某市供热管网工程初步设计Word格式文档下载.docx
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《关于对天津市XX热电厂供热（中心城区）主管网初步设计的批复》；
⑷天津热电一厂供热中心提供的现状蒸汽管网用户热负荷；
⑸天津市规划局批准的管网改造管线路径规划成果；
⑹天津市规划局批准的《第XX电厂蒸汽管网替代工程六经路（海河东路—七纬路）管线综合规划》等49条管线综合规划成果；
⑺依据的主要设计规范：
《城市热力网设计规范》CJJ34-2002
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95）
《城镇直埋供热管道工程技术规范》CJJ/T81-98
《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28-2004
《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》GB20236-98
《建筑结构荷载规范》GB50009—2001
《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
《钢结构设计规范》GB50017—2003
《砌体结构设计规范》GB50003-2001
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
1.3热源概况
天津第XX电厂将于2011年全部关停，现有供热能力为工业蒸汽1.3MPa，475t/h，其中370t/h（折合259MW）用于采暖，热水管网采暖供热151MW。
热电一厂热水管网年供热量为362万GJ；
热电一厂蒸汽管网年供汽量为151万吨；
热电一厂现状集中供热面积约1053万平方米。
第XX电厂关停后，现状采暖负荷全部由XX热电厂热水管网替代。
XX热电厂位于东丽区杨北公路以东200米、金钟公路以南500米的范庄界内。
XX热电厂规划总装机容量为6×
300MW，其中2009年实现装机容量2×
300MW，供热能力700MW，供热介质全部为热水。
1.4设计内容
⑴替代现状热电一厂供热中心自营蒸汽管网全部采暖热负荷而建设的热水管网。
⑵现状热电一厂供热中心蒸汽管网用户热力站改造工程。
⑶热计量站及监控中心。
第二章热负荷
2.1采暖热指标
根据调查，热电一厂供热中心管辖的采暖用户现状采暖蒸汽用量约76t/h，以此计算现状各类建筑平均热指标约55W/m2。
根据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010）中的规定各类建筑物的采暖热指标按下表进行估算。
建筑物采暖热指标取值表
表2-1
序号
建筑物类型
未采取节能措施耗热指标（W/m2）
采取节能措施耗热指标
（W/m2）
1
住宅
58～64
40～45
2
居住区综合
60～67
45～55
3
办公、学校
60～80
50～70
4
商店
65～80
55～70
5
医院、托幼
6
影剧院
95～115
80～105
上表注：
1、表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；
2、热指标中已包括5%的管网热损失。
根据天津市采暖期气温、室外采暖计算温度，结合现状实际耗热指标，综合考虑现状热负荷建筑物的建筑型式，公建、居民的比例，本初步设计采暖热指标取55W/m2。
2.2热负荷
现状供热负荷汇总表
表2-2
站名
供热区域
供热面积
（万m2）
热负荷
（KW）
备注
金海马站
金海马、津华圣派
1.77
973
百瑞里站
百瑞里、办公楼
3.18
1747
金玫瑰站
金玫瑰小区
1.53
840
花园站
花园小区
5.6
3081
新园站
西苑、新园
7.88
4332
检察院站
检察院
0.82
453
7
粮食交易站
粮食交易、粮食储运
0.88
487
8
54中学站
54中、鸿运里、
圆珠笔厂、五金站、
音乐学院南院、厂宿舍
7.5
4125
9
丰瑞小区站
丰瑞里、良好
3.7
2035
10
三源站
三源益康、厂房
1.42
779
11
明波公寓站
明波公寓
0.97
535
12
车购办站
车购办、规划局
0.58
321
13
长城公寓站
长城公寓、高层
9.29
5111
14
干休所站
干休所
1.87
1027
15
音乐学院站
学院北院、宿舍、
构件公司
3.93
2161
16
金耀站
金耀、双燕
1.44
793
17
铁干院站
铁干院、科委、十二径路6号、汇来集团、
平顺里
1.89
1042
18
津东医院站
津东医院
0.16
88
19
工行站
工行
1.56
857
20
人保站
人保
1.52
837
21
健民药厂站
健民药厂
5.09
2799
22
电力宿舍站
电力宿舍、民航楼
842
23
房管局站
房管局、地税、财政局、卫生局、嘉华商务
3.05
1679
24
润泉公寓站
润泉公寓
1.14
628
25
音乐附中站
音乐附中、工商所、
七纬路108号、饭店
2.04
1119
26
玉笛站
玉笛小区
0.31
170
27
电力高层站
津顺源、龙鸿园
味精楼、电力高层
6.11
3358
28
电力医院站
电力医院、喜洋洋酒店
1.02
560
29
浪潮站
浪潮小区
合计
78.0
42900
2.3采暖年热负荷延续曲线图及年采暖耗热量
2.3.1计算公式
依据天津市气象资料，采用无因次综合公式法绘制供暖年热负荷延续曲线。
采暖年热负荷延续曲线计算公式为：
to=to’N≤5
to=to’+（5-to’）Rhb5<
N≤N’
Q=Q’N≤5
Q=（1-βORhb）Q’5<
其中：
式中：
to—某室外温度，℃
to’—采暖室外计算温度，℃（天津市to’=-9℃）
tav—采暖期室外平均温度，℃（天津市tav=-0.9℃）
ti—室内采暖计算温度，℃取ti=18℃
Q’—采暖设计热负荷，GJ/h
Q—某一室外温度下的采暖热负荷，GJ/h
Rt—无因次室外温度系数
Rh—无因次延续天（小时）数系数
b—Rh的指数值
N’—采暖期天数，d（天津市N’=131d）
N—延续天数，d
βO—温度修正系数
μ—延续天（小时）修正系数
て’—采暖小时数，h（天津市N’=3144h）
て—延续小时数，h
采暖室外计算温度to’=-9℃
采暖期室外平均温度tav=-0.9℃
室内采暖计算温度ti=18℃
采暖期天数N’=131d
依据相关规定，室外平均温度低于等于5℃即开始采暖，根据天津市气象资料，天津市采暖期为当年11月10日至次年3月25日，共131天，最大热负荷利用小时数2137h，年采暖供热量33.94万GJ。
逐时采暖热负荷表
表2-3
温度
对应小时数h
累计小时数h
热负荷GJ/h
总热负荷GJ
289
3144.00
74.70
21609.17515
281
2854.71
80.46
22643.92058
273
2573.27
86.21
23552.63599
264
2300.07
91.97
24322.52534
255
2035.61
97.73
24937.81942
245
1780.43
103.48
25378.6521
-1
235
1535.19
109.24
25619.31255
-2
223
1300.67
115.00
25625.3847
-3
210
1077.84
120.76
25348.75545
-4
195
867.92
126.51
24718.13767
-5
179
672.54
132.27
23618.86406
-6
158
493.97
138.03
21841.66994
-7
132
335.73
143.78
18907.74924
-8
84
204.23
149.54
12595.50217
-9
120
120.00
155.298
18635.76
总计
339355.8644
图2-1年采暖热负荷延续曲线图
第三章供热管网
3.1管网工艺专业
⑴供热管网路由要符合城市建设总体规划。
⑵供热管网路由靠近现状蒸汽管网的热负荷，管网为闭式双管制枝状管网。
⑶管网布置力求短直，满足规范要求的经济合理供热半径。
⑷管网敷设方式主要采用直埋敷设方式，过重要路口采用明挖或顶管、拉管等敷设方式。
电厂出口参数：
设计供、回水温度：
130℃/70℃
电厂出口供水压力：
1.5MPa
电厂出口回水压力：
0.3MPa
管网定压压力：
管网设计温度：
130℃
管网设计压力：
1.6MPa
压力管道设计类别：
GB2类
替代热电一厂自营蒸汽管网的热水管网循环水量：
614.9t/h（△t=60℃）
热电一厂供热中心一次管网由XX十四经路主干线DN1200抽头，直埋敷设至计量站，抽头管径为DN400。
在计量站内经过分水器后分、南北两路出站。
南侧主干线出站后向南直埋敷设至十四经路，经丰盈里小区和天津音乐学院敷设至八纬路，横过八纬路，沿音乐学院南院敷设至六纬路，横过六纬路，沿六纬路至三源文化体育中心。
管径为DN350~DN100，路由长度为1450m.。
北侧主干线出站后向北直埋敷设至十三经路，穿过长城公寓，然后横过八纬路，沿西锦道敷设至七纬路，并沿七纬路东侧敷设至十四经路路口，管径为DN350~DN50，路由长度为1200m。
本工程管网主、支干线沿市区主要道路敷设，由于现状道路地下障碍物较多，管网工程需在2011年全部施工完毕并投入运行施工工期短，全部采用有补偿直埋敷设方式。
补偿器采用直埋双向轴向型波纹补偿器。
当管线路由走向满足自然补偿要求时，应充分发挥管道自身柔性，采用自然补偿方式，减少补偿器数量。
依据《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98中对管道埋深的要求，并考虑管道稳定性及道路荷载强度等因素，管道埋深详见下表：
直埋管道埋深表
表3-1
公称直径
埋深（米）
DN350
1.2
DN150
1.0
DN80
0.8
DN300
DN125
DN65
DN200
DN100
DN50
⑴基础数据
供热量：
42.9MW
130/70℃
管网设计供、回水温度：
管网接口处供回水压力：
0.947/0.789MPa
管网总循环水量：
614.9t/h（△t=60℃）
校核计算的总循环水量：
820t/h（△t=45℃）
计算中选用和需要控制的数据如下：
管内绝对粗糙度K=0.5mm；
主支干线管道沿程阻力Δh=30~70Pa/m；
局部阻力系数ξ=1.3
保证每个热用户的资用压力≥100KPa；
⑵水力计算原则及计算结果
①由于将原区域内蒸汽管线改造为热水管线，本次水力计算中对所有管线的管径完全按照热水管线的计算方法选取。
②管网水力计算按照设计供/回水温差60℃选取管径，考虑正常运行工况，按照45℃温差校核管径。
经过对管网布局优化和详细的水力计算，水力计算汇总表如下：
附管网水力计算表（附表1），水压图详见《图纸部分》。
管段名称
管径
路由长度
节点名称
供水压力
（MPa）
回水压力
资用压力
XX供热中心抽头至计量站
DN400
200米
抽头处
0.947
0.789
0.158
计量站
0.936
0.799
0.136
北干线
DN350~DN65
1200米
始端
末端
0.909
0.827
0.082
南干线
DN350~DN100
1450米
0.826
0.083
重要节点的水力计算结果表（△t=60℃）
表3-2
重要节点的水力计算结果表（△t=45℃）
表3-3
0.928
0.808
0.120
0.880
0.856
0.024
0.881
0.855
0.026
根据上述水力计算结和校核计算结果，考虑在温差45℃的条件下管网末端部分用户需要在热力站安装回水增压泵，具体节点和管段计算结果见附表1。
⑴管道
直埋管道标准应符合采用聚乙烯外套聚氨酯保温预制直埋保温管，管道耐温为130℃，管道质量应符合《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》（CJJ/T114-2000）。
公称直径大于或等于200mm的管道，工作管采用螺旋埋弧焊钢管，材质为Q235B，管道质量应符合《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2008。
公称直径小于200mm的管道，工作管采用无缝钢管，材质为20#钢，管道质量应符合《流体输送用无缝钢管》GB/T8163-2008。
管道壁厚的计算依据《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T81-98），管道壁厚计算公式：
δc=δ+B
B=Χ*δt
δ：
管道理论计算壁厚（m）;
φ：
基本许用应力修正系数，取值1.0；
Pd：
管道设计压力，取值1.6MPa；
B：
管道壁厚附加值（m）
Χ：
管道壁厚负偏差系数，按负偏差15%取值0.235。
δ：
管道计算壁厚（mm）
p：
设计压力（MPa）
D0：
管道外径（mm）
[σ]t：
钢管在设计温度下的许用应力（MPa）125MPa；
Φ：
焊接接头系数取Φ=0.6
Y：
系数取Y=0.4
经过计算，工作钢管的计算壁厚与选用壁厚分别为：
表3-4
管道规格
计算壁厚
（mm）
选用壁厚
2.5
DN250
4.5
3.5
对于预热安装及冷安装段的管道壁厚在上述条件应按相应的安装方式进行校核计算。
⑵管道附件
①管网补偿器
直埋敷设的热水管道根据地形、地下水位、土质等情况，采用直埋双向轴向型波纹补偿器。
补偿器的压力等级为1.6MPa；
耐温150℃。
波纹补偿器工作波的材质为316L奥氏体不锈钢，保护波材质为800系列奥氏体不锈钢。
波纹补偿器的许用疲劳次数不小于1000次。
管道用波纹补偿器标准为《金属波纹管膨胀节通用技术条件》（GB/T12777-2008）。
②弯头及三通的选择
管道直径大于或等于200mm的弯头，采用钢板制对焊弯头，材质为Q235B，弯曲半径一般为1.5DN，特殊节点可采用大半径煨制弯头，质量应符合《钢板制对焊管件》GB/T13401-2008。
管道直径小于200mm的弯头，采用钢制对焊无缝弯头，材质为20#钢，弯曲半径为一般1.5DN，特殊节点可采用大半径煨制弯头，质量应符合《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2008。
管道直径小于或等于400mm的三通，采用一次热成型无缝三通，质量应符合《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2008。
③管网阀门
根据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010）中的要求。
各支线抽头出均设置截断阀门。
支线进入换热站或用户地界前也设置截断阀门。
管道直径大于或等于300mm时，截断阀门选用焊接式三偏心双向金属硬密封蝶阀。
管道直径小于300mm时，选用焊接式球阀。
所有管道阀门均要求预制保温。
阀门的公称压力为2.5MPa，耐温150℃。
材质均为铸钢。
⑶管道保温和防腐
预制直埋热水管道保温采用聚氨酯泡沫塑料，外护层为高密度聚乙烯套管。
管道保温厚度按控制散热损失计算，计算公式为：
D1:
保温层的外径（m）
D0：
管道外径（m）
保温层的厚度（m）
λ：
保温材料制品热导率（W/m.k）
查表：
聚氨酯泡沫塑料的热导率为0.0422W/m.k
K：
富裕系数取0.8
T：
管道的外表面温度（℃）取130℃
Ta：
环境温度（℃）取20℃
[Q]：
最大允许散热损失（W/m2）
130℃的最大允许散热损失[Q]=107W/m2
α：
保温层外表面向大气的表面传热系数（W/m2.k）
表面传热系数α=11.63W/m2.k
经计算相应规格管道的保温厚度为：
热水直埋管道保温厚度汇总表
表3-5
公称直径/外保温直径（mm/mm）
保温层厚度（mm）
管道公称直径/外径（mm/mm）
保温层厚度
350/500
53.7
125/225
42.5
300/420
40.5
100/200
42.8
250/365
40.4
80/160
32.5
200/315
43.1
65/140
29.0
150/250
41.6
50/140
38.5
⑷管道主材量
管网部分主要材料汇总表
表3-6
名称
规格及型号
数量（m）
每米钢管重
（Kg/m）
总重
（吨）
备注
聚乙烯预制
保温管道
DN350/500
950
255.4
242.63
DN300/420
1350
219.5
296.32
DN250/365
2400
158.0
379.2
DN200/315
1850
126.0
233.1
DN150/250
1120
68.5
76.72
DN125/225
2300
57.0
131.1
DN100/200
1100
41.0
45.1
DN65/140
620
27.2
16.86
DN50/140
150
10.84
1.63
11840
1422.66
3.2管网土建工程
本工程目前尚无管道沿线初步勘察报告，土建设计地基承载力暂按100Kpa，Ⅲ类
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