 室外架空 地沟敷设 室内外架空管道

沥青冷底子油或乳化沥青 薄钢板内外表面刷铁红醇酸底漆 薄钢板外表面刷醇酸磁漆 保护层表面防腐涂料

涂料名称 醇酸磁漆或调和漆

层数 2 2 2 2 2

说明： 绝热设备及管道在绝热前需要进行防锈处理，并刷二道防锈漆(铁红酚醛防锈漆或铁红环氧底漆)。

表3-3 埋地管道目前常用外防腐层

外防腐层

聚氨酯硬质泡沫塑料

涂层结构

聚氨酯硬质泡沫塑料外贴玻璃

钢保护层 先涂一层底胶，再贴卷材，再涂两层胶粘剂，外保玻璃布等保护层，粘贴和封口用过氯乙烯胶粘剂和氯丁胶粘剂。

涂层结构

特点及应用范围

吸水率小，耐酸、碱性能较好，是良好的绝热，绝缘，防腐材料，使用温度-40~120 ℃，用

于直埋绝热管道。

使用温度-20~50 ℃

PVC防水管材

外防腐层

环氧煤沥青防腐层

特点及应用范围

有较好的耐水性，吸水率低，防锈性能好，耐细菌侵蚀，漆

见环氧煤沥青防腐结构表3—3

膜坚硬，耐酸碱盐性能较好，耐温≦130℃，使用寿命7~8年。

见石油沥青防腐结构

表3—4

货源充足，价格低，施工经验成熟，但吸水率大(可达20%)，易被细菌侵蚀，使用寿命不长。

石油沥青防腐层

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表3-4 非绝热埋地管道环氧煤沥青防腐层结构表

防腐等级

普通级

防腐层架构 底漆一道 环氧煤沥青三道 涂层间缠绕玻璃布二层

加强级

底漆一道 环氧煤沥青四道 涂层间缠绕玻璃布三层

特加强级

底漆一道 环氧煤沥青五道 涂层间缠绕玻璃布四层

9~10 7~8 总厚度 5~6

表3-5 非绝热埋地管道石油沥青防腐层结构表

防腐层层次(从金属表面

算起)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 防腐层最小厚度

普通防腐

加强防腐

特加强防腐

冷底子油 石油沥青涂料 防水卷材 石油沥青涂料 聚氯乙烯工业薄膜

4.5

15

冷底子油 石油沥青涂料 石油沥青涂料 防水卷材 石油沥青涂料 石油沥青涂料 聚氯乙烯工业薄膜

6

冷底子油 石油沥青涂料 石油沥青涂料 防水卷材 石油沥青涂料 石油沥青涂料 防水卷材 石油沥青涂料 石油沥青涂料 聚氯乙烯工业薄膜

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3.8 热水管网系统的定压方式

为实现热水管网设计水压图的运行工况，必须通过设置定压装置，采用一定的定压方式，来维持热水供热系统中定压点压力恒定。

供热系统在运行或停止状态下，压力始终保持不变的店成为恒压点。供热系统在无泄漏补水，并忽略热水体积膨胀时，恒压点的压点的压力值是唯一的，且等于静水压线值。恒压点的位置一般在系统循环水泵入口处，也可以在系统的任何一点，视供热系统的形式而定。

维持恒压点压力恒定不变是热水供热系统正常运行定的基本条件。热水供热系统由于不严密，产生漏水损失，将引起系统内压力的波动。维持热水供热系统内热媒压力一定或在一定范围内波动，必须不断的向系统内补水。所以热水供热系统的定压系统往往和补水系统同时考虑。

热水网路常用的定压方式有膨胀水箱定压，补给水泵定压，惰性气体定压，蒸汽定压等。补给水泵定压方式是目前国内集中供热系统最常用的一种定压方式。补给水泵定压方式主要有三种形式：

(1)补给水泵连续补水定压方式 (2)补给水泵间歇补水定压方式

(3)补给水泵补水定压设在旁通管处的定压方式

间歇补水定压方式要比连续补水定压方式少耗一些电能，设备简单，但其动水压曲线上下波动，不如连续补水方式稳定。间歇补水定压方式宜使用在系统规模不大，供水温度不高、系统漏水量较小的供热系统中；对于系统规模较大，供水温度较高的供热系统，应采用连续补水定压方式(见图3-6)。

图 3-6 补给水泵连续补水定压方式示意图

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说明：1-补给水箱 2-补给水泵 3-安全阀 4-加热装置 5-网路循环水泵 6-压力调节阀 7-热用户

上述三种补水定压方式，其定压点都在网路循环水泵的吸入端。对于大型的热水供热系统，为了适当地降低网路的运行压力和便于网路的压力工况，可采用定压点设在旁通管的连续补水定压方式，使旁通管不断通过网路水。网路循环水泵的计算流量，要包括这一部分流量，因此多耗电能。

鉴于本设计中供热系统规模不大、供热温度不高所以选择间歇性补水定压方式。

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第4章 供暖管网的水力计算

4.1 供热管网的水力计算方法

室内热水供暖系统管道水利计算的基本原理与公式完全适用于室外热水网路，为了简化计算室外供热管网水利计算多采用局部阻力当量长度法。本设计中的水力计算采用当量长度法。

4.2 供热管网水力计算的步骤

(1)确定网路中热媒的计算流量 G?Q0.8Q6 (4-1) ?c(?1'??2')??1'?2'式中，G——供暖系统用户的计算流量，t/h； Q——用户热负荷，kW；

c——水的比热，取c=4.187KJ/Kg·℃； ?'1/?'2——供热网路的设计供、回水温度，℃。 以商店为例进行计算，如下：

G?0.86?80Q0.86Q??3.44t/h ?80?60c(?'1??'2)?'1??'2本设计中各建筑的流量计算表见表4-1

表4-1 各管段流量计算表

建 筑

名 称 负荷(kW) 设计流量(t/h)

商店 80 3.44

干部 公寓 325 13.97

写字楼 60 2.58

会议 大厅 140 6.02

活动 中心 140 6.02

小会 议室 77 3.31

宿舍楼 400 17.20

培训 中心 630 27.08

(2)确定热水网路的主干线及其平均比摩阻

热水网路水利计算是从主干线开始。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基本相等，所以通常从热

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源到最远用户的管线是主干线。

主干线的平均比摩阻R值对确定整个管网的管径起着决定性的作用，热水网路主干线的比摩阻通常是通过技术分析的方法来确定。当管段的通过能力一定时，管段的比摩阻与管道的直径d的5.25次方成正比，即管径越大将使该管段的比摩阻减小，使热水网路的阻力损失减小，因而循环水泵的功率减小，经济运行费用也减少。但供热管道直径越大，供热管网的建设投资越大。

如选用的R值较大，热媒流速高，管径越小，从而降低了管网的基建投资和热损失，但网路循环管水泵的基建投资和电耗随之增加。同时，比摩阻R值的大小，还影响供热管网水利工况的稳定性。比摩阻R值增大，供热管网的水利稳定性将下降。

因此需要找出一个经济的比摩阻值，使热水供热管网在规定的计算年限里总费用最少。经济比摩阻是综合考虑管网和热力站的投资与运行电耗及热损失费用等得出的最佳管径设计比摩阻值。当供热管网主干线供、回水干管总长度较长时，比摩阻选用较小值，反之选取较大值。在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值，反之选取较大值。在供热管网主干线末端宜选用比摩阻的较小值。影响经济比摩阻的因素很多，“经济比摩阻”的值是一个有待探讨的问题。

根据《热网规范》，在一般情况下热水网路主干线的比摩阻，建议采用30~70Pa/m进行计算。

(3)根据热水网路主干线各管段的计算流量G和经济比摩阻R值，有热水网路水利计算表，确定各管段的管径d和相应的实际比摩阻R值。

根据选用的公称直径和管中局部阻力形式，确定管段局部阻力当量长度Ld及折算长度Lzh。

(4)根据管段折算长度Lzh的总和利用下式计算各管段压降ΔP

?P?R(L?Ld) (4-2)

式中，?P——管段压降，Pa；

R——管段的实际比摩阻,Pa；

L——管段的实际长度，m； Ld——局部阻力当量长度。

(5)确定主干线的管径后，就可以利用同样方法确定支管管径，为了满足网路中各用户的作用压差平衡，必须使各并联管路的压降大致相等，故并联支线的推荐比摩阻Rtj需用式(4-3)进行计算

Rtj=ΔP/Lzh (4-3)

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式中，Rtj——推荐比摩阻，Pa/m；

ΔP——资用压降，即与直线并联的主干线的压降，Pa； Lzh——考虑局部阻力的管段折算长度， Lzh=L×1.3，m。

根据式(4-3)可得到支线的推荐比摩阻，结合管段的流量可利用水力计算表确定支线的公称直径、实际比摩阻及实际压降。

(6)对于实际压降过小的管段为消除剩余压头，应在用户引入口或热力站处安装调压板、调压阀门、平衡阀或流量调节器等来消除压头，以便使供热管网各环路之间的阻力损失平衡，避免产生距热源近处的用户过热而远处用户过冷的水平失调现象。本设计采用调压孔板，并把它们安装在供水管上。

调压板孔径按下式计算：

d?2GDnf mm (4-4)

2f?23.21?10?4Dn??P?0.812G (4-5)

式中，d——调压板的孔径，mm；

Dn——管道内径，mm；

G—— 管段的计算流量，kg/h；

?P——调压板需消耗的剩余压头，因只在供水管安装调压板，剩余压头应为供回水管压力损失之和，Pa；

3 ?——热水的密度，kg/m。

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图4-1 管线标号图

4.3 管网的水力计算过程

(1)主干线的计算 ①干线1—2的计算 确定1—2的流量

G?3.6?Q1852?3.6??79.62t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内根据1—管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得1—2管段的比摩阻R=27Pa/m,d=200mm,ν=0.69m/s

管段1—2的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查处出弯头 1×6m=6m 所以ld=6m.

管段1—2的折算长度lzh=22.05+6=28.05m. 管段1—2的压力损失Δp=R×lzh=760.16Pa ②干线2—3的计算

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确定2—3的流量

G?3.6?Q602?3.6??25.88t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内根据2—3管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得2—3管段的比摩阻R=48.8Pa/m,d=125mm,ν=0.69m/s

管段2—3的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 直流三通 1×6.5m=6m 异径接头 1×1.32m=1.32m,所以ld=6+1.32=7.32m. 管段2—3的折算长度lzh=3.5m+7.32m=20.82m. 管段2—3的压力损失ΔP=R×lzh=816Pa ②干线3—4的计算

确定3—4的流量

G?3.6?Q525?3.6??22.57t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内根据1—管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得3—4管段的比摩阻R=31.08Pa/m,d=125mm,ν=0.54m/s

管段3—4的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 直流三通 1×6.5m=6.5m ,所以ld=6.5m. 管段3—4的折算长度lzh=78.15m+6.5m=84.65m. 管段3—4的压力损失Δp=R×lzh=2630.92Pa ③干线4—5的计算

确定线4—5的流量

G?3.6?Q362.5?3.6??15.58t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内根据线4—5管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线4—5管段的比摩阻R=48.22Pa/m,d=100mm,ν=0.57m/s

管段线4—5的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 直流三通 1×5m=5m 异径接头 1×0.98m=0.98m,所以ld=5+0.98=5.98m. 管段线4—5的折算长度lzh=33.35m+5.98m=39.33m. 管段线4—5的压力损失Δp=R×lzh=1849.2Pa

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④干线5—6的计算

确定线5—6的流量

G?3.6?Q200?3.6??8.6t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内根据线5—6管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线5—6管段的比摩阻R=42.12Pa/m,d=80mm,ν=0.47m/s

管段线5—6的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 直流三通 1×3.7m=3.7m 异径接头 1×0.38m=0.38m,所以ld=3.7+0.38=4.08m. 管段线4—5的折算长度lzh=49.75m+4.08m=53.83m. 管段线4—5的压力损失Δp=R×lzh=2251.3Pa ⑤干线6—3#的计算

确定线6—3#的流量

G?3.6?Q100?3.6??4.3t/h tg?th80?60取主干线的平均把摩阻在R=30~70pa/m范围之内,根据线6—3#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线6—3#管段的比摩阻R=26.55Pa/m,d=70mm,ν=0.33m/s

管段线6—3#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 直流三通 1×2.6m=2.6m 异径接头 1×0.3m=0.3m,所以ld=2.6+0.3=2.9m. 管段线6—3#的折算长度lzh=30.17m+2.9m=33.07m. 管段线6—3#的压力损失Δp=R×lzh=870.0Pa (2)支线的计算 ①支线3—1#的计算

G?3.6?Q77?3.6??3.3t/h tg?th80?60管段3—1#的资用压力为：

Δp3—1#=Δp3—4+Δp4—5+Δp5—6+Δp6—3#=7601.5Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为

R=Δp3—1#/l3—1#(1+0.6)=1590Pa/m

根据线6—3#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线3—1#管段的比摩阻R=800Pa/m,d=32mm,ν=1.1m/s

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管段线3—1#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×0.75m=0.75m 阀门 1×0.65m=0.65m,所以ld=0.75+0.65=1.4m. 管段线3—1#的折算长度lzh=3m+1.4m=4.4m. 管段线3—1#的压力损失Δp=R×lzh=3510.4Pa 与资用压头的差值?P=7601.5‐3510.4=4091.1Pa 不平衡率：

4091.1?53.8%

7601.5需在3—1#管段上加调压孔板

2f?23.21?10?4Dn??P?0.812G

?23.1?10?4?3221000?2?4091.1?0.812?3300?9445.8 调压板的孔径为：

2GDnd?23300?32?f9445.8?18.9mm

②支线4—2#的计算

G?3.6?Q162.5?3.6??7.0t/h tg?th80?60管段4—2#的资用压力为：

Δp4—2#=Δp4—5+Δp5—6+Δp6—3#=4970.6Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp3—1#/l3—1#(1+0.6)=424.1Pa/m

根据线4—2#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线4—2#管段的比摩阻R=387.4Pa/m,d=50mm,ν=1.03m/s

管段线4—2#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×1.3m=1.3m 阀门 1×0.65m=0.65m,所以ld=1.3+0.65=1.95m. 管段线5—2#的折算长度lzh=7.3m+1.95m=9.3m. 管段线4—2#的压力损失Δp=R×lzh=3593.3Pa 与资用压头的差值?P=4970.6‐3593.3=1377.3Pa 不平衡率：

1377.3?27.7%

4970.6需在4—2#管段上加调压孔板

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2f?23.21?10?4Dn??P?0.812G

?23.1?10?4?5021000?2?3593.3?0.812?7000?21165.5 调压板的孔径为：

2GDnd?2?7000?50f21165.5?28.8mm

③支线5—2#的计算

G?3.6?Q162.5?3.6??7.0t/h tg?th80?60管段5—2#的资用压力为： Δp5—2#=Δp5—6+Δp6—3#=3121.4Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp5—2#/l3—1#(1+0.6)=266.3Pa/m

根据线5—2#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线5—2#管段的比摩阻R=304Pa/m,d=50mm,ν=0.92m/s

管段线5—2#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×1.3m=1.3m 阀门 1×0.65m=0.65m,所以ld=1.3+0.65=1.95m. 管段线5—2#的折算长度lzh=7.3m+1.95m=9.3m. 管段线5—2#的压力损失Δp=R×lzh=2819.8Pa 与资用压头的差值?P=3121.4‐2819.8=301.6Pa 不平衡率：

301.6?9.7%?15%

3121.4所以不用加调压孔板 ④支线6—3#的计算

G?3.6?Q100?3.6??4.3t/h tg?th80?60管段6—3#的资用压力为： Δp6—3#=Δp5—6+Δp6—3#=815.7Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp5—2#/l3—1#(1+0.6)=99.5Pa/m

根据线6—3#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线6—3#管

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管段10—4#的资用压力为：

Δp10—4#=Δp10—12+Δp12—13+Δp13—6#=2820.6Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp10—4#/l10—4#(1+0.6)=235.4Pa/m

根据线10—4#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线3—1#管段的比摩阻R=236Pa/m,d=50mm,ν=0.99m/s

管段线10—4#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×0.97m=0.97m 阀门 1×7.8m=1m,所以ld=0.97+7.8=8.77m. 管段线10—4#的折算长度lzh=6.9m+3m=15.67m. 管段线10—4#的压力损失Δp=R×lzh=3673.0Pa ④支线12—5#的计算

G?3.6?Q80?3.6??5.4t/h tg?th80?60管段12—5#的资用压力为： Δp12—5#=Δp12—13+Δp13—6#=927.9Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp12—5#/l12—5#(1+0.6)=87.34Pa/m

根据线12—5#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线3—1#管段的比摩阻R=91.4Pa/m,d=50mm,ν=0.5m/s

管段线12—5#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×1.3m=0.97m 阀门 1×0.65m=1m,所以ld=1..3+0.65=1.95m. 管段线12—5#的折算长度lzh=3.4m+1.95m=5.35m. 管段线10—4#的压力损失Δp=R×lzh=785.1Pa ⑤支线13—6#的计算

G?3.6?Q100?3.6??4.3t/h tg?th80?60管段13—6#的资用压力为： Δp13—6#=781.5Pa

设局部阻力损失与沿程阻力损失的估计比值αj=0.6，则比摩阻大致可控制为 R=Δp13—6#/l13—6#(1+0.6)=109.0Pa/m

根据线13—6#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线3—1#管段的比摩阻R=135Pa/m,d=50mm,ν=0.62m/s

管段线13—6#的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出

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分流三通 1×1.3m=0.97m 阀门 1×0.65m=1m,所以ld=1..3+0.65=1.95m. 管段线13—6#的折算长度lzh=4.3m+1.95m=6.25m. 管段线13—6#的压力损失Δp=R×lzh=868.1Pa (5)分支干线的计算

与11—8#并联的管段是11—6#，于是Δp11—8#=Δp11—12+Δp12—13+Δp13—

6#=1775.9Pa

可得参考比摩阻R=Δp11—8#/l11—8#(1+0.6)=164.0Pa/m ①支线11—13#的计算

确定线11—13#的流量

G?3.6?Q60?3.6??2.6t/h tg?th80?60取主干线的平均比摩阻在164Pa左右，根据线11—13#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线12—13管段的比摩阻R=175Pa/m,d=40mm,ν=0.6m/s

管段线12—13的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×0.75m=0.75m 弯头 1×0.97m=0.97m 闸阀 1×7.8m=7.8m 变径接头 1×0.14m=0.14m , 所以ld=0.75+0.97+7.8+0.14=12.95m.

管段线12—13的折算长度lzh=2.04m+12.95m=14.9m. 管段线12—13的压力损失Δp=R×lzh=2241.8Pa ②支线13—8#的计算 确定线11—13#的流量

G?3.6?Q200?3.6??8.6t/h tg?th80?60取主干线的平均比摩阻在164Pa左右，根据线11—13#管段的流量和R值的范围，由热水网络水力计算表查得线12—13管段的比摩阻R=106Pa/m,d=70mm,ν=0.68m/s

管段线12—13的局部阻力当量长度ld可由热水网络局部阻力当量长度表查出 分流三通 1×2m=2m 所以ld=2m.

管段线12—13的折算长度lzh=2.04m+12.95m=14.9m. 管段线12—13的压力损失Δp=R×lzh=1143.7Pa (6)分支支线的计算

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①支线13—7#的计算

管线13—7#与管线13—8#并联，所以13—7#的资用压力为 Δp13—7#=Δp13—8#=1143.7Pa 于是参考比摩阻为

R=Δp11—7#/l11—7#(1+0.6)=449.6Pa/m 水力计算表见附录B。

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第5章 水压图的绘制

5.1 绘制网路水压图的必要性

热网中连结着许多的热用户，它们对供水温度及压力可能各有不同，而且它们所处的地势高低不一，在设计阶段必须对整个网路的压力状况有个整体考虑，而水力计算通常只能确定热水管道中各管段的压降，并不能确定热水供暖系统中管道上各点的压力，因此，只有通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热网和各热用户的压力状况，并确定保证使它实现的技术措施。

在运行中，通过网路的实际水压图，可以全面地了解整个系统在调节过程中或出现故障时的压力状况。从而揭露关键性的问题并采取必要的技术措施，保证安全运行，另外，各个用户的连接方式以及整个供热系统的自控调节装置，都需要根据网路的压力分布或其波动情况来选定，既需要以水压图作为这些工作的决策依据。

5.2 网路水压图的原理及其作用

5.2.1 原理

水压图是根据伯努利方程原理绘制的，即

PV12P2V221 ?Z???Z2???H1?2 (5-1)

?g12g?g2g式中，P1、P2——断面1、2的压力，Pa；

Z1、Z2——断面1、2的管中心线距某一基准面O—O的位置高度，m；

V1、V2——断面1、2的水流平均速度，m/s；

?——水的密度，kg/m3；

g——自由落体的重力加速度，取9.81m/s2； ?H1?2——水流经管段1—2的水头损失，m。

5.2.2 作用

(1)利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力值。 (2)利用水压曲线，可以表示各管段阻力损失值。

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(3)根据水压曲线的坡度，可确定管段单位长度的平均压降值。

(4)只要已知或固定管道上任何一点的压力，则其它各点的压力值就已知。

5.3 绘制水压图的原则和要求

热水供热系统在运行和停止运行时，系统内热媒必须满足下列基本技术要求： (1)不超压 在与热水网路直接连接的用户系统内，必须保证系统内任何一点不发生实际压力超过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。

(2)不汽化 在高温水网路和用户系统内，水温超过100℃的地点，热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。从安全角度考虑，《热网规范》规定，除上述要求外，还应留有30~50Kpa的富裕压力，以防止高温水汽化。不同水温下得汽化压力见表5-1。

表5-1 不同水温下得汽化压力

水温/ ℃ 汽化压力/ mH2O

100 0

110 4.6

120 10.3

130 17.6

140 26.9

150 38.6

(3)不倒空 与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运行和停止运行时，其用户系统回水管出口压力必须高于用户系统内的充水高度，以防止系统倒空吸入空气破坏正常的运行和腐蚀管道。

(4)保证热用户有足够的资用压力 在热水网路的热力站或用户入口处，供、回水干管之间必须有足够的资用压差，满足热力站或用户系统克服内部阻力所需的作用压头，以保证用户系统流量。

(5)回水管内任何一点的压力都应比大气压高出5mH2O以免吸入空气。

5.4 绘制水压图的步骤和方法

5.4.1 确定热水网路水压图的基准面及坐标轴

通常以热水供热系统循环水泵吸热口侧的回水管中心线的高度(或其他适合的高度)为基准面。做出O—x，O—y轴，沿供热断网主干线，按一定的比例标出地面标高和房屋标高。

纵坐标表示供热管道地形纵面图、用户系统建筑标高和热网各点热媒测压管水头高度。按照网路上各点和各用户从热源出口开始沿管线的计算距离，在O—x轴上的相应位置按一定的比例标出地面标高和房屋标高。

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5.4.2 确定静水压曲线位置

静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路上各点的测压管水头的连接线。此时网路的测压管水头相等，因此它是一条水平直线。静水压曲线的高度必须满足下列技术要求。

(1)与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层散热器所承受的静水压力不应超过散热器的允许压力。

(2)热水网路及与它直接连接的用户系统内，不会出现汽化和倒空。

所谓“不汽化”是指：静水压力线的高度必须大于该温度下对应的热媒汽化压力，并留有2~5mH2O的富裕量。

所谓“不倒空”是指：静水压线的高度不应低于与外网直接连接的用户系统的充水高度，并应有2~5mH2O的富裕量。

静水压线的位置靠系统所采用的定压系统来保证。往往以静态压力线的位置高度作为热水供热系统定压线的压力值，并且热水供热系统的定压点通常设在回水管循环水泵的吸入端。

在静水压线的基础上，先从循环管水泵吸入端开始绘制热水供热管网回水干管的动态压力线，再绘制供水干管的动态压力线。

本设计采用直接连接的热用户最高为5层，层高3m。循环水泵放置于热力站内，以循环水泵中心线为水压图的基准面，因小区坡度较小，可忽略用户地形的高差，可并入到富裕压头中。则：此系统中热水所能达到最高点为高层用户的顶层，Hy=5×3=15mH2O。供水温度80℃，气化压力Hg=0 mH2O ,安全余量3~5mH2O。

因此，定出静水压线高度 H=Hy+Hg+Hf =15+4=19mH2O。

5.4.3 确定回水管动水压曲线位置

在网路循环水泵运行时，网路回水干管各点的测压管水头的连接线，称为回水干管动水压曲线。

在热水网路设计中，根据回水管的平均比压降(每米管长的压力损失)，亦即确定回水管水压曲线的坡度，初步绘制回水管动水压线。如果已知热水网路水力计算结果，则可按各管段的实际压力损失，确定回水管动水压线。

回水管动水压线的位置应满足下列要求：

(1)回水动压曲线位置应保证所有直接连接的用户系统不倒空和网路上一点的压力不低于5 mH2O，这是控制回水管动压曲线的最低位置的要求。

(2)与热水网路直接连接的用户系统内，底层散热器所承受的静水压里不能超过

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散热器的承压能力，这是控制回水管动压曲线最高位置的要求。

本设计回水管主干线的总压降，通过水力计算，取与供水主干线压降相等，为91776.7Pa，即9.2mH2O。

则：回水干线动水压曲线的末端位置19+9.2＝28.2mH2O。

5.4.4 选定供水管动水压曲线位置

在网路循环水泵运行时，网路供水干管各点的测压管水头的连接线，称为回水干管动水压曲线。同理，供水干管水压曲线沿着水流方向逐渐下降，它在每米管长上降低的高度反映了供水干管的比压降。

供水管动水压线的位置应满足下列要求：

(1) 网路供水管与网路直接连接的用户系统的供水管中任何一点的压力都不应低于热媒的汽化压力，并应有3~5mH2O的富裕量，即不出现汽化现象。

(2)在网路上任何一点用户压力处或热力学韩的供、回水之间的资用压差，应满足用户入口或热力站所要求的循环压力，即给用户提供足够的资用压头。

本设计中，用户所预留的资用压力差为5mH2O，供水管主干线末端的水位高度为：28.2+5=33.2mH2O。供回水管的压力损失相等，即9.2mH2O。则在热源出口处，供水管动水压曲线的高度应33.2+9.2＝42.4mH2O。

在本设计中，换热器内部压力损失预留15mH2O，则网路循环水泵的扬程为 42.4+15-19＝38.4mH2O。

热水网路主干线的动水压曲线绘制完成后，根据分支管线在各分支交点处得供、回水的测压管水头高度和分支管线的水利计算结果，按照分支管线的各管段的长度及其压力降来绘制各分支管线的动水压曲线。由以上计算，可绘制出静水压曲线j-j及动水压曲线。主干线及主要支干线的水压图，见图5-1。

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图5-1 水压图

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第6章 热负荷延续时间图及年耗热量

6.1 绘制热负荷延续时间图的意义

通过绘制热负荷延续时间图，能够清楚的显示出不同大小的供暖负荷在整个采暖季节累计耗热量，以及它在整个采暖季节总耗热量中所占的比重，这对于城市集中供热规划方案进行技术经济分析时，具有十分重要的意义。

6.2 供暖热负荷延续时间图

延续时间图的横坐标的左方为室外温度tw,纵坐标为供暖热负荷Qn，横坐标的右方表示延续小时数。任一室外温度下的供暖热负荷可按下式计算：

?? Qn?Qntn?tw (6-1) ?tn?tw式中，Qn——任一室外温度对应的热负荷 ，kW；

?—— 供暖设计热负荷，kW，Qn?=1852 kW； Qn tn——供暖室内计算温度，℃，tn=18℃；

?=-9℃； t'w—— 供暖室外计算温度，℃，tw tw—— 任一室外温度，℃。

室外温度对应的供暖热负荷和延续时间(北京)见表6-1。

表6-1 室外温度对应的供暖热负荷和延续时间表

室外温度 tw

(℃)

5 3 0 -2 -4 -6 -8 -10

延续小时数n

(h)

3096 2599 1989 1469 934 474 188 106

供暖热负荷Q

(kW)

891.67 1028.85 1234.62 1371.8 1508.98 1646.16 1783.34 1920.52

热负荷延续时间图见图6-1。

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供暖热负荷Q（kW）室外温度 tw（℃）延续小时数n(h)图6-1 供暖热负荷延续时间图

6.3 年耗热量

供暖年耗热量 Qn.a按下式计算： Qn?a?tn?tp?j??24Qn??t?t??nw??h/a (6-2) ?N kW·????N GJ/a (6-3) ??tn?tp?j?? ?0.086Q4n???tn?tw?——供暖设计热负荷，kW， Qn?=5698.28 kW； 式中，Qn N—— 供暖期天数，d，N=129 d； t'w—— 供暖室外计算温度，℃，t'w=18℃； tn——供暖室内计算温度，℃， tn=-9℃； tp?j—— 供暖期室外平均温度，℃，tp?j=-1.6℃；

0.0864—— 公式化简和单位换算后的数值，0.0864?24?3600?10?6；

N,t'w和tp?j值按《暖通规范》值确定。

??本设计根据式6-3，得

?18???1.6?? Qn?a?0.0864?5698 .28????129??18??9??40

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