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市政热力管道工程设计主要依据

《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010

《城镇供热直埋热水管道技术规程》CJJ/T81-2013

《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T 114

《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管件》CJ/T 155

《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》DL/T5366

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在设计阶段，首要任务是精读上述主要设计规范、规程，作为设计时的一般规则，这是必须的，也是重中之重。

我读这些文件时，一个首要的心态或者意识是：这是热力行业的法律，任何不遵从或无意冒犯他的做法，都会造成相应的后果，不管是后果被发现或没发现。

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市政热力工程设计主要内容

热源→一级热网（热力网）→调压、调温站房→二级热网（街区热力网）→单体热力入口

这里我把中继泵站和换热站形象的从他们作用方面称为：调压、调温站房，易于理解。

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工程设计适用范围

热水管道：压力≤2.5MPA，温度≤150℃，公称直径≤1200mm;

蒸汽管道：压力≤1.6MPa，温度≤350℃；

不包括地热和工业余热回收为热源的热网

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多热源运行方式

（1），分别运行：用阀门分隔成多个单热源，分别供热；

（2），解列运行：基本热源先投入使用，气温变化时，分隔出部分官网划归尖峰热源，随气温变化，扩大缩小分隔官网范围；

（3），联网运行：基本热源投入使用，气温变化，投入尖峰热源

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供热管道设计分三类：三通、弯管、直管

三通处支线开孔管道强度消弱，要有保护措施；

弯管段本身有补偿能力，设计时要将补偿量控制在补偿能力内；

直管要考虑热补偿，无补偿敷设主要用于埋地，是不采用人为的热补偿措施，人为的热补偿方式包括设置补偿器、预热、一次性补偿器覆土后预热等

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热负荷Q：采用经核实的资料或图纸，当没有时，采用热指标面积估算；

工艺生产热负荷取最大热负荷之和x同时使用系数；

热电厂应发展非采暖期热负荷，如季节性生产热负荷或制冷热负荷

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年耗热量：民用建筑全年耗热量，根据公式计算，生产工艺年耗热量根据年负荷曲线图计算；

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供热介质：民建应采用热水（水热容大、热能利用率高，无蒸汽漏气和凝结水回收损失，输送距离远、供热半径大），同时有生产负荷时，当生产负荷为主要负荷时，采用蒸汽介质；

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介质参数：应经比较计算，得出最佳供回水温度，可参考一般热源厂设计温度取110—150℃，回水温度≤70℃；

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水质要求：有不锈钢设备时，氯离子浓度≤25mg/l;

蒸汽凝结水排放要符合《污水排入城市下水道水质标准》

热力网补水水质符合《工业锅炉水质》要求，水质PH为7到11

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管网形式：

闭式双管制（一般形式）；闭式多管制（有生产负荷）；单管制（蒸汽管网系统），凝结水管是否设置，要根据生产特点，回收凝结水时，由于凝结水融氧，要进行防腐措施。

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供热调节：热源集中调节、热力站和热力入口局部调节、用热设备单独调节三者结合，对于有生产负荷的供热系统，应采用局部调节。温度变化时，热源处进行集中质调节或质—量调节。

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设计流量：

闭式管网设计流量：G=3.6Q/c(t1-t2)

c：比热 4.18；t1:供水温度；t2:相应的回水温度；

采用集中质-调节调节时，应采用各种热负荷在不同温度的热力网流量曲线叠加得出的最大流量值作为设计流量；

蒸汽热力网的设计流量，应按各用户最大蒸汽流量x同时使用系数，凝结水管道的设计流量应按蒸汽管道的设计流量x用户凝结水回收率；

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水力计算（设计计算、校核计算、事故分析）：

内容：管网管径、循环水泵、中继泵的流量、扬程；

分析管网系统的正常运行的压力工况，确保用户有足够的资用压头且系统不超压、不汽化、不倒空；

进行事故工况分析；

必要时进行动态水利分析；

水力计算应满足连续性方程和压力降方程，环网水力计算应保证所有环线压力降的代数和为0；

蒸汽管网水力计算时，应按设计流量进行设计计算，再按最小流量进行校核计算，根据管线起点压力和用户需要压力确定的允许压力降选择管道直径；

下列系统除了进行静态水力计算外，还应进行动态水力计算：

长距离输送干线；

供热范围内地形高差大；

系统压力高；

系统工作温度高；

系统可靠性要求高；

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水力计算参数：

计算热网主干线管径，宜采用经济比摩阻，可取30-70PA/m；

支干线、支线应按允许压力降确定管径，但流速≤3.5m/s，支干线比魔族≤300PA/m，连接一个热力站的支线比魔族可大于300PA/m(支线要充分利用主干线作用压头，因此按允许压力降方法，管径越大，水利稳定性要求越高，可适当降低比魔族，管径变大，小管径比魔族大，消除剩余压头，流速大，噪声、振动方面却不存在问题）

蒸汽热力网凝结水设计比魔族可取100ＰＡ／ｍ

热力网局部阻力和沿程阻力存在比值，可估算局部阻力；

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压力工况：

（１）系统的任何一点压力≥介质汽化压力，并＋３０ｋＰＡ－５０ＫＰＡ富裕压力；

（２）系统回水压力要求：

≤直接连接用户系统允许压力；

任何一点≥５０ＫＰＡ；

（３）循环泵停运，要保持静态压力

系统的任何一点压力≥介质汽化压力，并＋３０ｋＰＡ－５０ＫＰＡ富裕压力；

与热力网直接连接用户系统充满水；

≤系统任何一点允许压力；

（４）热力网最不利点资用压头，应满足该点用户系统所需作用压头；

（５）热力网应该水力计算基础上绘制各种运行方案的主干线水压图，复杂地区，绘制支干线水压图；

（６）中继泵站位置及参数应根据水压图确定；

（７）蒸汽热力网，宜按设计凝结水量绘制凝结水管网水压图；

供热管网的设计压力，≥各种运行工况的最高工作压力＋地形高差形成的静水压力＋事故工况分析和动态水力计算要求的安全余量；

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水泵选择：

循环水泵扬程≥热源＋供热管线＋最不理用户环路压力损失；

循环水泵应具有工作点附近较为平缓的流量－扬程特性曲线；

应减少并联循环水泵的台数；３台以下，设备用，４台或４台以上，不设备用；

采用集中质－量调节的单热源系统，水泵采用变频泵；

补水泵流量按事故补水，为系统循环流量的４％，补水泵扬程≥补水点管道压力加３－５ｍ，当补水泵同时用于维持静态压力时，其扬程应满足静态压力要求；

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管道应力计算：

采用应力分类法：

内压、持续外载引起的一次应力（静力不平衡，导致屈服，验算采用弹性分析或极限分析，无自限性）；

热胀冷缩、热位移受约束的二次应力（超过屈服极限，产生少量塑性变形，变形协调得到满足，变形就不再继续发展，有自限性，安定性分析，安定条件：≤2倍屈服极限）

峰值应力（管道、附件，如三通，弯头，局部结构不连续或局部热应力产生的应力增量，不引起显著变形，但会导致疲劳裂纹或脆性破坏，采用疲劳分析；

工作循环最低温度：底下敷设10℃，计算管道固定点时，考虑最大温差，在安装温度低于工作循环最低温度时，采用安装温度进行计算）；

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