供热管道设计

2020/1/171供热管道设计2020/1/172主要内容第一部分《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010第二部分《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28-2004第三部分供热管道施工图设计2020/1/173压力管道定义《特种设备安全监察条例》第九十九条规定：压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。供热管道----压力管道2020/1/174压力管道类别、级别《压力容器压力管道设计许可规则》TSGR1001-2008附件B规定了压力管道类别和级别：GA类（长输管道）包括GA1级、GA2级GB类（公用管道）包括GB1级、GB2级GC类（工业管道）包括GC1级、GC2级、GC3级GD类（动力管道）包括GD1级、GD2级其中GB2级为城镇供热（热力）管道。2020/1/175集中供热系统的定义集中供热系统是指一个或多个集中的热源通过供热管网向多个热用户供应热能的系统，它主要由热源、热网和热用户组成。集中供暖系统：热源和散热设备分别设置，用热媒管道相连接，由热源向多个热用户供给热量的供暖系统。其中热网即是城镇供热管网，包括热力网（一级网）和街区热水供热管网（二级网）。北方城市主力热源—热电厂，热电联产提高能源利用率，集中供暖（供热）系统2020/1/176供暖节能应关注热源、热网和热用户三个方面！130°C60°C75°C50°C2020/1/177第一部分城镇供热管网设计规范规范简介：《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010，于2010年7月23日获国家住房和城乡建设部批准,2011年1月1日起实施。旧规范《城市热力网设计规范》CJJ34-2002同时废止。新规范修订的主要内容:增加了街区热水供热管网内容。主编单位:北京市煤气热力工程设计院有限公司2020/1/178第一部分城镇供热管网设计规范规范主要内容：1、总则；8、管网布置与敷设；2、术语和符号；9、管道水力计算和作用力计算；3、耗热量；10、中继泵站与热力站；4、供热介质；11、保温与防腐涂层；5、供热管网形式；12、供配电与照明；6、供热调节；13、热工检测与控制；7、水力计算；14、街区热水供热管网（新增）。2020/1/1791总则1.0.2适用范围：介质参数：（1）供热热水介质设计压力小于或等于2.5MPa，设计温度小于或等于200°C；（2）供热蒸汽介质设计压力小于等于1.6MPa,设计温度小于或等于350°C。供热管网：（1）以热电厂或锅炉房为热源，自热源至建筑物热力入口的供热管网；（2）供热管网新建、扩建或改建的管线、中继泵站和热力站等工艺系统。2020/1/17102术语和符号2.1术语:输送干线、输配干线、多热源供热系统、热力网、最低供热保证率、街区热水供热管网、无补偿敷设等……2.2符号：……2020/1/17113耗热量3.1热负荷：热负荷包括民用建筑热负荷与工业热负荷。1、民用建筑热负荷：民用建筑的采暖、通风、空调及生活热水供应等热负荷2、工业热负荷：生产工艺热负荷、生活热负荷和工业建筑的采暖、通风、空调热负荷:2020/1/17123耗热量3.1.2民用建筑热负荷：（1）采暖热负荷:Qh=qh×A×10-3（kW）式中：A---建筑面积（㎡）；qh---采暖热指标（W/㎡）；可按下表取值建筑类型住宅居住区综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院大礼堂体育馆未采取节能措施58-6460-6760-8065-8060-7065-80115-14095-115115-165采取节能措施40-4545-5550-7055-7050-6055-70100-13080-105100-1502020/1/17133耗热量3.1.2民用建筑热负荷：（2）通风热负荷:Qv=Kv×Qh（kW）式中：Qv---通风热负荷（kW）Kv----系数一般可取0.3~0.5，Qh采暖热负荷（kW）主要由通风换气产生。2020/1/17143耗热量3.1.2民用建筑热负荷：（3）空调热负荷:空调冬季热负荷：Qa=qa×Ak×10-3（kW）式中：qa——空调热指标（W/㎡)（表3.1.2-2）Ak----建筑面积（㎡）空调夏季热负荷：Qc=qc×A×10-3/COP（kW）式中：qc——空调冷指标(W/㎡）COP----吸收式制冷制冷系数2020/1/17153耗热量3.1.2民用建筑热负荷：（4）生活热水热负荷：生活热水平均热负荷Qw.a=qw×A×10-3（kW）A----总建筑面积（㎡）qw----生活热水热指标，查表3.1.2-3生活热水最大热负荷Qw.max=Kh×Qw.a（kW）Kh----小时变化系数按《建筑给水排水设计规范》选取2020/1/17163耗热量3.1.3工业热负荷：包括生产工艺热负荷、生活热负荷和工业建筑的采暖、通风、空调热负荷。3.1.5热力网最大生产工艺热负荷应取经核实后的各热用户最大热负荷之和乘以同时系数。同时系数可取0.6-0.9。3.2年耗热量：……P9~112020/1/17174供热介质4.1供热介质选择：承担民用建筑物供热的城镇热力网应采用水作供热介质。·当生产工艺热负荷为主，且必须采用蒸汽供热时，应采用蒸汽作供热介质；·当以水为供热介质能够满足生产工艺需要（包括在用户处转换为蒸汽），宜采用水作供热介质；·当采暖、通风、空调热负荷为主要负荷，生产工艺又必须采用蒸汽供热，可采用水和蒸汽两种供热介质；2020/1/17184供热介质4.2供热介质参数：热水热力网最佳设计供、回水温度，应结合具体工程条件，考虑热源管网、户内系统等方面的因素，进行技术经济比较确定。※热电厂或区域锅炉房：热水供水110~150℃，回水≤70℃；（尽量拉大供回水温度------）※小型区域锅炉房：按用户内采暖系统的设计温度选取。2020/1/17194供热介质4.3水质标准：以热电厂和区域锅炉房为热源的热水热力网，补给水水质应符合下列规定（强条）项目要求浊度（FTU）≦5.0硬度（mmol/L）≦0.60溶解氧（mg/L）≦0.10含油量（mg/L）≦2.0PH值（25℃）7.0~11.0●蒸汽热力网凝结水水质要求：（表4.3.3）●热力网补给水水质要求：（表4.3.1）2020/1/17205供热管网形式供热管网按其平面布置形式可分为：支状管网、环状管网和多管制管网。供热管网敷设方式分为：地上敷设和地下敷设两种方式。地上敷设又分为低、中、高支架敷设。地下敷设又分为直埋敷设和管沟敷设。2020/1/17215供热管网形式5.0.1热水热力网宜采用闭式双管制。5.0.2当以热电厂为热源的热水热力网，同时有多种热负荷且所需供热介质参数相差较大，或季节性热负荷占比较大，且技术经济合理时，可采用闭式多管制。5.0.5蒸汽热力网的蒸汽管道，宜采用单管制。当符合下列情况可采用双管或多管制：a、当各用户间所需蒸汽参数相差较大，或季节性热负荷占总负荷比例较大；b、热负荷分期增长。2020/1/17225供热管网形式5.0.8供热建筑面积大于1000x104㎡的供热系统应采用多热源供热，且个热源热力干线应联通。◎各种事故工况下的最低供热量保证率（P15表5.0.9）5.0.10自热源向同一方向引出的干管之间宜设置连通管线，连通管线应结合分段阀门设置。5.0.11对供热可靠性有特殊要求的用户，有条件是应有两个热源供热，或者是在自备热源。2020/1/17236供热调节6.0.1热水供热系统应采用热源处集中调节、热力站及建筑物引入口的局部调节和用热设备单独调节三者相结合的联合调节方式，并宜采用自动化调节。6.0.2只有单一采暖热负荷且只有单一热源的热水供热系统，在热源处应根据室外温度的变化进行集中质调节或集中质——量调节（气候补偿器、水泵变频运行）。6.0.7多热源联网运行的热水供热系统，各热源应采用统一的集中调节方式，执行统一的温度调节曲线。2020/1/17247水力计算◎水力计算目的：确定管网流量、管径、设备大小，计算管网阻力损失。◎水力计算内容：确定管径、水泵流量及扬程大小、定压设备大小、系统压力工况（绘制水压图、根据水压图确定管网中各点压力）◎水力计算流程：热负荷——流量——管径——阻力损失2020/1/17257水力计算7.1设计流量▲闭式热水管道设计流量：t1、t2----热网供回水温度(℃)Q----设计热负荷（kW）C----水的比热容[kJ/(kg·℃)]▲开式热水管道设计流量：t1---热网供水温度(℃)tw0----冷水计算温度(℃)Q----设计热负荷（kW）C----水的比热容[kJ/(kg·℃)]▲蒸汽管道设计流量：各用户最大蒸汽流量之和乘以同时使用系数。▲凝结水管道设计流量：蒸汽管道设计流量乘以用户凝结水回收率。216.3ttCQG016.3wttCQGt/ht/h2020/1/17267水力计算7.2水力计算7.2.1水力计算内容：－确定供热系统的管径及热源循环水泵、中继泵的流量和扬程。－分析供热系统正常运行的压力工况，确保热用户有足够的资用压头且系统不超压、不汽化、不倒空；－进行事故工况分析；—必要时进行动态水力分析。2020/1/17277水力计算7.3水力计算参数：7.3.2热水管网管径确定：干管根据管段流量和管网经济比摩阻确定管径，推荐比摩阻：主干线R=30~70Pa/m,7.3.3支线按允许压力降确定管径,支线介质流速≤3.5m/s,最大比摩阻R≤300Pa/m.对于剩余压头，一般在用户入口处设置调压板、调压阀门或流量调节设备。2020/1/17287水力计算7.3水力计算参数：7.3.4蒸汽管网管径确定：根据管线起点压力和用户需要压力同时参照供热介质最大允许设计流速确定（表7.3.4）供热介质管径（mm）最大允许设计流速（m/s）过热蒸汽管道≤200mm50＞200mm80饱和蒸汽管道≤200mm35＞200mm607.3.7蒸汽凝结水管管径确定：按经济比摩阻R=100Pa/m7水力计算7.3.8热力网局部阻力：根据沿程阻力和局部阻力的比值（表7.3.8）[P22]，确定热网局部阻力损失，进而确定热网各管段及最不利管段总阻力损失，L为管段长度。2020/1/1729RLRLPPPJL2020/1/17307水力计算7.4压力工况：7.4.1热水热力网供水管道任何一点的压力不应低于供热介质的汽化压力，并应留有30kPa~50kPa的富裕压头。[强条]（P23）7.4.2热水热力网的回水压力应符合下列规定：－不应超过直接连接用户系统的允许压力；－任何一点压力不应低于50kPa。[强条]－2020/1/17317水力计算7.4压力工况：7.4.3热水热力网循环水泵停止运行时，应保持必要的静态压力，静态压力应符合下列规定：[强条]－不应使热力网任何一点的水汽化，并应有30kPa~50kPa的富裕压力（不汽化）。－与热力网直接连接用户系统应充满水（不倒空）。－不超过系统中任何一点允许压力（不超压）。7.4.4开式热水热力网非采暖期运行时，回水压力不应低于直接配水用户热水供应系统静水压力再加上50kPa。[强条]2020/1/17327水力计算7.4压力工况：7.4.6热水系统定压原理及设备－定压目的：保持水力稳定－定压方式：氮气罐定压、补水泵定压、高位水箱定压－定压点位置：循环水泵吸入口。－定压点压力确定：一般情况下，应为系统最大充水高度加50kPa富裕量（防止系统负压）。－2020/1/17337水力计算7.4压力工况：7.4.7水压图绘制：水压图可以确定管道中各点的压力，确定用户接入点处的压力及压差。绘制水压图的意义：确保用户需要的压力；分析各个用户的压力状况和网路的连接方式；确定整个系统的自动控制及调节方案。确