城市集中供热系统工程设施规划样本.doc

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第七章 城市集中供热系统工程设施规划

一．集中供热工程设施系统的规划深度和内容
( 一) 总体规划的内容和深度
内容:
1．预测城市热负荷; 2．选择城市热源和供热方式; 3．确定热源供热能力、 数量和布局; 4．布局城市供热重要设施和供热干线管网。
图纸: 现状图: 设施、 管线、 集中供热区、 热源分布等;
规划图: 规划期末热源分布, 主干管线、 设施位置容量、 用地等。
( 二) 分区规划的内容和深度
内容:
1．估算分区热负荷; 2．分区供热设施和供热干管; 3．计算分区供热干管的管径。
图纸: 分区供热系统现状图:
分区供热系统规划图:
其它必要图纸: 如热负荷分布图等。
( 三) 详细规划的内容和深度
内容:
1．规划范围内的热负荷; 2．供热设施和供热管网; 3．供热管道的管径; 4．估算造价。
图纸: 供热系统规划图: 供热设施的位置、 容量和用地、 管网走向、 管径、 管位、 敷设方式等。其它必要的附图。

二．城市集中供热系统的组成及热负荷分类和供热对象选择
( 一) 城市集中供热系统的组成
城市集中供热系统由热源、 热力网和热用户三大部分组成。根据热源的不同, 分为热电厂集中供热系统(即热电合产的供热系统)和锅炉房集中供热系统。也有由各种热源(加热电厂、 锅炉房、 工业余热和地热等)共同组成的混合系统。
按照供热机组的型式不同。热电厂一般可分为四种类型。
①装有背压式汽轮机的供热系统, 主要用于工业企业的自备热电站。
②装有低压或高压单抽汽汽轮机的供热系统。低压单抽汽系统常见于城市民用供热, 高压单抽汽系统一般供工业企业用汽。
③装有高、 低压双抽汽汽轮机的供热系统, 这种系统可同时供工业用汽和民用供热。
④把凝汽机组改造后用于供热系统。采用这种供热系统是对老电厂实行节能改造的一项重要措施。
根据锅炉型式不同。锅炉房集个供热系统能够分为两种类型
①蒸汽锅炉房的集中供热系统。多用于工业生产的供热;
②热水锅炉房的集中供热系统。常见于城市的民用供热。

( 二) 热负荷分类
根据热能最终用途, 热负荷一般分为室温调节、 生活热水、 生产用热三大类; 预测热负荷, 一般按此分类预测。
根据性质分类, 热负荷能够分为民用和工业两大类;
根据用热时间和用热规律, 热负荷可分为季节性热负荷和全年性热负荷两大类。

( 三) 供热对象选择
现”小”后”大”, 先集中后分散的原则。以达到系统的经济方面的合理性。

三．城市热负荷的预测计算
一般采用计算法: 根据建筑和人口等计算;
和概算法: 采用概算指标预测, 规划中常见的方法。
( 一) 热负荷计算
1．采暖通风热负荷
在采暖室外计算温度下, 每小时需要补充的热量称为采暖热负荷, 一般有w为单位。在规划中一般采用指标概算法。采暖热负荷等于采暖热指标和采暖建筑面积之积。
采暖热指标能够是一个各类建筑综合平均值, 在是分类建筑的采暖热指标, 它往往随地域气候状况和建筑结构形式的变化而变化, 是一些经验数据。
为了在室内创造出良好空气环境, 使空气具有一定的清洁度和湿度, 必须对生产厂房、 公共建筑及居住房间进行通风空调, 或者为了排除生产过程中散发出来的各种有害气体和灰尘, 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。加热新鲜空气所消耗的热量, 称为通风热负荷。通风热负荷等于加热系数(一般取O．3～O．5)与采暖热负荷之积。
2．生活热水热负荷
生活热水负荷的计算, 主要涉及两个重要参数, 一是水温、 二是热水用水标准。
一般情况下, 生活热水的使用温度为40—60℃, 采用的生活热水计算水温为65℃。不同的热工分区中, 采用的冷水计算温度也不尽相同, 中国主要有五个热工分区: 第一分区包括东北三省及内蒙、 河北与山西和陕西北部; 第二分区包括北京、 天律、 河北、 山东、 山西和陕西大部、 甘肃宁夏南部、 河南北部、 江苏北部; 第三分区包括上海、 浙江、 江西、 安徽、 江苏大部、 福建北部、 湖南东部、 湖北东部及河南南部; 第四分区包括两广、 台湾、 福建和云南南部; 第五分区包括云贵川大部、 湖南湖北西部、 陕西甘肃秦岭以南部分。
生活用热水的各类建筑热水标准:

3．空调冷负荷的计算
一般采用指标概算法, 空调冷负荷等于冷负荷指标与修正系数β、 建筑面积之积。
冷负荷指标一般为70~90w/m2。

4．生产工艺热负荷的计算
对规划的工厂, 能够采用设计热负荷资料或根据相同企业的实际热负荷资料进行估算。
生产热负荷的大小, 主要取决于生产工艺过程的性质、 用热设备的形式以及工厂企业的工作制度。由于工厂企业生产工艺设备多种多样, 工艺过程对用热要求的热介质种类和参数不同, 因此生产热负荷应由工艺设计人员提供。
(5)供热总负荷的计算
供热的总负荷, 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。必须注意的是, 供热总负荷中的采暖通风热负荷与空调冷负荷实际上是一类负荷, 在相加时应取两者中较大的一个进行计算。
对于民用热负荷, 还可采用更为简便的综合热指标进行概算, 表3—6—3显示了民用建筑供热面积热指标概算值。

在以上推荐值中, 已包括了热网损失在内(约5％), 对于居住区来说, 包括住宅与公建在内, 采暖综合指标建议取值为60—67W／m2。
当需要计算较大供热范围的民用总热负荷, 又缺乏建筑物分类建筑面积的详细资料时可根据当地有关资料及规划情况进行估算, 以各类建筑面积比例和分类热指标加权平均得出综合热指标。北京市集中供热系统平均热指标为75．5W人m2。

课本中得预测方法, 是根据民用和工业两大类分类预测。
( 一) 民用热负荷
1．采暖热负荷
2．通风热负荷
3．生活热水热负
4．热指标

( 二) 工业热负荷
1．动力设备蒸汽消耗量
2．洗涤机 、 干燥箱的蒸汽消耗量
3．蒸汽烘干箱蒸气消耗量
4．木材干燥蒸汽消耗量

四．集中供热的热源
( 一) 热电厂
热电厂是联合生产电能和热能的火电厂。

( 二) 锅炉房
锅炉房按用途分类可分为工业和民用两类。
1．锅炉
2．锅炉房平面布置
3．锅炉房用地: 主要为堆煤场的大小。

( 三) 利用工业余热资源发展集中供热
高温气余热,
冷却水和冷却蒸汽的余热,
废气废水的余热,
高温炉渣和高温产品的余热
可燃废气的载热性余热。

五．热水供热管网
( 一) 供暖管网热负荷的确定方法
1．在供热范围内进行热负荷调查
2．采用热指标方法
早泄, 拖
五分钟, 拖
老婆发疯, 拖
情人不高兴, 拖
勃起难不够硬, 拖
啪啪越插, 越软, 拖
上有心、 下无力, 拖
查出严重早泄, 多年阳痿, 终于不想拖了爱心对不起, 晚了, 真的已经晚了凋谢凋谢
预防保养永大于治疗,
爱心关爱两性健康, 从私聊薇薇msdf003开始

( 二) 平均热指标及全年负荷的计算方法

( 三) 热水供暖管网水力计算

六．蒸汽供热管网
蒸汽供热系统主要是指: 设置蒸汽锅炉的区域锅炉房, 以蒸汽为热媒的集中供热系统。近年来供暖的供热系统多以热水为热媒, 而且一些原来以蒸汽热媒的供暖系统也正被”高温水”热媒所代替。可是, 由于蒸汽热媒与热水热媒相比还有它独具的持点, 因此在某些场合下还要设计以蒸汽为热媒的供热系统。譬如, 有些工矿企业、 医院、 科研试验室等, 因生产工艺或科研试验本身需要以蒸汽为热媒, 这类热用户的热负荷往往是常年性的, 而供暖用户的热负荷为季节性的, 此时常采用以蒸汽为热媒的供热系统。以蒸汽满足生产工艺要求, 而对工于厂内的供暖系统, 经过经济技术比较, 可直接采用蒸汽为热媒, 也可用蒸汽经过各种换热措施加热热水来供暖。
( 一) 蒸汽供热系统的特点
概括起来, 以蒸汽为热媒的供热系统与以热水为热媒的供热系统相比, 有如下持点。
①由于蒸汽的密度很小, 因此在一些地形高低起伏很大的地区, 或者在高层建筑内不会像水那样产生很高的静压, 因而用户的连接方式比较简单。
②蒸汽在热交换器中或散热器中的换热过程是属于凝结放热, 它比对流换热的放热系数大得多, 因而蒸汽供热系统能够减少散热设备的传热面积, 降低设备的初投资费用。
③蒸汽热媒适用而较广, 因为它能够很方便池转换为低压蒸汽、 高温水或低温水热媒, 因此能满足多种不同热用户的要求。
③蒸汽供热系统热效率的高低关键在于凝结水的回收宰及对凝结水余热的有效利用。可是多年的实践证明由于蒸汽系统的凝结水回收装置设计不当、 设备产品质量不高及系统管理维修不善, 致使蒸汽的跑、 冒、 滴、 漏的现象难以消除, 因此就当前的实际情况来看, 与热水供热系统相比, 其热效率较低。可是, 应当相信随着科学技术的不断发展, 蒸汽供热系统的缺点会逐步得到克服。

五．城市供热管网规划-
城市供热管网又称为热网或热力网, 是指由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。供热管网主要由热源至热力站(在三联供系统中是冷暖站)和热力站(制冷站)至用户之间的管道、 管道附件(分段阀、 补偿器、 放气阀、 排水阀等)和管道支座组成。管网系统要保证可靠地供给各类用户具有正常压力、 温度和足够数量的供热和供冷介质(蒸汽、 热水或冷水), 满足用户的需要。
保证可靠地供给各类用户具有正常压力、 温度和足够数量的供热和供冷介质(蒸汽、 热水或冷水), 满足用户的要求。
1．城市供热管网的形制
供热管网可根据不同原理进行分类。根据热源与管网之间的关系, 热网可分为区域式和统一式两类, 根据输送介质的不同, 热网可分为蒸汽管网, 热水管网和混合式管网三种。按平面布置类型分, 热网可分为枝状管网和环状管网。根据用户对介质的使用情况, 热网可分为开式和闭式两种。
从热源到热力点(或制冷站)间的管网, 称之为一级管网, 而从热力点(制冷站)至用户间的管网, 称为二级管网。一般说来, 对于一级管网, 往往采用闭式、 双管或多管制的蒸汽管网, 而对于二级管网, 则要根据用户的要求确定。
2．城市供热热管网布置
供热管网的布置, 首先要满足使用上的要求, 其次要尽量缩短管线的长度, 尽可能节省投资和钢材消耗。
供热网的布置, 应根据热源布局、 热负荷分布和管线敷设条件等情况, 按照全面规划、 远近结合的原则, 作出分期建设的安排。
(1)供热管网的平面布置
在城市市区布置供热管网时, 符合地下管网综合规划的安排, 同时还应考虑下列问题:
1)主要干管应该靠近大型用户和热负荷集中的地区, 避免长距离穿越没有热负荷的地段。
2)供热管道要尽量避开主要交通道和繁华的街道, 以免给施工和运行管理带来困难。
3)供热管道一般敷设在道路的一边, 或者是敷设在人行道下面, 在敷设引入管时, 则不可避免地要横穿干道, 但要减少敷设这种横穿街道的引入管, 应尽可能使相邻的建筑物的供热管道相互连接。对于有很厚的混凝土层的现代新式路面, 应采用在街坊内敷设管线的方法。
4)供热管道穿越河流或大型渠道时, 可随桥架设或单独设置管桥, 也可采用虹吸管由河底(或渠底)经过。具体采用何种方式应与城市规划等部门协商并根据市容、 经济等条件统一考虑后确定。
5)和其它管线并行敷设或交叉时, 为了保证各种管道均能方便地敷设、 运行和维修, 热网和其它管线之间应有必要的距离。
(2)供热管网的竖向布置
规划供热管网的竖向布置应满足下列条件:
1)一般地沟管线敷设深度最好浅一些, 减少土方工程量。为了避免地沟盖受汽车振动荷重的直接压力, 地沟的埋深自地面到沟盖顶面不少于0.5—1.0m, 特殊情况下, 如地下水位高或其它地下管线相交情况极其复杂时, 允许采用较小的埋设深度, 但不少于0.3m。
2)热力管道埋设在绿化地带时, 埋深应大于0.3m。热力管道土建结构顶面至铁路路轨基底间最小净距离应大于1.0m; 距电车路面基础为0.75m; 距公路路面基础为0.7m, 跨越永久性路面的公路时, 热力管道应敷设在通行或半通行的地沟中。
3)热力管道与其它地下设施相交对, 应在不同的水平面上互相经过。
4)在地上热力管道与街道或铁路交叉时, 管道与地面之间应保留足够的距离, 此距离根据通行不同交通工具所需高度来确定。
汽车运输: 3.5m;
电车: 4.5m;
火车: 6.0m。
5)地下敷设时必须注意地下水位, 沟底的标高近30年来最高地下水位0.2m, 在没有准确地下水位资料时, 应高于己知最高地下水位0．5m以上, 否则地沟要进行防水处理。
6)热力管道和电缆之间的最小净距0.5m, 电缆地带的土壤受热的附加温度在任何季节都不大于100ºC, 如果热力管道有专门的保温层, 那么可减少此净距。
7)横过河流时当前广泛采用悬吊式人行桥梁和河底管沟方式。
3．城市供热管网敷设
供热管网的敷设方式有架空敷设和地下敷设两类。
( 1) 架空敷设
架空敷设是将供热管道设在地面上的独立支架或带绷梁的桁架及建筑物的墙壁上。
架空敷设不受地下水位的影响, 运行时维修检查方便。同时, 只有支承结构基础的土方工程, 施工土方量小。因此, 它是一种比较经济的敷设方式。其缺点是占地面积较大、 管道热损失大、 在某些场合不够美观。
架空敷设方式一般适用于地下水位较高, 年降雨量较大, 地质土为温陷性黄土或腐蚀性土壤, 或地下敷设时需进行大量土石方工程的地区。在市区范围内, 架空敷设多用于工厂区内部或对市容要求不同的地段。在厂区内, 架空管道应尽量利用建筑物的外墙或其它永久性的构筑物。在地震活动区, 应采用独立支架或地沟敷设方式比较可靠。
( 2) 地下敷设
在城市中, 由于市容或其它地面的要求不能采用架空敷设时, 或在厂区内架空敷设困难时, 就需要采用地下敷设。
地下敷设分为有沟和无沟两种敷设方式。有沟敷设又分为通行地沟、 半通行地沟和不通行地沟三种。
地沟的主要作用是保护管道不受外力和水的侵袭, 保护管道的保温结构, 并使管道能自由地热胀冷缩。
为了防止地面水、 地下水侵入地沟后破坏管道的保温结构和腐蚀管道, 地沟的结构均应尽量严密, 不漏水。一般情况下, 地沟的沟底将设于当地近30年来最高地下水位以上。如果地下水位高于沟底, 则必须采取排水、 防水, 或局部降低水位的措施。地沟常见的防水措施是在地沟外壁敷以防水层。防水层由沥青粘贴数层油毛毡并外涂沥青, 或利用防水布构成。由于地沟经常处于较高的温度下, 时间一久, 防水层容易产生裂缝。因此, 沟底应不小于0.002的坡度, 以便将渗入地沟中的水集中在检查井的集水坑内, 用泵或自流排人附近的下水道。局部降低地下水位的方法是在地沟底部铺上一层粗糙的砂砾, 在沟底下200—250cm处敷设一根或两根直径为100—150mm排水管, 管上应有许多小孔。为了清洗和检查排水管, 每隔50—70m需设置一个检查井。
1)通行地沟
在通行地沟中, 要保证运行人员能经常对管道进行维护。因此, 地沟的净高不应低于1.8m, 通道宽度不应小于0.7m, 沟内应有照明设施; 同时还要设置自然通风或机械通风, 以保证沟内温度不超过40ºC。
由于通行地沟的造价比较高, 一般不采用这种敷设方式。但在重要干线、 与公路、 铁路交叉、 不准断绝交通的繁华的路口、 不允许开挖路面检修的地段、 或管道数目较多时, 才采用这种敷设方式。
2)半通行地沟
半通行地沟的断面尺寸是依据运行工人能弯腰走路, 能进行一般的维修工作的要求定出的。一般半通行地沟的净高为1.4m, 通道宽为0.5—0.7m。
由于运行工人的工作条件太差, 一般很少采用半通行地沟。只是在城市中穿越街道时适当地采用。
3)不通行地沟
不通行地沟是有沟敷设中广泛采用的一种敷设方式。地沟断面尺寸只满足施工的需要就能够了。
4)无沟敷设
无沟敷设是将供热管道直接埋设在地下。由于保温结构与土壤直接接触, 它同时起一保温和承重两个作用。因此, 无沟敷设对于保温结构既要求有较低的导热系数和防水性能, 又要有较高的耐压强度。采用无沟敷设能减少土方工程, 还能节约建造地沟的材料和工时, 因此它是最经济的一种敷设方式。

六．城市热转换设施规划
城市集中供热系统用户较多, 其对热媒的要求各不相同, 各种用热设备的位置与距热源距离也各不相同, 因此热源供给的热介质很难适应所有用户的要求。为解决这一问题, 往往在热源与用户之间, 设置一些热转换设施, 将热网提供的热能转换为适当工况的热介质供应用户, 这些设施包括热力站和制冷站。
1．热力站:
( 1) 热力站的作用与类型
连接热网和局部系统, 并装有全部与用户连接的有关设备、 仪表和控制装置的机房称为热力站。
热力站的作用如下:
1)将热量从热网转移到局部系统内( 有时也包括热介质本身) ;
2)将热源发生的热介质温度、 压力、 流量调整转换到用户设备所要求的状态, 保证局部系统的安全和经济运行;
3)检测和计算用户消耗的热量;
4)在蒸汽供热系统中, 热力站除保证向局部系统供热外, 还具有收集凝结水并回收利用的功能。
热力站根据功能的不同, 可分为换热站与热力分配站; 根据热网介质的不同, 可分为水——水换热的热力站和汽水换热的热力站; 根据服务对象的不同可分为工业热力站和民用热力站; 根据热力站的位置与服务范围分为用户热力站、 集中热力站和区域性热力站。
( 2) 热力站的设置
根据热力站规模大小和种类不同, 分别采用单设或附设方式布置, 只向少量用户供热的热力站, 多采用附设方式, 设于建筑物地沟人口处或其底层和地下室。集中热力站服务范围较大, 多为单独设置, 但也有设于用户建筑物内部的, 区域性热力站设置于大型供热网的供热干与分支干线的连接点处, 一般为单独设置。
热力站是小区域的热源, 因此, 它的位置最好应位于热负荷中心, 而对工业热力站来说, 则应尽量利用原有锅炉房的用地。
单独设置的热力站, 其尺寸供热规模、 设备种类和二次热网类型而定, 对于二次热网为开式热网的热力站, 最小尺寸为4.0m, 宽2.0m和高2.5m, 对于二次热网为闭式热网的热力站, 最小尺寸为长7.0m, 宽4.0m, 和高2.8m。在规模较大的热力站内, 设有泵房、 值班室、 仪表间、 加热器间和生活辅助房间, 有时为两层建筑, 一座供热面积10万m2的热力点, 其建筑面积约为300m2, 若同时供应生活热水, 则建筑面积还要增加50m2左右。对于居民区来说, 一个小区一般设置一个热力站。
2．制冷站
经过制冷设备将热能转化为低温水等介质供应用户, 是制冷站的主要功能, 一些制冷设备在冬季时还可转为供热, 故有时被称为冷暖站。
制冷站能够使用高温热水或蒸汽作为加热源, 也可使用煤气或油燃烧加热, 也可用电驱动实现制冷。
根据有关论证, 冷暖站的供热( 冷) 面积宜在10万m2范围之内。