某市供热管网工程初步设计.doc
《某市供热管网工程初步设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某市供热管网工程初步设计.doc（77页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
天津市XX热电厂供热管网工程
热电厂自营蒸汽管网替代项目
二O一一年三月
3
天津市XX热电厂供热管网工程
热电厂自营蒸汽管网替代项目
第一册总说明
建设单位：
天津XX供热中心
设计单位：
天津市XX设计院
二O一一年三月
天津市热电设计院
目录
第一章工程概况 4
1.1概述 4
1.1.1地理位置 4
1.1.2自然条件 4
1.1.3气象条件 5
1.2设计依据 6
1.3热源概况 7
1.3.1现状热源 7
1.3.2规划热源 7
1.4设计内容 7
第二章热负荷 8
2.1采暖热指标 8
2.2热负荷 9
2.3采暖年热负荷延续曲线图及年采暖耗热量 10
2.3.1计算公式 10
2.3.2基础数据 11
2.3.3采暖期逐时采暖热负荷的计算结果 11
2.3.4年采暖热负荷延续曲线图 12
第三章供热管网 13
3.1管网工艺专业 13
3.1.1管网的建设原则 13
3.1.2管网的设计参数 13
3.1.3管网路由 13
3.1.4管网敷设方式 14
3.1.5管网水力计算 14
3.1.6管道及其附件 18
3.2管网土建工程 21
3.2.1阀门井 22
3.2.2固定墩 22
3.3管道施工及验收要求 22
3.3.1管道安装施工要求 22
3.3.2管道土建施工要求 23
3.3.3管网运行调节 24
第四章计量站 25
第五章热力站 27
5.1热力站改造原则 27
5.1.1热力站设置 27
5.1.2热力站改造明细 27
5.2热力站工艺 28
5.2.1热力站设计参数 28
5.2.2热力站系统及主要设备 29
5.2.3热力站设备的设计选型原则 29
5.2.4热力站管道、阀门及保温 31
5.3热力站土建 32
5.4热力站自控系统 32
5.4.1热力站控制系统的基本构成 32
5.4.2热力站与监控中心的通讯方式 32
5.4.3现场控制单元的功能 33
5.4.4热力站的控制系统 33
5.4.5设备选型要求 34
5.4.6其它技术要求 35
5.5热力站电气系统 35
5.5.1设计范围 35
5.5.2供电电源 35
5.5.3配电设备选择 36
5.5.4低压电气（控制）柜技术要求 36
5.5.5配线选择及敷设方式 38
5.5.6接地系统设计 38
5.5.7热力站用电负荷汇总 38
第六章热网监控系统 40
6.1热网集中监控系统框架 40
6.2监控系统结构和主要功能 41
6.3热网监控系统基本功能 42
6.4热网通讯系统 42
第七章环境保护和节约能源 43
7.1建设（施工）期环境影响及保护措施 43
7.1.1废气 43
7.1.2废水 43
7.1.3噪声 44
7.1.4固废 45
7.2运营期环境影响分析 45
7.3节能 46
第八章消防、安全与工业卫生 47
8.1厂站主要建构筑物的生产类别及耐火等级 47
8.2厂站设计中采取的消防、安全措施 47
8.3防漏电、防雷措施 47
8.4改善职工生活和保证职工健康的措施 48
第九章机构及人员 49
9.1热网管理所 49
9.2人员设置 49
第十章投资估算 50
10.1概算编制依据 50
10.2概算编制范围 51
10.3概算成果 52
第十一章主要技术经济指标汇总表 58
第十二章存在问题和建议 59
第十三章附件 60
50
第一章工程概况
1.1概述
根据天津市发改委文件《关于转发<国务院批转发展改革委、能源办关于加快关停小火电机组若干意见的通知>的通知》津发改基础[2007]90号，第XX电厂将在2011年关停全部现役机组。
第XX电厂所供热的热水管网负荷及蒸汽管网上的采暖负荷全部由XX热电厂热水管网替代，蒸汽管网的工业负荷及制冷负荷由企业自建燃气锅炉房解决。
在热电一厂蒸汽管网中除热电公司经营的河东南干线、河西南干线、河东北干线、塘口干线外，热电一厂还自营了一部分蒸汽管网。
这部分自营的蒸汽管网在热电一厂热源被替代后，由XX热水管网替代。
1.1.1地理位置
热电一厂自营蒸汽管网供热区域为：
北至十一经路，南至十五径路，西至六纬路、东至津塘路，现状总供热面积为78万m2。
该区域位于河东区的黄金地带，其自营的蒸汽管网供热范围也是河东区乃至天津市的中心区域。
应为项目所在地
1.1.2自然条件
⑴地形地貌
天津市区地势平坦，海拔高程平均在2～5m之间。
⑵地质特征
天津市区工程地质条件较差，地耐力一般为15～19t/m2。
天津处于京、津、唐地震多发区，断裂不同期数量繁多，分布错综复杂。
城区地震烈度设防为7度。
1.1.3气象条件
天津气候属暖温带半湿润大陆季风型气候，四季明显。
冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风；夏季受西太平洋副热带高气压影响，多偏南风。
春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季天高气爽；冬季寒冷干燥少雪。
⑴气温
极端最高温度41.2℃（七月）
极端最低温度-22.7℃（一月）
年平均温度12.2℃
冬季采暖室外计算温度-9℃
采暖期室外平均温度-0.9℃（131天）
⑵降水
平均年降水量558~697mm
最大年降水量1200mm
最小年降水量240mm
最大积雪深度16cm
⑶风
年平均风速2.7m/s
冬季室外风速2.6m/s
夏季室外风速2.1m/s
冬季主导风向及频率C26%,NNW13%
夏季主导风向S、SSE
⑷气压
冬季大气压力93.29kPa
夏季大气压力91.92kPa
⑸湿度：
最冷月平均室外计算相对湿度50%
最热月室外计算相对湿度72%
年平均相对湿度61%
基本风压0.30KN/m2
基本雪压0.40KN/m2
⑹其他
最大冻土深度77cm
无霜期135~239天
冬季采暖天数131天（11月10日至次年3月25日）
1.2设计依据应有东北郊中心城区供热管网初步设计
⑴天津XX供热中心提供的设计委托书；
⑵《天津市XX热电厂供热（中心城区）主管网初步设计报告》；
⑶天津市发展和改革委员会文件：
《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
1.3.1现状热源
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。
1.3.2规划热源
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
65～80
55～70
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
序号
站名
供热区域
供热面积
（万m2）
热负荷
（KW）
备注
1
金海马站
金海马、津华圣派
1.77
973
2
百瑞里站
百瑞里、办公楼
3.18
1747
3
金玫瑰站
金玫瑰小区
1.53
840
4
花园站
花园小区
5.6
3081
5
新园站
西苑、新园
7.88
4332
6
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
1.53
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
0.31
170
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’）Rhb5Q=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
2.3.2基础数据
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
2.3.3采暖期逐时采暖热负荷的计算结果
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
序号
温度
对应小时数h
累计小时数h
热负荷GJ/h
总热负荷GJ
1
5
289
3144.00
74.70
21609.17515
2
4
281
2854.71
80.46
22643.92058
3
3
273
2573.27
86.21
23552.63599
4
2
264
2300.07
91.97
24322.52534
5
1
255
2035.61
97.73
24937.81942
6
0
245
1780.43
103.48
25378.6521
7
-1
235
1535.19
109.24
25619.31255
8
-2
223
1300.67
115.00
25625.3847
9
-3
210
1077.84
120.76
25348.75545
10
-4
195
867.92
126.51
24718.13767
11
-5
179
672.54
132.27
23618.86406
12
-6
158
493.97
138.03
21841.66994
13
-7
132
335.73
143.78
18907.74924
14
-8
84
204.23
149.54
12595.50217
15
-9
120
120.00
155.298
18635.76
总计
339355.8644
2.3.4年采暖热负荷延续曲线图
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
3.1.1管网的建设原则
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。
3.1.2管网的设计参数
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：
0.3MPa
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℃）
3.1.3管网路由
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。
3.1.4管网敷设方式
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）
公称直径
埋深（米）
公称直径
埋深（米）
DN350
1.2
DN150
1.0
DN80
0.8
DN300
1.0
DN125
0.8
DN65
0.8
DN200
1.0
DN100
0.8
DN50
0.8
3.1.5管网水力计算
⑴基础数据
供热量：
42.9MW
设计供、回水温度：
130/70℃
管网设计压力：
1.6MPa
管网设计供、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：
0.3MPa
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》。
序号
管段名称
管径
路由长度
节点名称
供水压力
（MPa）
回水压力
（MPa）
资用压力
（MPa）
1
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
2
北干线
DN350~DN65
1200米
始端
0.936
0.799
0.136
末端
0.909
0.827
0.082
3
南干线
DN350~DN100
1450米
始端
0.936
0.799
0.136
末端
0.909
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
序号
管段名称
管径
路由长度
节点名称
供水压力
（MPa）
回水压力
（MPa）
资用压力
（MPa）
1
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
0.928
0.808
0.120
2
北干线
DN350~DN65
1200米
始端
0.928
0.808
0.120
末端
0.880
0.856
0.024
3
南干线
DN350~DN100
1450米
始端
0.928
0.808
0.120
末端
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。
3.1.6管道及其附件
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
升级会员 