集中供热换热站设计
榆林嘉园住宅小区
热力站、换热站设计方案
河北长城锅炉容器有限公司
一、设计资料
1、采暖面积
126760平米高低区地暖（高区9612地暖，低区117148地暖）
2、锅炉设备型号
SZL10.5-1.0/115/70-AII 一台 SZL7.0-1.0/95/70-AII 一台 一用一备
3、设计数据
（1）供回水温度
一级网供回水温度：t1/t2= 95/70℃; 二级网供回水温度：tg/th =60/50℃;
（2）管径及数量
一级网管径及数量：DN400 30m 二级网管径及数量：
a、高区管径及数量：DN250 462m b、低区管径及数量：DN450-250 462m DN450 224 m DN400 47 m DN350 171 m DN250 20 m
(3)标高
锅炉间标高：±0.000 换热站标高：-4.000 水泵间标高：-4.000 最远端用户标高：+2.500
4、设计思路
锅炉设备甲方已选定，二次网管径甲方已设计； 现需设计锅炉房部分附属设备及换热站内所有设备；
供热站内选择两组各二台水—水换热器，单台换热能力占本区热负荷的70%，以便保证一台换热器故障情况下，另一台换热器能保障基本热负荷的要求，循环水泵在高低区各设三台，二用一备；补水泵在高低区各设二台，一用一备；全自动软水器及软水箱一套、一、二次网共用。
二、供热系统热负荷的计算
1、热负荷的计算方法
Qn=qf⨯F⨯10-3
式中 Qn—建筑物的供暖设计热负荷，KW；
2
W/m qf—建筑物供暖面积热指标，；
F—建筑物的建筑面积，m。
2
注：1、本表摘自《城市热力网设计规范》CJ34-90,1990年版；
2、热指标中已包括约5%的管网热损失在内。 从表2-1取
qf
2
W/m=60。
可知供暖热负荷：
高区： Qn高=qf⨯F⨯10-3=60×9612×10-3=577KW 低区： Qn低=qf⨯F⨯10-3=60×117148×10-3=7029KW
即：总的供热面积为F=126760m2，总的供暖热负荷Qn=7606KW。 由此可确定：
SZL10.5-1.0/115/70-AII 一台 SZL7.0-1.0/95/70-AII 一台 一用一备
能够满足采暖需求。
三、设备选型
(一)、一级网设备选型 1、循环泵选型
（1）确定循环泵的流量
G=(1.1-1.2)×3.6×Q/[C×(t1-t2)]= (1.1-1.2)×0.86Q/(t1-t2) 由上式可得：
G=1.2×0.86×7606/(95-70)=314 t/h 式中 G—供暖系统用户的计算流量，t/h； Qn—用户热负荷，KW；
c—水的比热，取c=4.187KJ/（Kg·℃）； t1/t2—一级网的设计供回水温度，℃。 （2）循环水泵扬程
H=H1+H2+H3+2~3
式中 H—循环水泵的扬程，m；
H1 —热源内部阻力损失，它包括热源加热设备（热水锅炉或换热器）和管路系统的等总压力损失，一般取10～15mH2O
H2 —主干线末端用户系统压力损失，一般取5～10mH2O； H3 —供回水管的压力损失，本设计中H3=2∆P。 由上式可得：
H=10+7+5+(2×30×60×10-4 )+3=25.36mH2O 根据以上两个数据可选择循环水泵型号为：
2、补水泵选型
（1）补水泵的流量
在闭式热水供热管网中，补给水泵的正常补水量取决于系统的渗漏水量。系统的渗漏水量与系统规模，施工安装质量和运行管理水平有关。闭式热水网路的补水率不宜大于系统水容量的1％。但是确定补给水泵的流量时还应考虑系统发生事故时的事故补水量，补给水泵的流量应等于供热系统的正常补水量与事故补水量之和，一放取正常补水量的4倍。
可知取循环水量的1-4%（按正常补水量1%，事故补水量为正常补水量）
G补=4%G
式中 G补—设计循环流量，t/h； G—系统循环流量，t/h； 根据上式可知：
G补=（1-4）%·G1=（1-4）%·314=（3.14-12.56）t/h 2．扬程
Hb=(1.1-1.2)(Hbs+∆Hx+∆Hc-h) 式中 Hbs —补给水点压力值，m；
ΔHx—补给水泵吸水管中的压力损失，m； ΔHc—补给水泵出水管中的压力损失，m； h—补给水箱最低水位高出系统补水点的高度，m； 1.1-1.2—安全裕量。
工程上认为补给水泵吸水管压力损失和出水管压力损失较小，同时补给水箱高出水泵的高度往往作为富裕之或为抵消吸水管损失和压力管损失的影响，所以公式可简化为：
Hb=Hbs+(3～5)
根据上式可得 Hb=4+10+5=19m
根据G补和Hb可确定补给水泵型号为：
(二) 二级网设备选型 1、循环泵选型
（1）确定循环泵的流量
G=(1.1-1.2)×3.6×Q/[C×(t1-t2)]= (1.1-1.2)×0.86Q/(t1-t2)
式中 G—供暖系统用户的计算流量，t/h； Qn—用户热负荷，KW；
c—水的比热，取c=4.187KJ/（Kg·℃）； t1/t2—一级网的设计供回水温度，℃。 由上式可得
高区：G=1.2×0.86×Q/(tg-th)=1.2×0.86×577/（60-50）=60t/h 低区：G=1.20×.86×Q/(tg-th)= 1.2×0.86×7049/（60-50）=725t/h
（2）循环水泵扬程
H=H1+H2+H3+2~3 式中 H—循环水泵的扬程，m；
H1 —热源内部阻力损失，它包括热源加热设备（热水锅炉或换热器）和管路系统的等总压力损失，一般取10～15mH2O
H2 —主干线末端用户系统压力损失，一般取5～10mH2O； H3 —供回水管的压力损失，本设计中Hw=2∆P。 由上式可得
高区：H=7+10+（2×462×60×10-4）+3=27.5mH2O 低区：H=7+10+（2×462×60×10-4）+3=27.5mH2O 根据以上两个数据可选择循环水泵型号为： 高区： 低区：
2、补水泵选型
1、补给水泵的流量
在闭式热水供热管网中，补给水泵的正常补水量取决于系统的渗漏水量。系统的渗漏水量与系统规模，施工安装质量和运行管理水平有关。闭式热水网路的补水率不宜大于系统水容量的1％。但是确定补给水泵的流量时还应考虑系统发生事故时的事故补水量，补给水泵的流量应等于供热系统的正常补水量与事故补水量之和，一放取正常补水量的4倍。
可知取循环水量的1-4%（按正常补水量1%，事故补水量为正常补水量）
G补=4%G
式中 G补—设计循环流量，t/h； G—系统循环流量，t/h； 根据上式可知：
高区： G补=（1-4）%·G1=（1-4）%·60=（0.6-2.4）t/h 低区： G补=（1-4）%·G1=（1-4）%·725=（7.25-29）t/h 2．扬程
Hb=(1.1-1.2)(Hbs+∆Hx+∆Hc-h) 式中 Hbs —补给水点压力值，m；
ΔHx—补给水泵吸水管中的压力损失，m； ΔHc—补给水泵出水管中的压力损失，m； h—补给水箱最低水位高出系统补水点的高度，m； 1.1-1.2—安全裕量。
工程上认为补给水泵吸水管压力损失和出水管压力损失较小，同时补给水箱高出水泵的高度往往作为富裕之或为抵消吸水管损失和压力管损失的影响，所以公式可简
化为：
Hb=Hbs+(3～5)
根据上式可得
高区：Hb=4+2.5+34.5+5=46m 低区：Hb=4+2.5+18+5=29.5m
根据G补和Hb可确定补给水泵型号为： 高区： 低区：
3、换热器选型
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60%～75%热负荷需要。本设计选用2组各2台相同规格的换热器。
F=
uQ
K∆tm
式中 Q—热流量，W； K—换热器的传热系数；
︒C)，对于水-水板式换热器换热系数K可取3000-3500 W/(m2·本设计中取K=3000
W/(m2·︒C)。
F—换热面积，m2；
∆tm—水-水换热器对数平均温差，︒C；
u—污垢系数1.1—1.2。
高区：F=1.2×577000×0.7/3000×26.8=6 m2 低区：F=1.2×7029000×0.7/3000×26.8=74 m2
(三) 其他设备选型
1、软水设备选型
闭式热水网路的补水率小于系统水循环量的1-4％。
（314+785）*1.5%=16.5t/h 2、软水箱选型
水箱不宜小于系统1小时的补水量加上系统水的膨胀量
一次网水容量30 m2 二次网高区水容量70m2 二次网低区水容量210m2 则
一次网水容量为30*0.00061*（95-20）=1.37m2 二次网水容量为280*0.00061*（60-20）=6.83m2
水箱容积最小为16.5+1.37+6.83=24.7 m2