城市供热工程规划课件

城市供热工程系统规划绪论城市供热工程系统规划绪论城市集中供热的基本知识集中供热规划的意义集约利用能源（提高能效）治理环境污染（面源变点源）改善人民生活集中供热规划的原则传统能源的有效利用与多种能源的开发利用兼顾生产与生活兼顾提高人民生活水平与节能降耗兼顾用热单元热电厂、区域锅炉房热能中转站供热管网绪论城市集中供热的基本知识集中供热规划有关单位热负荷（kW、MW）供热能力（MW、t/h）供热方式的选择集中供热的优点——用户便利、供热量大、有利环保集中供热的缺点——投资大、维护困难先进的分散供热方式——小系统、投资少、灵活多样何种情况下采用集中供热方式有现成经济的热源有大量集中的用户和稳定的热负荷城市条件有利于热网建设绪论热负荷的预测热负荷的分类与特点民用热负荷与工业热负荷采暖通风热负荷、生活热水热负荷、生产热负荷季节性热负荷和全年性热负荷建筑的节能设计（围护结构、空间形式、日照利用、通风设计）是减少民用热负荷的关键热用户的选择较大的集中供热系统应有较大规模的工业用户以民用负荷为主的系统应考虑供应热水和供冷（联供）集中供热普及率应根据城市供热条件和经济实力决定绪论热源规划热源种类与特点热电厂：供热量大、同时供电、系统投资多、供热对象多、要求有较稳定的负荷，一般作为城市主热源。区域锅炉房：供热量较大，系统布局和供热能力根据用户使用情况确定，一般作为城市内一定区域的主热源，也可作为热电厂供热系统的辅助热源。绪论热源规划小型热源小型锅炉房和吸收式制冷机（以锅炉房供应蒸汽为原料）电动热泵太阳能和地热利用结合城市实际情况，分区域综合选择采暖供热方式和热源种类绪论大型热源布局规划热源的布局热电厂布局：负荷中心，良好的供水条件、交通条件、排灰条件、出线条件，有防护地带。供热半径4——5公里。区域锅炉房布局：负荷中心，良好的交通条件和出线条件，有利的风向和凝结水回收条件。供热半径3——5公里。绪论大型热源布局规划热源规模热电厂——在负荷要求的基础上考虑热化系数。“以热定电”•供暖平均负荷——供暖最大负荷——最大总负荷及供暖负荷与工业负荷之比——热化系数——热电厂供热能力和辅助热源供热能力区域锅炉房——按负荷要求考虑。•供暖平均负荷——供暖最大负荷——最大总负荷——区域锅炉房供热能力区域锅炉房绪论热网输配设施规划热网一般组构方式热源——一级热网——换热设施和部分工业用户——二级热网——工业和民用用户一级热网的热媒一般为蒸汽（热电厂供过热蒸汽温度在200——250度，压力0.8-1.3MPa，一级热网的热水温度在130——150度），二级热网的热媒为蒸汽和热水（蒸汽温度小于190度，热水温度90度）热网设施热力站中继加压泵站冷暖站绪论热网规划热网形制和适用状况区域式、统一式蒸汽、热水枝状、环状开式、闭式单管制、双管制和多管制绪论热网规划供热管道的敷设方式架空敷设——高、中、低支架敷设地下敷设——有沟（通行、半通行、不通行）、无沟供热干管布局要求管路通过地区负荷集中管路可选择次干道少穿越道路进行供热管道管径估算蒸汽管回水管热水管冷水管第一节城市集中供热负荷的预测与计算一、城市集中热负荷的类型与特征（一）城市热负荷种类1、根据热负荷用途分类分室温调节、生活热水、生产用热三类2、根据热负荷性质分类分民用热负荷和工业热负荷两类3、根据用热时间规律分类季节性热负荷和全年性热负荷两类第一节城市集中供热负荷的预测与计算（二）城市供热对象的选择对于各类热用户，城市供热系统从技术和经济角度来说，不能做到全面供应，必须合理选择对象，保证供热系统对象，保证供热系统建设和运行的合理与经济。在供热规模有限的情况下，应以“先小后大”为原则，才能发挥城市集中供热系统的最大效益。在选择对象上，考虑热网的供热范围问题，应选择较集中的热用户作为供热对象，即“先集中后分散”以达到系统在经济方面的合理性。还应考虑“集中供热普及率”指标。第一节城市集中供热负荷的预测与计算二、城市热负荷预测与计算（一）城市热负荷预测与计算方法从计算精度来看，一般有两种方法，即计算法与概算指标法。1、计算法当建筑物的结构形式、尺寸和位置等资料为已知，热负荷可以根据采暖通风设计数据来确定。2、概算指标法在估算城市总负荷和预测地区没有详细准确资料时，可采用此方法。在规划中最常采用这种方法。第一节城市集中供热负荷的预测与计算热负荷计算一般按以下步骤进行：（1）收集热负荷现状资料（2）分析热负荷的种类与特点（3）进行各类热负荷预测与计算（4）预测与计算供热总负荷供热总负荷一般体现为功率，单位一般取兆瓦（MW）.第一节城市集中供热负荷的预测与计算（二）热负荷计算的公式与参数1、采暖通风热负荷的计算（1）供暖系统的热负荷:是指在某一室外温度tw’下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。室内供暖的主要目的就是不断地向房间供给相应的热量，维持房间必须的温度，以改善室内的工作生活条件。另一目的就是为了保证产品质量，延长相关设备的使用寿命。第一节城市集中供热负荷的预测与计算房屋的基本热损失：)(wnttaKFQ式中：tn——室内计算温度,距地面2米以内人们活动区域的空气平均温度。民用建筑的主要房间宜采用16～20℃。tw——供暖室外计算温度,供暖室外计算温度应采用历年平均不保证5天的日平均温度。K——围护结构的传热系数,一般建筑物的外墙和屋顶都属于匀质多层材料的平壁结构。常用维护结构的传热系数可直接从有关手册中查得。第一节城市集中供热负荷的预测与计算民用及工业辅助建筑的冬季室温要求序号房间名称室温（℃）序号房间名称室温（℃）1卧室和起居室16～186存衣室162厕所、盥洗室127哺乳室203食堂148淋浴室254办公室、休息室16～189淋浴室的换衣室235技术资料室1610女工卫生室23第一节城市集中供热负荷的预测与计算α——围护结构的温差修正系数，主要用于计算与大气不直接接触的外围护结构基本耗热量。式中——为邻接的非采暖房间的室内温度。wnttattnlinntlinn第一节城市集中供热负荷的预测与计算温差修正系数α序号维护结构及其所处情况α值1外墙，平屋顶及其直接接触室外空气的楼板等1.002带通风间层的平屋顶，坡屋顶闷顶及与室外空气相通的不供暖地下室上面的楼板等0.903与有外门窗的不供暖楼梯间相邻的隔墙：多层建筑高层建筑0.700.604不供暖地下室上面的楼板：当外墙上有窗户时当外墙上无窗户且位于室外地坪以上时外墙上无窗户且位于室外地坪以下时0.750.600.405与有外门窗的不供暖房间相邻的隔墙与无外门窗的不供暖房间相邻的隔墙0.700.406伸缩缝、沉降缝墙抗震缝墙0.300.70第一节城市集中供热负荷的预测与计算在进行初步设计或规划设计时，需要估算建筑物的供暖负荷，此时可用热指标法。热指标是在调查了同一类型建筑物的供暖热负荷后，得出的该类建筑物每ｍ2建筑面积或在室内外温差为1℃时每ｍ3建筑物体积的平均供暖热负荷。式中Q——采暖热负荷（MW）;q——采暖热指标（W/m2）;A——采暖建筑面积（m2）。103AqQ第一节城市集中供热负荷的预测与计算（1）通风热负荷加热新鲜空气所消耗达的热量，称为通风热负荷。1）为了在室内创造出良好的空气环境，使空气具有一定的清洁度和湿度，必须对生产厂房、公共建筑及居住建筑房间进行通风空调。2）为了排除生产过程中散发出来的各种有害气体和风尘，需要从室外送进新鲜空气。当冬季室外空气温度较低时，室外进入的新鲜空气必须经过加热后方可送入室内。第一节城市集中供热负荷的预测与计算式中——通风热负荷（W）；——通风换气次数（次/h）；——室内空间体积（m3）；——空气的容积比热（J/m2·℃）；——室内计算温度（℃）；——通风室外计算温度（℃）；QTnCvVntw'tn'ttCVQwnvnTn''式中——通风热负荷（MW）；——加热系数，一般取0.3~0.5；——采暖热负荷（MW）；第一节城市集中供热负荷的预测与计算QQnTKQTQnK第一节城市集中供热负荷的预测与计算2、生活热水负荷的计算两个重要指标：水温和热水用水标准（1）水温：生活热水水温：一般情况下，生活热水的使用温度为40~60℃，计算采用的生活热水计算温度为65℃。冷水温度：按五个热工分区分别取。分区第一分区第二分区第三分区第四分区第五分区地面水水温(℃)44510~157地下水水温(℃)6~1010~1515~202015~20第一节城市集中供热负荷的预测与计算（2）各类建筑热水用水标准建筑类型用水量住宅（卫生器具全）70~100L/人·日宿舍有淋浴盥洗设施35~50L/人·日有盥洗设施25~300L/人·日旅馆有公共盥洗室和浴室50~60L/床·日客房有卫生间120~150L/床·日医院高标准200L/床·日一般标准120L/床·日第一节城市集中供热负荷的预测与计算式中——生活热水热负荷（W）；——人数或床位数；——生活热水用水标准；——生活热水计算温度，一般为65℃；——冷水计算温度，见表；——热水用水时间；——小时变化系数，一般取1.6~3.0。QwKmVtrtlTTVmKttQlrw163.1第一节城市集中供热负荷的预测与计算上式计算为生活热水负荷为采暖期生活热水热负荷，非采暖期生活热水热负荷用下式得出：式中——非采暖期生活热水热负荷（W）；——采暖期生活热水负荷（W）；——生活热水计算温度，一般为65℃；——生活冷水计算温度；——夏季冷水温度，一般为15~25℃。QwQw'tl'trtlQttttQwlrlrw''第一节城市集中供热负荷的预测与计算生活热水热负荷也可用指标估算，对于居住区来说，可采用以下公式：式中——生活热水热负荷（W）；——小时变化系数；——平均热水热负荷指标（W/m2）；——总用地面积（m2）。FKqQwwKQwqwF第一节城市集中供热负荷的预测与计算在住宅无热水供应，仅向公建供应热水时，Qw取2.5~3W/m2，当住宅供应洗浴用热水时，Qw取15~20W/m2。空调冷负荷一般采用指标概算法进行估算，其公式为：式中——空调冷负荷（W）；——修正系数；——冷负荷指标，一般为70~90W/m2；——建筑面积（m2）。第一节城市集中供热负荷的预测与计算Qc103AqQcc3、空调冷负荷的计算Aqc建筑类型旅馆住宅办公楼商店体育馆影剧院医院修正系数β1.01.01.20.51.51.2~1.60.8~1.0第一节城市集中供热负荷的预测与计算4、生产工艺热负荷的计算生产热负荷应由工艺设计人员提供。5、供热总负荷的计算是将上述各类负荷的计算结果相加，进行适当的校核处理后得出的数值。（三）热负荷预测与计算示例第二节城市集中供热热源规划一、城市集中供热热源的种类与特点（一）城市集中供热热源的种类热电厂、锅炉房、低温核能供热堆、热泵、工业余热、地热和垃圾焚化厂。热电厂：是指用热力原动机驱动发电机的可实现热电联产的工厂。锅炉房：是指锅炉以及保证锅炉正常运行的辅助设备和设施的综合体。第二节城市集中供热热源规划（二）热电厂热电厂的平面布置中，一般分为主厂房、堆煤与输煤场地与设施、水处理与供水设施、环保设施、变配电设施、管理设施、生活设施及其他辅助设施等几部分。在考虑热电厂的选址时，一般考虑以下原则：1、热电厂的厂址应符合城市总体规划的要求，并应征得规划部门和电力、环保、水利、消防等有关主管部门的同意。2、热电厂应尽量靠近热负荷中心。热电厂蒸汽的输送距离一般为3~4Km，如果热电厂远离热用户，压降和温降过大，就会降低供热质量。3、热电厂要有方便的水陆交通条件。第二节城市集中供热热源规划4、热电厂要有良好的供水条件。5、热电厂要有妥善解决排灰的条件。处理灰渣的办法一般两种：一是在热电厂附近寻找可以堆放大量灰渣的场地，如深坑、低洼荒地；二是将灰渣综合利用，就是利用热