熱力管道設計方法
熱力網保溫結構設計：
執行(xing)標準(zhun)：《設(she)備及(ji)管(guan)道絕熱技術通則》GB/T4272；《設(she)備和(he)管(guan)道絕熱設(she)計導則》GB/T8175；《工(gong)(gong)業設(she)備及(ji)管(guan)道絕熱工(gong)(gong)程設(she)計規范》GB50264。
保(bao)溫(wen)目的：減少(shao)熱(re)損失、節能；運行人(ren)員安全；保(bao)證用戶用熱(re)需求。
保溫材料選用原則：
工作溫度下的導熱系數不(bu)大于0.08W∕(m?K)，
有(you)隨(sui)溫度(du)變(bian)化的導熱系(xi)數(shu)方程式或圖表；松散或可壓縮(suo)的保(bao)溫材料應有(you)使用密度(du)下的導熱系(xi)數(shu)方程式或圖表；密度(du)不應大于300kg/m3；
硬(ying)質預制成型制品抗壓強(qiang)度不應(ying)小于0.3MPa；半硬(ying)質的保溫材料(liao)壓縮(suo)10％時的抗壓強(qiang)度不應(ying)小于0.2MPa。
其它：吸水率低、對環境(jing)人體危害小、對管道(dao)無腐(fu)蝕。
直埋敷設熱水管道：
采用鋼管(guan)、保溫層、外護管(guan)結合成一體的預(yu)制管(guan)。
符合《高密度聚乙烯外護管(guan)聚(ju)氨酯(zhi)泡(pao)沫塑料(liao)預(yu)(yu)制(zhi)直埋保溫管(guan)》CJ/T114和(he)《玻(bo)璃(li)纖維(wei)增強塑料(liao)外護層聚(ju)氨酯(zhi)泡(pao)沫塑料(liao)預(yu)(yu)制(zhi)直埋保溫管(guan)》CJ/T129的規定。
保(bao)溫計(ji)算(suan)：計(ji)算(suan)管網散(san)熱損(sun)失(shi)、供熱介(jie)質溫降(jiang)，確定經濟(ji)保(bao)溫厚度。
管網水力計算：
計算參數確定：
計算流量選取原則：
從熱源(yuan)引出的(de)主管(guan)按熱源(yuan)最大能力計算；
直接與用戶連接的支管按用戶遠期負荷計(ji)算(suan)；
主干管(guan)(guan)或分支干管(guan)(guan)按各用戶(hu)計算(suan)(suan)流量之和計算(suan)(suan)。
計算(suan)長(chang)度(du)：管道幾何(he)展開長(chang)度(du)和管件局部阻力當量長(chang)度(du)。
Lj＝（1+α）Lz
Lj—計(ji)算(suan)長度，（m）；Lz—幾何展開長度，（m）；
α—局部(bu)阻(zu)(zu)力與(yu)沿程阻(zu)(zu)力的比(bi)值。
主干線單位長度(du)允許壓(ya)降：Δh=ΔP/Lj
Δh—單位長度允許壓降（Pa/m）；
Lj—主(zhu)干(gan)線(xian)計算長度（m）；ΔP —主(zhu)干(gan)線(xian)壓差（Pa）。
介質允許流速：
管網管徑：
式中：Dn—管道內徑（mm）；Q —計算(suan)流量(m3/h)；
w —介質(zhi)流(liu)速（m/s）。
壓力損失：△P = P1+P2+P3
式(shi)中：P1—沿程阻(zu)力(li)；P2—局部阻(zu)力(li)；P3—靜壓力(li)。
管網水力計算表
動態水力工況分析：
動(dong)態水力(li)(li)分析條(tiao)件：輸送距離長、地(di)形高(gao)差大、壓力(li)(li)高(gao)、溫度高(gao)、可(ke)靠性要求高(gao)。
動態水(shui)力分析內容：循環泵或中繼泵、輸送(song)干線(xian)閥門(men)、換熱器等(deng)發生事(shi)故(gu)時的壓力瞬(shun)變。
安全保護措施：
（1）設置氮氣定壓(ya)罐；
（2）設置靜(jing)壓分區閥(fa)；
（3）設置緊急泄水閥；
（4）延(yan)長主閥關閉時間；
（5）循環泵(beng)、中繼(ji)泵(beng)與輸送干線(xian)的分段閥聯鎖控制；
（6）提高(gao)管(guan)道和設備的(de)承(cheng)壓(ya)等(deng)級；
（7）適(shi)當提(ti)高定壓(ya)或靜(jing)壓(ya)水平；
（8）增加事故補水(shui)能力。
熱網設備選擇：
熱網(wang)循環水泵：泵的總流(liu)量應(ying)不小于管網(wang)總設(she)計流(liu)量；
泵的揚程不(bu)小于(yu)設計流量(liang)下熱源、熱網(wang)、最不(bu)利用戶壓力損失之和；
并聯運行水泵的特性曲(qu)線(xian)宜相同(tong)；
泵(beng)的承壓(ya)、耐(nai)溫能(neng)力(li)應與熱力(li)網設計參數相適應；
應減少并聯水(shui)泵(beng)臺(tai)數，3臺(tai)或3臺(tai)以下循環水(shui)泵(beng)并聯運行時，應設(she)備用泵(beng)，當(dang)4臺(tai)或4臺(tai)以上泵(beng)并聯運行時，可不設(she)備用泵(beng)；多熱源聯網運行或質量(liang)調(diao)節的單熱源供熱系統，采用調(diao)速泵(beng)。
熱(re)(re)網(wang)(wang)補(bu)水(shui)(shui)泵：閉(bi)式熱(re)(re)力網(wang)(wang)補(bu)水(shui)(shui)裝(zhuang)置的流量(liang)，應不(bu)小(xiao)于供熱(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)循環流量(liang)的2%；事故補(bu)水(shui)(shui)量(liang)不(bu)小(xiao)于供熱(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)循環流量(liang)的4%；
開(kai)式熱力網補水泵的流(liu)量，應不小(xiao)于生(sheng)活(huo)熱水最大設計流(liu)量和供熱系統(tong)泄漏量之和；
閉式(shi)熱(re)力網補水(shui)泵(beng)應不少于二臺(tai)，可(ke)不設備用(yong)泵(beng)；開(kai)式(shi)熱(re)力網補水(shui)泵(beng)不宜少于三臺(tai)，其中一臺(tai)備用(yong)
事故補水時，軟化除氧水量不(bu)足，可補充工(gong)業水。
熱力管道位移及補償方式：
熱(re)位移：管道內介質(zhi)溫(wen)度高于周圍環(huan)境(jing)溫(wen)度，因熱(re)脹而產生的(de)伸長。
熱補償(chang)：管道的補償(chang)可采用自(zi)然補償(chang)和(he)利用補償(chang)器補償(chang)兩種方(fang)式。
自然(ran)(ran)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)是利用管道(dao)布(bu)置的(de)自然(ran)(ran)彎曲和扭轉產(chan)生變形來(lai)吸收管道(dao)的(de)熱伸長，以(yi)消除管道(dao)的(de)熱應力。應盡(jin)量采用自然(ran)(ran)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)，當自然(ran)(ran)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)無法滿足(zu)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)要求時(shi)(shi)，可設置補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)器進行熱補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)。選擇(ze)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)器時(shi)(shi)，應根據敷設條件，采用維修工作量小(xiao)，工作可靠，價格低(di)廉的(de)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)器。
補償(chang)器：方型補償(chang)器；波紋補償(chang)器；套筒補償(chang)器；球形(xing)補償(chang)器。
波紋補償(chang)器：由單層或(huo)多層薄壁金屬管制成的(de)(de)具有軸(zhou)向波紋的(de)(de)補償(chang)設備(bei)，占地(di)小，介質流(liu)動阻力小。
套筒補償器：由(you)套管和(he)外殼管組成，其補償能力(li)大，占地小，介質流動阻力(li)小。
球形補償器(qi)：由球體及外殼組(zu)成，能(neng)作(zuo)空間變形，補償能(neng)力大，安裝方便。
管道應力計算和作用力計算：
（一）熱力管道應力計算：
原則：采用應力分類(lei)法。
一次應力(li)、二(er)次應力(li)、峰值應力(li)。
一次應力(li)(li)：管道(dao)由內(nei)壓、持(chi)續(xu)外載引起的應力(li)(li)屬于(yu)一次應力(li)(li)，應力(li)(li)驗(yan)算(suan)采用彈(dan)性分析和極限分析；
二(er)次(ci)應(ying)(ying)(ying)力：管道(dao)由熱脹冷縮等(deng)變形受約束產生的(de)應(ying)(ying)(ying)力，屬(shu)于二(er)次(ci)應(ying)(ying)(ying)力，應(ying)(ying)(ying)力驗算采(cai)用安定性分析；
峰值應力：管件由于(yu)局(ju)部結構不連續等產生的(de)應力，屬(shu)于(yu)峰值應力，應力驗(yan)算采用疲勞分析。
計算目的：判斷管道是否安全。提供結構設(she)計依據。
管道作用力計算：熱脹冷(leng)縮受(shou)約束產(chan)生的(de)作用力；內壓產(chan)生的(de)不(bu)平衡(heng)力；活動(dong)端位移產(chan)生的(de)作用力。
（二）管道(dao)作用力計(ji)算
固定支架推力計算：
（1）架空和溝道敷設
摩擦力：
，內壓力：
式中： Pm —摩擦力（N）；
q—單位長(chang)度(du)結(jie)構荷重，（N/m）；μ—摩擦系數；
L—管段計算長度（m）；Pn—內壓力（MPa）；
P—工作(zuo)壓(ya)力（MPa）；F—管道截(jie)面積（cm2）。
2）直埋敷設
摩擦力：Pm=μ·ρ·[π Dc·（H+Dc/2）·g]/V
式中： Pm—每米管(guan)道的(de)摩擦力（N/m）；
H—管頂覆土深(shen)度(du)（m）；
μ—摩擦系數；Dc—保溫管外徑(jing)（m）；
ρ—土壤密度(du)（kg/m3）。
補償器推力(li)及內壓力(li)的計(ji)算與架空和溝道敷(fu)設計(ji)算方(fang)法相同。
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