工业用热受生产工艺限制,对于压力和温度的要求差异较大,集中供热方案中不考虑生产工艺用热,由用热单位自行解决,集中供热仅满足生产和办公厂房的采暖需求。工业建筑由于气密性和保温性能不如民用建筑,设计热指标较大,本次设计取70W/m2,物流仓储类建筑热指标取30W/m2。
生活热水用热负荷较小,且属于常年性热负荷,由于非采暖季集中锅炉房不运行,无法保障非采暖期的热水供应,故本设计不考虑生活热水用热负荷。
3.3 供热负荷
3.3.1 设计热负荷
根据《陕西省人民政府办公厅关于印发省“治污降霾·保卫蓝天”行动计划(2013年)的通知》(陕政办发〔2013〕20号),到2015年,关中、陕北设区城市集中供热普及率达到85%以上,县城达到60%以上。韩城市集中供热的普及率按60%设计。
各地块远期热负荷见表3-8,近期热负荷计算见表3-7。现状设计热负荷见表3-6(主要考虑现状分散锅炉房供热面积及新建急待解决供热小区),计算为228MW,近期(2020年前)规划设计热负荷452MW;远期设计热负荷564.74MW;
表3-6现状热负荷计算表
(详见附表1、附表2)
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表3-7 组团近期热负荷计算表
表3-8 组团远期热负荷计算表
(详见韩城市总体规划)
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3.3.2 供热分区及热源布置
1.供热分区
地理位置上中心城区分为主城区(包括新型工业园区组团、道北新区组团、新城区组团、象山区组团、老城区组团)和芝川城区组团。
主城区以铁路为界分为南北两个分区。
南部分区包括新城区组团、象山区组团、老城区组团,远期供热负荷313.04MW。
北部分区包括新型工业园区组团、道北新区组团,远期供热负荷200.35MW;
芝川城区组团远期供热负荷51.35MW。
2.热源规划
考虑主城区热用户用热及切,故先建设新热源厂,满足当前需求,最终利用大唐二电厂热源,区域锅炉房作调峰热源,如果大唐二电厂热力管网无法敷设到主城区,本次可研也做了考虑,根据负荷发展,通过热源厂二期、三期建设,可满足整个韩城远期采暖需求。该热源分期建设容量为:一期设计规模为2×116MW,可满足主城区现状热负荷需要;二期增加2×116MW;三期增加1×116MW,总规模为5×116MW。分期负荷及热源分期建设情况见表3-8。
表3-9 分期负荷及热源分期建设表
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城市北部地区,近期可由南区热源供热,随着城市发展可逐步根据热负荷发展情况建设新热源厂,并逐步引进韩城第二热电厂电厂余热。
芝川城区组团由于受地理位置影响,可根据城市发展单独建立热源厂。
3.4 供热介质
3.4.1介质选择
根据《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010),对民用建筑物采暖、通风、空调及生活热水热负荷供热的城市热力网应采用水作供热介质。本设计中,城市集中供热主要用于建筑采暖,应选用热水作为热媒。
热水作为热媒与蒸汽作热媒相比,主要有以下优点:
(1)热水供热系统的热能利用效率高。由于在热水供热系统中中,没有凝结水和蒸汽泄露,以及二次蒸汽的热损失,因而热能利用率比蒸汽供热系统好,实践证明,一般可节约燃料20%-40%。
(2)以水作为热媒用于供暖系统时,可以改变供水温度来进行供热调节(质调节),既能减少热网损失,又能较好的满足卫生要求。
(3)热水供热系统的蓄热能力高,由于系统中水量多,水的比热大,因此,在水力工况和热力工况短时间失调时,也不会引起供暖工况的很大变动。
(4)热水供热系统可以远距离输送,供热半径大。
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3.4.2 供热参数
根据《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010),热水供热管网最佳设计供、回水温度,应结合具体工程条件,考虑热源、供热管线、热用户系统等方面的因素,进行技术经济比较确定。以热电厂或大型区域锅炉房为热源时,设计供水温度可取110℃-150℃,回水温度不应高于70℃。
根据城市供热情况,热源热近期设计供水温度110℃,回水温度70℃;远期随着供热规模的扩大,进一步提高运行温差,设计供水温度130℃,回水温度70℃。
用户侧供回水温度应满足用户末端装置对供热参数的要求,散热器采暖系统一般为85℃/60℃,地板辐射采暖系统一般为50℃/40℃
3.4.3年热负荷
1. 气象参数
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)没有给出韩城市的室外空气参数计算数据,相应的气象参数按西安市数据计算。
2. 年耗热量计算
aQh?0.0864NQhti?ta (3-1) ti?to.h
式中:
a—采暖全年耗热量,GJ; Qh
N —计算采暖期天数,d;
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Qh—采暖设计热负荷,kW; ti —室内计算温度,℃; ta —采暖期室外平均温度,℃; to。h —采暖期室外计算温度,℃。
本设计总热负荷为480.23MW,远期总热负荷为1293.80MW;参照西安地区,N =120d,ti =18℃,ta =1.5℃,to。h =-3.4℃。计算得到近期年耗热量为3199140GJ,远期为8618884GJ。 3.4.4热负荷延续时间图
热负荷延续时间图根据当地温频数和设计热负荷绘制,由于韩城市没有典型气象年的统计数据,采用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》(2005)中西安的气象数据资料绘制。
表3-9 室外气温频率表
表3-10 不同室外气温下的负荷比率
根据表3-9和表3-10绘制的延续时间图见附图2。
3.5 供热调节
3.5.1 供热调节方式
供热调节是指当热负荷发生变化时,为实现按需供热,而对供热系统的流量、供水温度等进行的调节。热水供热系统的热用户,主要
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有供暖、通风、热水供应和生产工艺用热系统等。这些用热系统的热负荷并不是恒定的,如供暖通风热负荷随室外气温变化,热水供应和生产工艺随使用条件等因素而不断变化。为了保证供热质量,满足使用要求,并使热能制备和输送经济合理,就要对热水供应系统进行供热调节。
在供暖系统中,通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律,作为供热调节的依据。供热调节的目的,在于使供暖用户的散热设备的散热量与用户热负荷的变化规律相适应,以防止供暖热用户出现室温过高或过低。
根据供热调节地点不同,供热调节可分为集中调节、局部调节和个体调节三种调节方式。集中调节在热源处进行调节,局部调节在热力站或用户人口处进行调节,而个体调节直接在散热设备(如散热器、暖风机、换热器等)处进行调节,如分户计量供热系统的用户自主调节。
集中供热调节容易实施,运行管理方便,是最主要的供热调节方法。但即使对只有单一供暖热负荷的供热系统,也往往需要对个别热力站或用户进行局部调节,调整用户的用热量。对有多种热负荷的热水供热系统,通常根据供暖热负荷进行集中供热调节,而对于其他热负荷(如热水供应、通风等热负荷),由于其变化规律不同于供暖热负荷,则需要在热力站或用户处配以局部调节,以满足其要求。对多种热用户的供热调节,通常也称为供热综合调节。对于分户计量的供暖系统,用户根据自己的需要进行个体调节,热源根据用户及室外气
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温的变化进行被动的集中运行调节。
集中供热调节的方法,主要有下列几种:
(1)量调节:改变网路的循环水量(很少单独使用);
(2)质调节:改变网路的供水温度;
(3)分阶段改变流量的质调节;
(4)间歇调节:改变每天供暖小时数;
(5)质量—流量调节:同时改变网路供水温度和流量。
3.5.2 供热调节曲线
本次设计热用户与热源之间采取间接连接方式。供热调节曲线应按间接连接方式绘制。
1. 供热参数
(1)一次管网:近期110℃/70℃,远期130℃/70℃。
(2)二次管网:散热器采暖系统85℃/60℃,地板辐射采暖系统50℃/40℃。
2. 二次管网调节曲线
对于散热器采暖系统,供、回水调节曲线如下:
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1?b?0.5?t?j?18?54.50.77?12.5 (3-2) ?0.5?t?j?18?54.50.77?12.5 (3-3) ?th?tn??ts
对于地板辐射采暖系统,供、回水调节曲线如下:
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1
1?b?0.5?t?j?18?270.77?5 (3-4) ?0.5?t?j?18?270.77?5 (3-5) ?th?tn??ts
3. 一次管网调节曲线
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(1)质调节
供、回水调节曲线如下:
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近期:
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?2??1?60 (2)质量—流量调节 供、回水调节曲线如下:
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