换热站说明书.doc

|摘要本设计为乌鲁木齐市星海住宅小区换热站课程设计，随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量。通过本次设计要解决系统水利失调、浪费大量的热量，而使供热效果不理想的问题。不仅要使它满足人们生产，生活中的要求，还秉着节约资金，节约材料，节约能源，提高能源利用率的理念，来确定供热方案，其中不乏对前人经典设计思路的借鉴，并再系统压力不平衡处进行调节，以使整个系统水力平衡。换热站课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握换热站设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。关键词：换热站，板式换热器，钠离子交换器|目录摘要 .第一章 设计概况 .11.1 设计题目 .11.2 设计原始资料 .11.2.1 设计地区气象资料 .11.2.2 设计参数资料 .1第二章 换热站方案的确定 .22.1 换热站位置的确定 .22.2 换热站建筑平面图的确定 .22.3 换热站方案确定 .22.4 供热管道的平面布置类型 .22.5 管道的布置和敷设 .32.6 换热站负荷的计算 .3第三章 换热站设备的选取 .43.1 换热器简介 .43.1.1 换热器概述 .43.1.2 换热器的分类 .43.2 换热器的选取 .53.2.1 换热器类型的选取 .53.2.2 换热器选型计算 .63.3 水力计算 .73.3.1 一次网系统水力计算 .73.3.2 二次网水系统力计算 .83.3.3 补水系统水利计算 .10|3.3.4 水箱引入水系统水利计算 .103.4 循环水泵的选择 .113.4.1 循环水泵应满足的条件 .113.4.2 循环水泵选择 .113.5 补水泵的选择 .133.5.1 补水泵应该满足的条件 .133.5.2 补水泵的选择 .133.6 补水箱的选择 .143.7 除污器的选择 .143.8 钠离子交换器的选择 .15第四章 设备管道的防腐保温 .164.1 设备管道的保温 .164.2 设备管道的保温 .16第五章 参考文献 .17水力计算附图 .18|第一章设计概况1.1 设计题目乌鲁木齐星海住宅小区换热站课程设计1.2 设计原始资料1.2.1 设计地区气象资料1、建筑物修建地区：乌鲁木齐市 2、气象资料：采暖室外计算温度：tw = -20； 冬季采暖天数: N=156 天；采暖室外平均温度： =7.6； 最大冻土层深度：130cmpt室内计算温度： 18nC1.2.2 设计参数资料1、小区采暖热负荷：Q=4000+4×100=4400 (kw)2、一次管网：11070 。3、二次管网：7055 。 4、二次管网资用压力 0.25Mpa。5、二次管网静水压力 0.3Mpa。6、室外给水管网供水压力为 0.35Mpa。|第二章 换热站方案的确定2.1 换热站位置的确定1、尽量靠近主要负荷及负荷密度较大处。2、应考虑整个管网的水力平衡性。2.2 换热站建筑平面图的确定1、外墙 370mm；内墙 120mm；2、根据功能设换热间、配电间、值班室、卫生间和修理间等；3、门、窗、开间和进深以“3”为模数；4、室内外高差 300mm(150mmm)；5、标注两道尺寸线。2.3 换热站方案确定热力点在用户供、回水总管进出口处设置截断阀门、压力表和温度计，同时根据用户供热质量要求，设置手动调节阀或流量调节器，以便对用户进行供热调节。用户进水管上应安装除污器。城市上水进入水-水换热器被加热，热水沿热水供应网路的供水管，输送到个用户。热水供应系统中设置热水供应循环水泵和循环管路，使热水能不断的循环流动。当城市上水悬浮杂质较多、水质硬度或含氧量过高时，还应在上水管处设置过滤器或对上水进行必要的水处理。安装原水箱、原水加压泵、全自动软化水装置与软化水箱，使二级网系统具有较完整的补水及其处理系统。2.4 供热管道的平面布置类型供热管道平面布置图示与热媒的种类、热源和热用户相互位置及热负荷的变化热点有关，主要有枝状和环状两类。枝状网比较简单，造价较低，运行管理比较方便，它的管径随着到热源的距离增加而减小，其缺点在于如没有供热的后备性能，即一旦网路发生事故，在损坏地点以后的所有用户均将中断供热。环状网路的主要优点是具有供热的后备性能，可靠性好，运行也安全，但它往往比枝状网路的投资要大很多。本设计中，力争做到设计合理，安装质量符合标准和操作维护良好的条件下，热网能够无故障的运行，尤其对于只有供暖用户的热网，在非采暖期停止运行期内，可以维护并|排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求，加之考虑到目前我国的国情，故设计中的热力网型式采用枝状网。2.5 管道的布置和敷设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。1、供热管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设。考虑到长春地区的气候条件，小区所在地的地质条件，地下水位及供暖管道与下区整体环境的协调性等条件，本设计均采用地下敷设方式。A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，采用但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，但检修时必须掘开地面。B无沟（直埋）敷设：供热管道直接埋设于土壤中，最多采用的形式是供热管道，保温层和保护瓦克三者紧密粘合在一起，形成整体式的预制保温管道结构形式。2.管道的布置应注意：a管道尽量平行于道路和建筑物b尽量将管道设在人行道及绿化地带下，且少穿过道路c管网形式采用直埋敷设或地沟敷设d管网敷设应力求线路短而且直e热力管线与建筑物，构筑物及其他管线的最小间距应符合规范的规定。2.6 换热站负荷的计算Q=4000+4*100=4400KW|第三章换热站设备的选取3.1 换热器简介3.1.1 换热器概述换 热 器 是 将 热 流 体 的 部 分 热 量 传 递 给 冷 流 体 的 设 备 ， 以 实 现 不 同 温 度 流 体 间 的热 能 传 递 ， 又 称 热 交 换 器 。 换 热 器 是 实 现 化 工 生 产 过 程 中 热 量 交 换 和 传 递 不 可 缺 少 的设 备 。在 换 热 器 中 ， 至 少 有 两 种 温 度 不 同 的 流 体 ， 一 种 流 体 温 度 较 高 ， 放 出 热 量 ； 另 一种 流 体 则 温 度 较 低 ， 吸 收 热 量 。 在 工 程 实 践 中 有 时 也 会 存 在 两 种 以 上 的 流 体 参 加 换 热 ，但 它 的 基 本 原 理 与 前 一 种 情 形 并 无 本 质 上 的 区 别 。3.1.2 换热器的分类换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：1、换热器按传热原理可分为：1）间壁式换热器间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。因 此 又 称 表 面 式 换 热 器 ， 这 类 换 热 器 应用 最 广 。 间 壁 式 换 热 器 根 据 传 热 面 的 结 构 不 同 可 分 为 管 式 、 板 面 式 和 其 他 型 式 。2）蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。3）流体连接间接式换热器 流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。这 类 换 热 器 主 要 用 于 回 收 和 利 用 高 温 废 气 的 热 量 。以 回 收 冷 量 为 目 的 的 同 类 设 备 称 蓄 冷 器 ， 多 用 于 空 气 分 离 装 置 中 。 如 炼 焦 炉 下 方 预 热空 气 的 蓄 热 室 。|4）混合式换热器混 合 式 换 热 器 是 通 过 冷 、 热 流 体 的 直 接 接 触 、 混 合 进 行 热 量 交 换 的 换 热 器 ， 又 称接 触 式 换 热 器 。 由 于 两 流 体 混 合 换 热 后 必 须 及 时 分 离 ， 这 类 换 热 器 适 合 于 气 、 液 两 流体 之 间 的 换 热 。 例如，冷水塔、气体冷凝器等。2、换热器按用途分为： 1）冷却器冷却器是把流体冷却到必要的温度，但冷却流体没有发生相的变化。2）加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。3）预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。4）过热器过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。5）蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。下面我们主要介绍板式换热器 。1.板式换热器产品应用范围：板式换热器以传热效率高（比传统的管壳式换热器高24倍） 、节能、经济、结构紧凑、拆卸方便等优点，已被广泛的应用于化工、电力、冶金、食品、石油、机电、纺织、造纸等工业部门，同时在集中供热中供热及热能回收工程式中也被大量采用。2.板式换热器的特点：传热效率高、使用安全可靠、随机应变、有利于低温热源的利用、占地小，易维护、阻力损失少、热损失小、冷却水量小、投资运行费用较低。3.2 换热器的选取3.2.1 换热器类型的选取本设计选用水-水板式换热器，板式换热器具有很多优点如换热效率高、通用性强、结构紧凑、投资费用低、热回收效率高、降低耗水量等优点。换热器的容量和台数应根据采暖、通风、生活的热负荷选择，一般不设备用。但当任何一台换热器停止运行时。其余设备应满足 70%热负荷需要。本设计选用 2 台相同规格的换热器。型号为: BR35 型。|3.2.2 换热器选型计算（1）换热器选型计算公式Q=KF （3-1）mt式中 热流量， ；QW换热器的传热系数，W/（m2.） ；K换热面积， ；F2设计工况下的水-水换热器对数平均温差， 。mt C86.260812ln)()(ln 0miaxin tt对于水-水换热器换热系数可取 30007000 W/（.） ，本设计取 3900W/（.）换热站的总热负荷为 4400KW，选两台换热器，即换热器但当任何一台换热器停止运行时其余设备应满足 70%热负荷，则当一台换热器工作时的热负荷为 3080kw, 根据式（3-1）可得换热器的换热面积应为：36.278.*3902/mjtKQF2m每台片数： N= /（0.35）=78.2 取 79 片本设计采用两台 BR35 水-水换热器，每台片数为 79 片。该型换热器的性能参数如表换热器的性能参数型号平均流道面积S（ ）2m当量直径 ()Hdm单片公称换热面积（ ）2|BR35 0.001313 0.0090 0.35查流阻特性曲线得热侧阻力为 0.2Mpa 二次网阻力为 0.035Mpa 3.3 水力计算根据水利计算图，进行管段的编号（见附图） 。3.3.1 一次网系统水力计算由图可知换热站一次网的流程，换热站热负荷为 4400kw，供回水温度 110/70oC，R在 100pa/m 到 120pa/m 间，旋流除污器阻力为 3mH2O。以 A1-A2 为例热负荷为 4400KW 供回水温度 110/70oC R 在 100pa/m 到 120pz/m 间一次管网水流量 G =0.86×Q / t=94.6kg/h Gv=96.2m³/ h例 管段 A1-A2根据流量 G=96.2m³/ h 查书实用供热空调设计手册第二版 ，得到管内流速v=1.56m/s，比摩阻Pm=210 Pa/m 选出管径为 DN150，对应无缝钢管为 159×4.5P=Pj+Py管长为 5.3m R 为 210Pa/m局部阻力有闸阀 1 个，弯头 2 个，三通 1 个 ，查 实用集中供热手册P288 管道附件局部阻力当量长度知 Le=13.44m。则P=210×5.3+210×13.44=3926.4Pa一次网水力计算表编号 流量(m3/h)流速(m/s)管径（mm)Rm(Pa/m)管长(m)当量长度（mPj(Pa) Py(Pa) P(Pa)