沧州市某生活管理处采暖系统节能改造工程(1)

原始资料

1. 供热系统平面图，包括管道走向、管径、建筑物用途、层高、面积等。

2. 锅炉容量、台数、循环水泵型号及台数等。本系统原有15吨锅炉三台，启用两台；10吨锅炉三台，启用一台；配有12SH-9A型160KW循环水泵三台，启用两台。

3. 煤发热量为23027KJ/kg（5500kcal/kg）。

 

4. 煤耗量及耗煤指标，由各系统资料给出。采暖面积：33.8万m²；单位面积煤耗量：39.54kg/m²•年。

5. 气象条件：沧州地区的室外供热计算温度是-9℃，供热天数122天，采暖起的平均温度-0.9℃。

6. 锅炉运行平均效率按70%计算。

7. 散热器以四柱为主，散热器相对面积取1.5。

8. 系统要求采用自动补水定压。

设计内容

1.热负荷的校核计算

《节能技术》设计属集中供热系统的校核与改造。鉴于设计任务书所提供的原始资料有限，拟采用面积热指标法进行热负荷的概算。

面积热指标法估算热负荷的公式如下： 字串5

Qnˊ= qf × F / 1000 kW

其中：Qnˊ—— 建筑物的供暖设计热负荷，kW；

　　　F —— 建筑物的建筑面积，㎡；

　　　qf —— 建筑物供暖面积热指标，W/㎡；它表示每1㎡建筑面积的供暖设计热负荷。

因此，为求得建筑物的供暖设计热负荷Qnˊ，需分别先求出建筑物供暖面积热指标qf 和建筑物的建筑面积F。

1.1 热指标的选择

由《节能技术》附表查得：住宅的热指标为46~70W/㎡。

我们知道,热指标与建筑物所在地的气候条件和建筑类型等因素有关。根据建筑物的实际尺寸，假定一建筑模型，使用当地的气象资料，计算出所需热指标。这样可以使热指标接近单位面积的实耗热量，以减小概算误差。

建筑模型：长30米，宽10米，高3.6米。普通内抹灰三七砖墙；普通地面；普通平屋顶。东、西及北面均无窗，南面的窗墙面积比按三比七。不考虑门的耗热量。

注：考虑到简化计算热指标时，选用的建筑模型忽略了门的耗热量，东窗、西窗和北窗的耗热量，且业主有安装单层窗户的可能性，还考虑到室外管网热损失及漏损，为使概算热指标接近实际情况，楼层高度取值适当加大；本设计若无特殊说明，资料即来源于《供热工程》；若无沧州的数据，则取与之毗邻的天津市的资料进行计算。

1.1.1 冷风渗透耗热量Q´₂的计算

根据附录1-6，沧州市的冷风朝向修正系数：南向n = 0.15。

按表1-7，在冬季室外平均风速v_pj = 2.8 m/s下，双层木窗冷风渗透量L = 3.58 m³/m·h。窗墙面积比按三比七，若采用尺寸（宽×高）为1.5×2.0，带上亮的三扇两开窗，应有窗户11个。而每个窗户可开启部分的缝隙总长为13米。那么南向的窗户缝隙总长度为11×13 = 143 m。

V = L×l×n = 2.2×143×0.15 = 42.04 m³/ h

冷风渗透耗热量Q´₂等于： Q´₂= 0.278Vρ_wc_p（ t_n- t´_w）

= 0.278×42.04×1.34×1×[18-（-9）]

= 423 W 字串5

1.1.2 围护各部分耗热量Q´的计算 字串3

将所选建筑模型分成顶棚，墙体及窗，地面三部分，分别求其耗热量。 有关计算请参见“耗热量计算表”。 Q´顶棚 = 6885 W Q´墙体及窗 = 12340 W

Q´地面 = 2701 W 字串7

1.1.3 不同层高的热指标：

一层：q₁ =（2701+12340+6885）/ 300 = 73 W/㎡

二层：q₂ =（2701+12340×2+6885）/ 600 = 57 W/㎡ 字串5

三层：q₃ =（2701+12340×3+6885）/ 900 = 52 W/㎡

四层：q₄ =（2701+12340×4+6885）/ 1200 = 49 W/㎡

说明：四层以上的建筑物，为保险起见，其热指标按四层的取值。

1.1.4 各用户的计算流量

 

流量计算公式： 字串7

G_L = 0.86×∑Q /（t_g-t_h） Kg /h

其中：G_L —— 流量，Kg /h；

∑Q —— 热负荷，W；

t_g、t_h —— 供回水温度，℃。

说明：在选择概算热指标时已经考虑室外管网热损失及漏损，故在此不再考虑此系数

 

2.外网水力平衡的计算与较核

这部分的计算已经列于水力计算表中，在此只给出扼要的计算说明。

2.1 外网的编号

由于本工程的管段较多，若从1开始，顺次递增编完所有的管段，其最后的一个管段编号会很大。而且，从锅炉房出来的是六根管，如此编号，各管始末段不直观，不利于水力计算。

因此，从锅炉房出来的六根管，各个均由1开始顺次递增编号，分别用圆形、斜三角形、三角形、菱形、方形和多边形圈住管段编号并命名为圆形环路、斜三角形环路、三角形环路、菱形环路、方形环路和多边形。 字串4

2.2 比摩阻的计算

 

《节能技术》中给出了计算公式为： 字串3

R = 0.00688×0.0005^0.25×G² /（U₁×D^0.25）

其中：R —— 比摩阻，Pa/m； 字串6

　　　G —— 流量，Kg /h；

 

　　　U₁ —— 水的密度。近似取100℃时的值：958.38Kg /m³；

 

　　　D —— 管径，m。

2.3 沿程阻力的计算

《节能技术》中给出的计算公式为：

R = H×L

 

其中：R —— 沿程阻力，Pa；

 

　　　H —— 比摩阻，Pa/m； 字串3

　　　L —— 管段长度，m。

2.4 管段阻力公式：

《节能技术》中给出了计算公式为：

R = H×L（1+α） 字串7

其中：R —— 沿程阻力，Pa；

　　　H —— 比摩阻，Pa/m；

 

　　　L —— 管段长度，m。 字串5

　　　α —— 局部阻力系数。局部阻力与沿程损失的比例百分数，一般取α = 0.3 。

对比2.2和2.3 中的两个公式，可得出以下关系式：

R_管段 = 1.3×R_沿程