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                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                時間:?2021-11-22 15:22:14 ??來源:?投稿 ??作者:?dxm ??點擊: ?

                供暖系統由鍋爐、供熱管道、散熱器三部分組成。 

                建筑物的耗熱量和散熱器的確定以及供熱管道管徑和系統壓力損失的計算是一項周密細致和復雜的設計過程。一般由設計部門暖通設計人員承擔。但是對于我們咨詢行業要為某業主在初建、擴建或可研階段,對供熱設備(散熱器、管道、鍋爐)的選型,造價作出估算及驗算供熱管道和鍋爐的負荷或在施工中需要作局部變更,或需編制供暖鍋爐的耗煤計劃,常因缺乏數據而不能進行工作,況且這些零星瑣碎的工作也不便給設計部門增添麻煩。

                為解決上述問題,本人根據從事暖通專業工作多年的經驗,特撰寫此文,僅供從事咨詢工作的人員參考。

                一、建筑物的供熱指標(q0) 

                供熱指標是在當地室外采暖計算溫度下,每平方米建筑面積維持在設計規定的室內溫度下供暖,每平方米所消耗的熱量(W/m2)。

                在沒有設計文件不能詳細計算建筑物耗熱量,只知道總建筑面積的情況下,可用此指標估算供暖設備,概略地確定系統的投資,q0值詳見表-1

                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                二、散熱器散熱量及數量的估算 

                1. 以四柱640型散熱器為準,采暖供回水溫度95-70℃
                2. 熱水采暖時,一片散熱器的Q值為:
                3. Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片) 
                4. 式中:K=3.663Δt0.16 K=3.663×(-18)0.16=7.13W/m2·℃ 
                5. 當采用低壓蒸汽采暖時: 
                6. Q汽= K×F×Δt =7.41×0.20×(100-18)=122(W/片) 
                7. 式中:K=3.663Δt0.16 K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2·℃ 
                8. 根據熱平衡原理,將建筑物熱指標和所需散熱器片數列表1(以四柱640型為準)。
                9. 各種散熱器之間的換算 
                10. 若需將四柱640型散熱器改為其它類型的散熱器其片數轉換可按下式:
                11. K1×F1×Δt= K2×F2×Δt即K1×F1= K2×F2進行換算。 
                12. 房間內散熱器數量的調整 
                13. 1).朝向修正:朝南房間減一片,朝北房間加一片;既面積、窗墻比相同的兩個房間,南、北向相差2片。 
                14. 2).窗墻比修正:有門窗的房間比只有窗無外門面積、朝向均相同的房間多2片。 
                15. 3).角隅房間(具有兩面外墻的房間):按估算數附加100%。 
                16. 散熱器數量經過修正后,可根據適用、經濟、美觀的要求,選用所需散熱器型號,并用互換公式換算所需訂購的散熱器數量。 
                17. 4).如要求相對精確,散熱器片數的確定,可參見暖通設計手冊或其它有關資料。

                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種多樣,按干管位置分上供下回、下供下回和中供式,按立管又分雙管和單管,單管又有垂直與水平串聯之別,蒸汽采暖又有干式與濕式回水之分等等。根據介質流經各環路的路程是否相等,還可分為:

                1).異程式:介質流經各環路的路程不相等,近環路阻力小,流量大,其散熱器會產生過熱,遠環路阻力大,流量小,散熱器將出現偏冷現象;中環路散熱器溫度適合,特別是在環路較多的大系統中,這種熱的不平衡現象更易發生,且難調節。但異程系統能節約管材,但采暖系統作用半徑小。

                2).同程式:介質流過各環路的路程大體一致,各環路阻力幾乎相等,易于達到水力平衡,因而流量分配也比較均勻,不致象異程系統那樣產生熱不均勻現象。但同程系統比異程系統多用管材。但調試簡單方便,供熱安全可靠,建議采用同程采暖系統為最佳選擇。

                2.采暖管道的估算

                1).采暖管道管徑的估算是根據允許單位摩擦阻力(熱水采暖R=80-120Pa/m;蒸氣采暖R=60Pa/m和不超過管內熱媒流動的最大允許流速來確定的(見表-2、表-3、表-4)。管徑估算表中Q、W、R、N值為常用估算值,而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值為最大值,適用于距鍋爐房近,作用半徑小,環路小的采暖系統。

                2).利用此表可按管道負擔的散熱器片數迅速決定管徑,也可用于系統局部變更或檢驗管道是否超負荷。

                3).根據低壓蒸氣管與凝結水管同徑熱負荷的比較,DN70以下的蒸氣管所用的凝結水管比蒸氣管<1號;DN70以上的蒸氣管所用的凝結水管比蒸氣管<2號。

                 

                四 、供暖系統壓力損失的估算 

                1.公式:

                ΣH水=1.1Σ(RL+Z) Pa ΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa

                式中:

                R—單位管長度沿程壓力損失,按100Pa/m估算。

                1.1—因施工增加阻力和計算誤差等因素考慮的系數。

                熱水采暖系統管徑估算表 表-2

                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                2.熱水供暖循環泵的估算

                1)流量:G=(1.2~1.3)

                式中:Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃

                c—水的比熱。取c=1

                1. 2~1.3—儲備系數

                2)揚程:根據下列公式估算 

                H=1.1(H1+H2+H3)KPa

                式中:

                H1—鍋爐房內部壓力損失(70KPa~220KPa) 

                H2—室外管網最不利環路的壓力損失(KPa)

                H3—室內最長、最高環路的壓力損失,一般為10-20Kpa;有暖風機的為20-50Kpa;水平串聯系統為50-60Kpa;帶混水器的為80-120Kpa。R值按100Pa/m計算。

                根據上列公式和數據,計算出水泵的流量和揚程,即可選擇水泵。

                采暖熱負荷的估算方法有幾種(地暖采暖單位熱負荷估算)

                3.低壓蒸氣采暖系統對鍋爐定壓的要求

                在蒸氣量能滿足系統采暖負荷的情況下,可按照低壓蒸氣系統壓力損失估算法來確定鍋爐的壓力。

                室外壓力損失:

                H1=1.1×+2000Pa 

                式中:

                R值取100Pa/m 

                L為室外管道長度m

                室內壓力損失H2可按20Kpa估算 

                鍋爐內的壓力損失儲備系數取1.2

                鍋爐定壓值P=1.2×(H1+H2) ×10-4 MPa

                五.鍋爐供暖負荷面積的估算

                1.新型鍋爐的效率η=0.75以上。

                0.7MW蒸發量鍋爐的供熱面積可按下式計算: 

                F=m2

                F=8000 m2

                式中:0.8—考慮鍋爐和室外采暖管道損失占20%,室內占80%。 

                q0—按70W/m2估算 

                2.煤的發熱量

                焦煤:7.6kW/kg;

                無煙煤:7.0kW/kg;

                煙煤:6.0kW/kg;

                褐煤:5.0kW/kg;

                泥煤:3.54kW/kg;

                3.一天的燃燒量

                B2=B1×每日供暖小時(T/日) 

                4.一年采暖期的燃煤量 B3=B2×采暖期天數(T/年) 

                5.鍋爐燃煤量的經驗數字

                0. 7MW蒸發量的鍋爐需要的燃煤量:

                無煙煤:180kg/h;

                煙煤:270kg/h;

                褐煤:360kg/h。

                供暖系統板式換熱器清洗

                一、供暖系統常見運行故障及產生的原因

                供暖系統在日常運行過程中,其水循環系統常發生結垢、腐蝕和生物粘泥等故障,嚴重時影響系統的正常運行、增大運行成本,縮短供暖設備的正常使用壽命,導致設備提前報廢。這些故障主要由以下幾個原因造成:

                供暖系統用水一般都采用未經處理的含有大量Ca2+、Mg2+等成垢離子的自來水,這些成垢離子在水溫升高或蒸發濃縮時極易從水中飽和析出沉積在鍋爐、換熱器及管網內的金屬面上而形成水垢。

                給水中的泥沙及各種菌藻微生物進入水系統后,由于溫度適合微生物生長繁殖,從而使系統中產生大量微生物粘泥,附著在散熱器管內,與水垢混合在一起形成生物性污垢。

                水中的溶解氧和鹽類對供暖系統的金屬材質會產生氧腐蝕和化學腐蝕。由于供暖系統是由多種材質組成的,在含有大量電解質鹽類物質的水中,不同金屬間就形成了電偶和腐蝕電池,從而對系統金屬產生電化學腐蝕。結垢和生物粘泥也會導致金屬產生垢下腐蝕和微生物腐蝕。

                二、結垢和腐蝕對供暖系統的危害 

                能耗大幅增加,運行成本上升

                供暖系統結生水垢和生物粘泥后,是鍋爐和換熱器傳熱效率下降,循環水流通面積變小,流通阻力增大,從而導致能耗大幅度增加,使供暖成本增大。

                系統工作效率下降,影響供暖

                供暖系統結垢后使熱交換效率下降,熱水出口溫度降低,回水溫度升高,進出口水溫差縮小。從而使冬季供暖效率下降,房屋溫度偏低。

                縮短設備使用壽命,增加設備維修費用

                結垢和粘泥故障影響系統正常運行,需進行周期性的清洗和檢修,從而大幅度增加設備的檢修和清洗費用。這種費用遠高于系統正常維護保養費用。由于腐蝕的產生,使供暖水系統金屬材料受到損傷,這種損傷將使換熱器、鍋爐等設備及管線使用壽命縮短,造成供暖水管道和末端設備潰爛滲漏,直接損傷房間裝飾材料,增加維修和裝潢費用,嚴重時導致鍋爐及換熱器提前報廢。

                三、供暖系統設備化學清洗的目的

                結垢和微生物粘泥及由此伴生的腐蝕故障,對系統的安全、正常和低成本運行影響極大,需定期進行化學清洗,通過安全有效的化學清洗可達到如下目的:

                徹底清楚水系統內的各種水垢、微生物粘泥和腐蝕產物,保證系統安全正常運行,顯著提高供暖效率;

                降低運行成本,大幅度節約能源,清洗后可使系統煤耗量或油(氣)耗量降低20~30%;

                保護金屬,消除腐蝕隱患,延長鍋爐、換熱器及管道設備使用壽命。

                四、供暖設備清洗市場技術現狀

                迄今為止,國內外供暖系統結垢后均采用強腐蝕性酸洗除垢,強酸性清洗對供暖設備危害很大:

                腐蝕金屬,縮短設備使用壽命,導致設備提前報廢

                酸洗技術是借助強腐蝕性的酸溶解供暖系統中的污垢。由于供暖水系統是多材質體系,酸對金屬不僅具有強烈的化學腐蝕,而且不同金屬在酸洗液中因電極電位差異相互間形成電偶對,導致換熱器遭受電偶腐蝕和晶間損傷,從而使供暖設備使用壽命大大縮短。由于換熱器金屬壁很薄,強腐蝕性的酸洗液容易將其腐蝕穿孔,損傷嚴重時,可使被洗設備當時報廢。近年來,國內因酸洗不當導致價值昂貴的換熱設備洗完即報廢的清洗事故時有發生。

                清洗效率低,除垢不徹底

                酸洗只能將供暖系統內的碳酸鹽水垢除去,對硫酸鹽及硅質性污垢無法溶解,因此清洗后系統內殘存大量難溶垢,供暖設備洗凈率低,清洗后難以有效恢復換熱器傳熱效率和冬季供暖效率。

                毒害生物,污染環境

                酸洗廢液中含有大量的劇毒和強腐蝕性化學物質,COD、BOD值超過國家環保指標幾百倍甚至幾千倍,廢液對花、草植物和水生物具有強烈的毒性和危害性。目前各地清洗公司和水處理公司為降低工程成本,對酸洗廢液都不處理而直接排放,從而對生態環境造成極大破壞和危害。

                五、供暖設備化學清洗技術發展趨勢 

                鑒于酸洗技術對供暖設備的強腐蝕性和對生態環境的高污染性,目前國內外都在積極研究開發安全、無污染的清洗技術。由于水處理和化學清洗對熱交換設備的安全、正常運行影響很大,近年來酸洗不當造成價值百萬元的熱交換系統嚴重腐蝕甚至報廢的酸洗事故時有發生。因此,國家技術監督機構對鍋爐及壓力熱交換設備的化學清洗實行嚴格的清洗安全監管。國家環保局也把酸洗技術列為九大污染源頭之一,將進行限制和治理。國內部分地區已嚴格禁止酸洗各種熱交換設備。

                隨著國家環保立法和執法力度的加大,用高效、安全、無污染的化學清洗技術替代目前使用的酸洗技術,必將成為熱交換設備化學清洗技術發展的必然趨勢。無酸型、無腐蝕在線清洗技術成功地應用于清洗領域,無疑是一條二十一世紀工業設備化學清洗和水處理技術發展的必由之。

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