分类:燃气锅炉技术交流采暖供热设备的估算方法简介:为解决供热设备选型,造价作出估算及验算负荷或在施工中需要作局部变更,或需编制供暖锅炉的耗煤计划,常因缺乏数据而不能进行工作,这些琐碎的工作给设计部门增添麻烦。
本人根据从事暖通专业工作多年的经验,撰写此文,供从事咨询工作的人员参考。
关键字:设备选型造价估算耗煤相关站中站:锅炉及锅炉房专题负荷计算技术专题供暖系统由锅炉、供热管道、散热器三部分组成。
建筑物的耗热量和散热器的确定以及供热管道管径和系统压力损失的计算是一项周密细致和复杂的设计过程。
一般由设计部门暖通设计人员承担。
但是对于我们咨询行业要为某业主在初建、扩建或可研阶段,对供热设备(散热器、管道、锅炉)的选型,造价作出估算及验算供热管道和锅炉的负荷或在施工中需要作局部变更,或需编制供暖锅炉的耗煤计划,常因缺乏数据而不能进行工作,况且这些零星琐碎的工作也不便给设计部门增添麻烦。
为解决上述问题,本人根据从事暖通专业工作多年的经验,特撰写此文,仅供从事咨询工作的人员参考。
一、建筑物的供热指标(q0)供热指标是在当地室外采暖计算温度下,每平方米建筑面积维持在设计规定的室内温度下供暖,每平方米所消耗的热量(W/m2)。
在没有设计文件不能详细计算建筑物耗热量,只知道总建筑面积的情况下,可用此指标估算供暖设备,概略地确定系统的投资,q0值详见表-1。
各类型建筑物热指标及采暖系统所需散热器的片数表-1说明:1).此表散热器是恒定在64.5℃温差情况下的数量。
2).此表所列散热器片数可根据q0的变更作相应修正。
二、散热器散热量及数量的估算1.以四柱640型散热器为准,采暖供回水温度95-70℃热水采暖时,一片散热器的Q值为:Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)式中:K=3.663Δt0.16K=3.663×(100 -18)0.16=7.13W/m2·℃当采用低压蒸汽采暖时:Q汽= K×F×Δt =7.41×0.20×(100-18)=122(W/片)式中:K=3.663Δt0.16K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2·℃根据热平衡原理,将建筑物热指标和所需散热器片数列表1(以四柱640型为准)。
2.各种散热器之间的换算若需将四柱640型散热器改为其它类型的散热器其片数转换可按下式:K1×F1×Δt= K2×F2×Δt 即K1×F1= K2×F2进行换算。
3.房间内散热器数量的调整1).朝向修正:朝南房间减一片,朝北房间加一片;既面积、窗墙比相同的两个房间,南、北向相差2片。
2).窗墙比修正:有门窗的房间比只有窗无外门面积、朝向均相同的房间多2片。
3).角隅房间(具有两面外墙的房间):按估算数附加100%。
散热器数量经过修正后,可根据适用、经济、美观的要求,选用所需散热器型号,并用互换公式换算所需订购的散热器数量。
4).如要求相对精确,散热器片数的确定,可参见暖通设计手册或其它有关资料。
三、供暖管道的估算1.供暖管道的布置形式:供暖管道布置形式多种多样,按干管位置分上供下回、下供下回和中供式,按立管又分双管和单管,单管又有垂直与水平串联之别,蒸汽采暖又有干式与湿式回水之分等等。
根据介质流经各环路的路程是否相等,还可分为:1).异程式:介质流经各环路的路程不相等,近环路阻力小,流量大,其散热器会产生过热,远环路阻力大,流量小,散热器将出现偏冷现象;中环路散热器温度适合,特别是在环路较多的大系统中,这种热的不平衡现象更易发生,且难调节。
但异程系统能节约管材,但采暖系统作用半径小。
2).同程式:介质流过各环路的路程大体一致,各环路阻力几乎相等,易于达到水力平衡,因而流量分配也比较均匀,不致象异程系统那样产生热不均匀现象。
但同程系统比异程系统多用管材。
但调试简单方便,供热安全可靠,建议采用同程采暖系统为最佳选择。
2.采暖管道的估算1).采暖管道管径的估算是根据允许单位摩擦阻力(热水采暖R=80-120Pa/m;蒸气采暖R=60Pa/m和不超过管内热媒流动的最大允许流速来确定的(见表-2、表-3、表-4)。
管径估算表中Q、W、R、N值为常用估算值,而Q max、W max、R max、N max值为最大值,适用于距锅炉房近,作用半径小,环路小的采暖系统。
2).利用此表可按管道负担的散热器片数迅速决定管径,也可用于系统局部变更或检验管道是否超负荷。
3).根据低压蒸气管与凝结水管同径热负荷的比较,DN70以下的蒸气管所用的凝结水管比蒸气管<1号;DN70以上的蒸气管所用的凝结水管比蒸气管<2号。
四、供暖系统压力损失的估算1.公式:ΣH水=1.1Σ(RL+Z) PaΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa式中:R—单位管长度沿程压力损失,按100Pa/m估算。
1.1—因施工增加阻力和计算误差等因素考虑的系数。
热水采暖系统管径估算表表-2说明:此表t=95℃、r=983.248kg/m3、K=0.2mm 低压蒸气采暖系统管径估算表表-3说明:此表P=200Kpa(绝对压力)、K=0.2mm低压蒸气采暖干式凝结水管径估算表表-4说明:对不利环路起始端管径,考虑空气和锈渣的影响,一般不小于DN25。
2.热水供暖循环泵的估算1)流量:G=(1.2~1.3)式中:Δt=t G-t H=95℃-70℃=25℃c—水的比热。
取c=11. 2~1.3—储备系数2)扬程:根据下列公式估算H=1.1(H1+H2+H3)KPa式中:H1—锅炉房内部压力损失(70KPa~220KPa)H2—室外管网最不利环路的压力损失(KPa)H3—室内最长、最高环路的压力损失,一般为10-20Kpa;有暖风机的为20-50Kpa;水平串联系统为50-60Kpa;带混水器的为80-120Kpa。
R值按100Pa/m计算。
根据上列公式和数据,计算出水泵的流量和扬程,即可选择水泵。
沿程阻力及局部阻力概率分配率3.低压蒸气采暖系统对锅炉定压的要求在蒸气量能满足系统采暖负荷的情况下,可按照低压蒸气系统压力损失估算法来确定锅炉的压力。
室外压力损失:H1=1.1×RL/0.7 +2000Pa式中:R值取100Pa/mL为室外管道长度m室内压力损失H2可按20Kpa估算锅炉内的压力损失储备系数取1.2锅炉定压值P=1.2×(H1+H2) ×10-4 MPa五.锅炉供暖负荷面积的估算1.新型锅炉的效率η=0.75以上。
0.7MW蒸发量锅炉的供热面积可按下式计算:F= 1X70X104/qom2F= 0.8X1X70X104/70=8000 m2式中:0.8—考虑锅炉和室外采暖管道损失占20%,室内占80%。
q0—按70W/m2估算2.煤的发热量焦煤:7.6kW/kg;无烟煤:7.0kW/kg;烟煤:6.0kW/kg;褐煤:5.0kW/kg;泥煤:3.54kW/kg;3.一天的燃烧量B2=B1×每日供暖小时(T/日)4.一年采暖期的燃煤量B3=B2×采暖期天数(T/年)5.锅炉燃煤量的经验数字0. 7MW蒸发量的锅炉需要的燃煤量:无烟煤:180kg/h;烟煤:270kg/h;褐煤:360kg/h。
供热基础知识2007-03-26 09:121、水和水蒸汽有哪些基本性质?答:水和水蒸汽的基本物理性质有:比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。
水的比重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒数,由压力与温度所决定。
水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下,水转变成蒸汽所吸收的热量,或者蒸汽转化成水所放出的热量,单位是:KJ/Kg。
水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量,单位是KJ/ Kg·℃,通常取4.18KJ。
水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数,与温度、压力有关。
2、热水锅炉的出力如何表达?答:热水锅炉的出力有三种表达方式,即大卡/小时(Kcal/h)、吨/小时(t/h)、兆瓦(MW)。
(1)大卡/小时是公制单位中的表达方式,它表示热水锅炉每小时供出的热量。
(2)"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通俗说法,它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量(通常以吨表示)的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
(3)兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位,基本单位为W (1MW=10^6W)。
正式文件中应采用这种表达方式。
三种表达方式换算关系如下:60万大卡/小时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标?如何规定?答:一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m2,一般用qn表示,指每平方米供暖面积所需消耗的热量。
黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表2-1上表数据只是近似值,对不同建筑结构,材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同,纬度越高的地区,热耗指标越高。
4、如何确定循环水量?如何定蒸汽量、热量和面积的关系?答:对于热水供热系统,循环水流量由下式计算:G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中:G - 计算水流量,kg/hQ - 热用户设计热负荷,Wc - 水的比热,c=4187J/ kgo℃tg﹑th-设计供回水温度,℃一般情况下,按每平方米建筑面积2~2.5 kg/h估算。
对汽动换热机组,由于供回水温差设计上按20℃计算,故水量常取2.5 kg/h。
采暖系统的蒸汽耗量可按下式计算:G=3.6Q/r ⊿h式中:G - 蒸汽设计流量,kg/hQ - 供热系统热负荷,Wr - 蒸汽的汽化潜热,KJ/ kg⊿h - 凝结水由饱和状态到排放时的焓差,KJ/ kg在青岛地区作采暖估算时,一般地可按每吨过热蒸汽供1.2万平方米建筑。
5、系统的流速如何选定?管径如何选定?答:蒸汽在管道内最大流速可按下表选取:单位:(m/s )蒸汽管径应根据流量、允许流速、压力、温度、允许压降等查表计算选取。
6、水系统的流速如何选定?管径如何选定?答:一般规定,循环水的流速在0.5~3之间,管径越细,管程越长,阻力越大,要求流速越低。
为了避免水力失调,流速一般取较小值,或者说管径取偏大值,可参考下表:在选择主管路的管径时,应考虑到今后负荷的发展规划。
7、水系统的空气如何排除?存在什么危害?答:水系统的空气一般通过管道布置时作成一定的坡度,在最高点外设排气阀排出。