地源热泵设计方案.docx

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1、第一章 概述11.1工程概况51.1.1项目名称51.1.2项目建设单位及法人代表51.1.3项目投标单位51.1.4工程设计规模51.1.6工程总投资及主要经济指标51.2编制依据、范围、年限和原则61.2.1 编制依据61.2.2 编制范围71.2.3 编制年限71.2.4 编制原则71.3 城镇概况81.3.1地理位置81.3.2历史沿革81.3.3城镇性质91.3.4人口规模101.3.5经济状况101.3.6自然条件111.3.7工程地质及地震设防烈度121.3.8镇区概况12第二章工程建设的必要性142.1镇区供热现状14第三章供热规划及热负荷163.1 镇区供热总体规划163.1

2、.1镇区建筑采暖面积统计及说明 163.1.2建筑采暖面积规划163.2镇区热负荷计算163.2.1计算说明16第四章 工程项目方案的可行性论证184.1镇区供暖方式论证184.1.1供热方案184.1.2 方案比较184.1.3 方案的讨论与比选194.1.4 供热介质194.3 热源方案及选型194.3.1 新型供暖方式-地源热泵系统194.3.2热源配置方案的确定214.3.2 选型224.4锅炉房设计技术经济指标表224.5热力网敷设方案234.5.1热力网敷设方式234.5.2管道保温材料及外保护壳的选定24第五章 工程设计265.1 设备265.1.1热泵机组型号及技术参数265.

3、2设备平面布置265.2.1热泵机房工艺布置265.3供热系统265.3.1供热系统及参数265.3.2供热系统定压方式275.3.3供热系统控制方式275.3.4供热调节及尖峰热负荷的保证275.4化学水处理285.4.1 水源与水质 285.4.2水处理系统285.5循环水系统设备选型295.5.1循环水泵选型295.5.2补水定压设备选型305.6给、排水及消防系统305.6.1 水源305.6.2供水系统315.6.3排水系统315.6.4消防系统315.7监控系统315.7.1系统总体控制要求315.7.2控制方案及系统功能概述325.7.3模拟量输入点335.7.4报警系统功能34

4、5.8电气系统355.9噪声控制及安全劳保措施375.10主要设备汇总表375.11 土建工程395.11.1 机房395.11.3结构专业说明39第六章投资估算及经济评价41第一章 概述1.1工程概况1.1.1项目名称墨玉县集中供热热源改造设计方案1.1.2项目建设单位及法人代表（1）项目建设单位：墨玉县热力公司（2）法人代表：刘江伟1.1.3项目投标单位中国市政工程中南设计研究院1.1.4工程设计规模（1）热源设备：新增两台环保型高温热泵机组，单台供热量957KW（2）热原机房：1座1.1.5项目建设主要内容（1）热源新增两台环保型高温热泵机组，供热量957KW。（3）热源机房新建热源机房

5、1座.1.1.6工程总投资及主要经济指标序号指标数值1建设项目总投资1273.99万元2热负荷最大热负荷1. 6 MW平均热负荷1.15MW3最大供热半径1000m供热总面积(建筑面积)2万m29年节约标准煤3961 吨1.2.1 编制依据文件及协议1. 市政工程编制深度要求和建筑工程编制深度要求；2. 墨玉县提出的招标文件；规范及标准1. 市政公用工程设计文件编制深度规定；2. 民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JGJ 26-95)；3. 公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)；4. 地源热泵系统设计规范；5. 城市热力网设计规范(CJJ34-2002)；6. 城镇直埋供热

6、管道工程技术规程(CJJ/T81-98)；7. 城镇供热管网结构设计规范(CJJ105-2005)。8. 热水锅炉安全技术监察规程；9. 锅炉大气污染物排放国家标准(GB13271-2001)；10. 空气环境质量标准(GB3095-1996)；11. 污水综合排放标准(GB8978-1996)；12. 城市区域环境噪音标准(GB3096-1993)；13. 建筑设计防火规范(GB50016-2006)；1.2.2 编制范围(1) 新建的热源(2) 新建的机房1.2.3 编制年限(1)近期规划年限：二零二零一五年；1.2.4 编制原则根据国家制定的集中供暖工程建设方针，本设计遵循以下原则：(1

7、) 集中供热、节约能源、改善环境。(2) 提供优质的设计方案、降低工程造价、缩短建设周期；创造良好的经济效益和社会效益。根据以上原则，本设计采取以下具体措施：(a)结合目前供热状况及实际发展情况，确定热源规模。(b)采用成熟的工艺流程，积极采用新技术和新措施，达到经济合 理、安全可靠。1.3 城镇概况1.3.1地理位置墨玉县位于昆仑山北麓，塔里木盆地西南部，喀拉喀什河西岸。 东以喀拉喀什河为界与和田县、洛浦县相望，西临戈壁与皮山县接壤， 南抵喀喇昆仑山北麓，北入塔克拉玛干大沙漠与阿瓦提县相邻。县城 喀拉喀什镇距乌鲁木齐公路里程1535千米。总面积25788.86平方千 米，总人口 429160

8、人（2003年）。有维吾尔、汉、回、哈萨克等民 族。1.3.2历史沿革1919年置墨玉县，因喀拉喀什河而得名。喀拉喀什系维吾尔语， 黑玉、墨玉之意。钦定皇舆西域图志作哈喇哈什，新疆识略作 哈拉哈什。西域同文志释：“哈喇，黑色，河中多产黑玉，故名。” 自西汉以来均属古于阗。乾隆二十七年（1862年）设喀什噶尔参赞 大臣一员总理南疆八城，和田是八城之一，喀拉喀什是和田的属城。 光绪九年（1883年）设和阗直隶州，喀拉喀什隶和阗直隶州。民国2 年（1913年）和阗直隶州本州改置和阗县，含今和田、墨玉两县一 市范围。1919年从喀拉喀什河以西析置墨玉县，喀拉喀什为县治。 隶喀什噶尔道。1920年改隶和

9、阗道，后属和阗行政区。在抗日战争 时期，党中央先后派遣两名共产党员来墨玉工作。他们在墨玉人民群 众中进行抗日宣传，传播马列主义。他们在减轻税收、集资兴办水利， 收养孤儿等方面给人民作了许多好事，在各族人民心中留下了深刻的 印象。1949年9月25日新疆和平解放，12月底中国人民解放军二 军五师十五团派遣军代表杨世麟等人来到墨玉接管了政权，受到全县 各族人民热烈欢迎。从此掀开墨玉历史上新的一页。1950年属和阗 专区，1977年属和田地区。1.3.3城镇性质墨玉县早期种植业无玉米。2000多年前，墨玉就有比较发达的 种植业。粮食作物以小麦、玉米、水稻为主。蚕桑生产已有1700年 历史。1959年

10、蚕茧产量481吨，居新疆维吾尔自治区首位。棉花 生产早在6世纪梁书中已有记载，是我国最早植棉地区之一， 是自治区重点植棉县。1959年棉花播种面积6.14万亩，总产535.2 万公斤，居和田地区首位，居自治区第五位。2004年棉花播种面积 已达到7.49万亩，总产量（皮棉）为8029吨。墨玉县1985年农业总产值7451.37万元，比1949年（1894.64 万元）增长3倍。粮食总产量1.94亿斤，比1949年增长3.8倍。 棉花（皮棉）总产量501 . 4万斤，比1949年增长3.2倍。蚕 茧47.54吨，比1949年增长3.5倍。牲畜总存栏数49.87万头 （只），比1949年增长2倍。

11、核桃、杏、葡萄、苹果发展很快， 是和田地区主要的园艺生产基地之一。全县拥有大中小型农业机械2103台。截止2004年，初步测 算国内生产总值达到83873万元，（其中：四十七团国内生产总值2027 万元）。比上年增长8.5%,其中:第一产业总产值47549万元，第二产 业总产值1136.775万元，第三产业总产值25066万元。全县林地面 积39.64万亩，其中经济林面积30.30万亩，占林地面积的76.43%。 年末牲畜存栏9376万头（只），肉产量11458吨，粮食总产22.77万 吨，棉花（皮棉）总产8029吨，蚕茧达到121吨，人均纯收入达到 1041.08 元。经济的繁荣，促进了文化

12、、教育、科技、卫生事业的发展。一批 美术、摄影作品曾参加了全国展出，有的在省以上刊物发表，其中美 术作品婚礼、玉龙喀什河畔获全国优秀奖。婚礼已被北京 民族文化宫收藏。文学作品有中短篇小说斯拉木赶巴扎金色， 维文诗集热爱故乡，歌剧有领工资那一天等。1.3.4人口规模墨玉县截止2001年底总人口 41.2万人（含兵团人口 4041人）， 居民以维吾尔族为主，其中维吾尔族40.6万人，占总人口的98.6%， 汉族人口 5504人，占总人口的1.33%，其它民族占总人口的0.037%。 全县辖1镇16个乡，即：喀拉喀什镇、阿克萨拉依乡、扎瓦乡、喀 尔赛乡、奎牙乡、普恰克其乡、托胡拉乡、吐外特乡、乌尔其

13、乡、喀 瓦克乡、阔依其乡、雅瓦乡、萨依巴格乡、加汗巴格乡、芒来乡、英 也尔乡、吐孜鲁克奥塔克乡，364个行政村，1631个村民小组，县境 内驻有兵团十四师47团场。1.3.5经济状况墨玉县1985年农业总产值7451.37万元，比1949年（1894.64万元）增长3倍。粮食总产量1.94亿斤，比1949年增长3.8倍。棉花（皮棉）总产量501 . 4万斤，比1949年增长3.2倍。蚕茧47.54吨，比1949年增长3.5倍。牲畜总存栏数49.87万头（只），比1949年增长2倍。核桃、杏、葡萄、苹果发展很 快，是和田地区主要的园艺生产基地之一。全县拥有大中小型农业机 械2103台。截止200

14、4年，初步测算国内生产总值达到83873万 元，（其中：四十七团国内生产总值2027万元）。比上年增长8.5%, 其中:第一产业总产值47549万元，第二产业总产值11285万元，第 三产业总产值25066万元。全县林地面积39.64万亩，其中经济林面 积30.30万亩，占林地面积的76.43%。年末牲畜存栏9376万头（只）， 肉产量11458吨，粮食总产22.77万吨，棉花（皮棉）总产8029吨， 蚕茧达到121吨，人均纯收入达到1041.08元。中华人民共和国成立前，墨玉县工业落后。只有几家规模很小的 手工作坊。经过50几年发展，从无到有，从小到大，已初具规模。 工业总产值从1978年的

15、399.57万元增长到1985年的731.15万 元。2004年工业总产值为4057.72万元，其中国有企业为425.90万 元；集体企业为846.90万元；私营企业为300.00万元；人体经营为 2484.92 万元。1.3.6自然条件1. 地形地貌墨玉县地势南高北低。地形分成三个地貌单元：南部为山腰起 伏势山区；中部为洪冲积扇平原，是主要的农业种植区；西北部是冲 积沙漠平原，生长着大面积原始胡杨林、红柳。全县有可耕地160万 亩（不包括生产建设兵团47团场）。有各类草场23.9万亩。境 内的乌鲁瓦提山、杜瓦山，系昆仑山支脉。境内有河流2条，干渠14 条，泉水5处，地面水资源12.18亿立方

16、米。2. 气象条件墨玉县的气候属暖温带干燥荒漠气候，四季分明，夏季炎热，干 燥少雨，春季升温快，秋季降温快，降水量稀少，光照充足，无霜期 长，昼夜温差大。年平均气温11.3C，1月平均气温-6.5C，7月平 均气温24.8C，极端最低气温-18.7C，年平均降水量为36-37毫米， 蒸发量2239毫米，无霜期177天，年日照时数为2655小时。3. 水文与水文地质境内有河流2条，干渠14条，泉水5处，地面水资源12.18 亿立方米。墨玉县属典型的灌溉型农区，年均从喀拉喀什河引水9-10 亿立方米，地下水储量达3亿立方米，可开采量2亿立方米，现有水 库7座，蓄水总量达5400万立方米。1.3.7

17、工程地质及地震设防烈度本区主要工程地质特征：地下水位高，地层湿度大，承载强度低； 春季道路翻浆严重，冻胀和盐胀现象较为突出;最大冻深为58cm ;地 下水含硫酸盐类，具有弱侵蚀性。2、抗震设防烈度该地区抗震设防烈度为7度。1.3.8镇区概况墨玉县总面积2.5万平方公里，其中山地占8.5%，平原绿洲占 5.9%,沙漠占85.6%。全县东西宽45-112.5公里，南北长319.5公里， 地势南高北低，海拔在1120-3600余米之间，地形分三个地貌单位： 南部为山腰起伏山区；中部为洪水冲积扇平原，是主要的农业种植区； 西北部是冲积沙漠平原，生长着大面积原始胡杨林、红柳。墨玉县是 和、墨、洛绿洲的一

18、部分。东以喀拉喀什河与和田县为界，西临戈壁 与皮山接壤，南低喀喇昆仑山麓，北入塔克拉玛干大沙漠与阿瓦提县 相邻，东西宽45 112.5公里，南北长319.5公里，总面积23098.5 平方公里。墨玉县辖1个镇、15个乡：喀拉卡什镇、喀尔赛乡、奎 牙乡、扎瓦乡、阿克萨拉依乡、乌尔其乡、托胡拉乡、萨依巴格乡、 加汗巴格乡、普恰克其乡、芒来乡、阔依其乡、雅瓦乡、吐外特乡、 英也尔乡、喀瓦克乡。县境内有兵团十四师四十七团场。县人民政府 驻喀拉喀什镇。1985年，全县已有普通中学15所，在校学生5720 名；小学232所，在校学生42991名，截止2004年全县有普通中 学24所，在校学生25187名；

19、小学186所，在校学生60410名。到2004年全县已有医院、卫生院18所，病床980张，专业卫 生技术人员1076名。科技方面，以农牧业为中心的科学技术网络已经形成。先后成立 县科学技术委员会、县科学协会、县农业技术推广站（农业科学研 究所）、试验站以及各乡农技站。墨玉县有供植物生长的优越光热条件和肥沃的土地。种植业、养 殖业、加工业都有广阔的前景。第二章工程建设的必要性2.1镇区供热现状县城冬季采暖以集中燃煤为主，供热方式基本上是以燃煤小火炉 供热，建筑物分布密度小，容积率极低，居民住宅以小火炉，火墙采 暖的平房居多或无供暖设施的楼房。设备利用率及能源利用率低，耗 能大，锅炉排放严重，对环

20、境影响大。经实地考察，县城供热在许多方面很不完善，没有统一设计和建 设热源区，供热能力小、热效率极低，仅能勉强满足现有供热面积的 需求居民住宅很大部分居民自建房。这些建筑部分为土灶烧煤，部分 为自有小锅炉供暖，烟囱低矮，烟尘较大。因此，无论是锅炉房烟囱， 还是平房烟囱，在冬季里都对镇区的污染很大，所造成的能耗也很大现有热网的覆盖面积很有限，镇区内目前仍有部分区域未纳入锅 炉供热范筹，故现有热网有待扩展。另外，镇区现有管网也存在很多 问题，一则因管网未随镇区的发展作相应的调整，只是随意在干管上 接支管，导致热力平衡严重失调，使冬季冷热不均情况很严重；二则 这些管道已使用数年之久，已很破旧，保温层

21、残破缺损，保温功效大 减，管网热损耗很大，连年事故不断，维持现有的供暖负荷已很勉强， 难以满足即将新增的供暖需求。2.2工程建设的作用和意义近几年随着西部大开发战略的实施及国家对新疆工作的侧重，新 疆城镇化建设取得突破性发展。各市、县及兵团各团场建设城镇、发 展城镇经济的积极性空前提高，新疆城镇化建设进入一个全面快速推进的时期。墨玉县现有人口比重较低、基础设施建设较为滞后、城镇化水平 不高，与自治区当前的战略部署和“自治区小城镇建设示范镇”的发 展态势很不相称。加快镇区发展显得非常迫切而重要，这不但是墨玉 县经济发展的需要，更是墨玉县社会稳定的需要。为改善墨玉县经济 社会发展状况，须重点改善水

22、利、交通、通信、生态、城镇等基础设 施条件，不断提高群众生活质量，进一步壮大墨玉县的实力，努力成 为和田市乃至自治区具有凝聚力和吸引力的中心城镇。另外，加快推 进城镇化建设，也是自治区“十五”时期的重要发展战略。加快城镇 基础设施建设，可以在较短时间内改善群众生产生活条件，打造二、 三产业的发展平台，促进产业和人口的聚集，增强凝聚力和吸引力，。自治区当前的发展态势和战略部署不仅对镇区的经济发展提出 了要求，也对镇区基础设施的发展提出了更为迫切的要求。集中供热 设施是城镇基础设施的重要组成部分，它是改善环境，消除小锅炉、 土灶所造成的环境污染的有效手段，对改善镇区面貌可以发挥非常有 益的效力，同

23、时也是提高能源利用率、减少能耗，提高经济效益、减 少经济支出的有效途径和重要手段。另外，它还可以满足镇区建筑业 发展所带来的供暖需求以及镇区居民改善生活环境和居住条件的现 实要求。因此，对镇区集中供热设施的更新和完善，具有重大而深远 的现实意义。因此，在县城实施集中供热工程，不仅势在必行，而且非常迫切。 它既符合居民的生活需求以及镇区的发展需要，也符合当前国家的节能和环保政策，所以意义重大而深远。第三章供热规划及热负荷3.1镇区供热总体规划3.1.1镇区建筑采暖面积统计及说明本次招标涉及采暖总面积为2万平方米，用地构成主要是居住、 行政办公等。3.1.2建筑采暖面积规划规划确定镇区近期建设，应

24、重点放在西侧居民点建设中，同时加 强绿地和生态环境建设，提高城镇防灾能力，设职工文化活动中心， 改造学校和市场，完善其功能。依上文所述，本次建筑采暖面积2万 m2，热指标取：居住75W/平方米，公建80W/平方米。因此本次集中供 热总负荷为1.6MW。3.2镇区热负荷计算3.2.1计算说明由前文所述已知，当地年采暖天数为112天，采暖小时数2688小 时，室外采暖设计温度为-10C，室内温度取18C。3.2.2热负荷计算(1) 近期：本工程最大热负荷为：(2x80)/102=1.6MW本工程平均热负荷为：1.6X(18+2.1) /(18+10)=1.15(MW)本工程最小热负荷为：1.6X(

25、 18-6) / (18+10) =0.7 (MW)年采暖平均利用小时数：(18+2.1) / (18+ 10)X2688= 1929(h)全年供热量：1.6X1929=3087MWh第四章工程项目方案的可行性论证4.1镇区供暖方式论证4.1.1供热方案现有区域采暖系统采用直接供暖方式。集中供热系统有两种供暖方式可选择：方案，直接供暖方式；方 案II，间接供暖方式。4.1.2 方案比较方案1：（1）技术可行性：本次设计采暖约2万平方米，区域面积不 大，地势高差较小，因此技术上是可行的。（2）特点：系统设置简单，但支管路多，要注意水力平衡问 题，不设热力站，减少设备和一次网投资，能适应发展 的负

26、荷需求。但是，因采用低温水直接输送，增加管道 热损失，与间接供热一次网相比，干管管径相对增大。方案II：（1）技术可行性：采暖区域的大小和形状对该方案的技术 可行性影响不大。（2）特点：一次水（加热水）影响运行的因素较少，有 利于锅炉安全运行，利用高温水输送热量，热损失较小， 相对于直接供热，一次管网的管径较小。 设热交换站，增加工程设备及管网投资和工作人员。 整体系统相对复杂一些。4.1.3 方案的讨论与比选本次设计区域，面积较小，区域不大，采用直接供热方式投资小， 建设快，故本次拟采用直接供热方式。4.1.4 供热介质根据规范C JJ34-2002，本工程采用高温热水作为热介质。热水温 度

27、为：供水温度95 C，回水温度75 C。4.3 热源方案及选型4.3.1 新型供暖方式地源热泵系统地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、 土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热 泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位 转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在 冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏 季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kW 的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉（电、燃料） 供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或7090%的燃料 内

28、能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之 二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的 热源温度全年较为稳定，一般为1025C，其制冷、制热系数可达 3.54.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用 为普通中央空调的5060%。因此，近十几年来，尤其是近五年来， 地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活 跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调 技术。地源热泵按照室外换热方式不同可分为三类：土壤埋盘管热泵系 统；地下水地源热泵系统；地表水地源热泵系统。根据

29、本项目地质构 造特点，空调和采暖系统冷热源可考虑采用地下水地源热泵系统。地下水源热泵是利用了地球浅层水源作为冷热源，进行能量转换 的供暖空调系统。地球表面水源和土壤是一个巨大的太阳能集热器， 收集了 47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。地下 水源热泵技术利用储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，为人们提 供供暖空调，当之无愧的成为可再生能源一种形式。而地下水源热 泵技术利用地下水的过程当中，不会引起区域性的地下水污染。实际 上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变 化，经回灌至地层水体后，不会造成对于原有水源的污染。可以说水 源热泵是一种清洁能源方式。地球浅层

30、水源的温度一年四季相对稳 定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵 热源和空调冷源。这种温度特性使得水源热泵的制冷、制热系数可达 3.5 5.5。地下水热泵系统机组核心部件主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和 节流阀组成：压缩机起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高 压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏；蒸发器是输出冷量的设备， 它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的 热量，达到制冷的目的；冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸收 的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走， 达到制热的目的；膨胀阀或节流阀对循环工质起到节流降压作用，并 调

31、节进入蒸发器的循环工质流量。地下水源热泵机组的能量转换，是利用其压缩机的作用，通过消耗一 定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热系统内循环的制冷剂的共 同作用下，由环境热源（地下水）中吸取较低温热能，然后转换为较 高温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热源输出。在此 因压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷 剂在不同的系统中产生的不同的变化状态和不同的效果（即蒸发吸热 和冷凝放热），从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的。 地源热泵机组除核心部件外还包括各种制冷管道配件和电器控制系 统等组成。地下水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、 水源水管系统和

32、阀门配件等组成。4.3.2热源配置方案的确定（1）配置方案热源总装机容量应为：Qb=1.6MW，并考虑预留供热余量，可制 订两种锅炉配置方案：方案I，配置1台2.1MW热水锅炉，使用总负荷：2.1MW。方案II，配置2台0.9Mw地源热泵机组，一用一备，夏季可兼顾公建办 公的空调源，使用总热负荷：1.8MW。两者相比，虽然方案II初次投资略高，但相差很小，而且，地 源热泵不必建设锅炉房、煤场等繁杂构建筑物，仅需100平方左右 机房便可，而且省去了浓烟滚滚的烟囱，属于典型的节能、环保的新 型清洁能源，利于县城乃至国家的可持续发展。两相比较，方案II 安全性、节能性、技术合理性均优于优于方案I。综

33、上所述，本次设计推荐选择方案II：配置2台7MW热水锅炉，并为远期预留扩建端。4.3.2选型（2）工作压力的确定根据县城目前供暖区域现状，设定热源定压达40m水柱；设定热 源额定工作压力为0.45MPa。（3）供、回水温度因采暖系统采用直接供暖方式，且现有建筑均已散热器供暖方式 居多，结合热泵机组出水温度，故确定供水温度为95C，回水温度 为 75C。（4）型号的确定性能参数：工作压力为0.45MPa，制热量957KW，制冷量824KW型号：SGHP1000H 型，二台；4.4锅炉房设计技术经济指标表各项技术指标的设计参数详见下表:序号名称单位设计指标备注1SGHP1000H 型热泵机组台22

34、机房建筑面积m2136.773电机容量安装容量KW514运行容量KW5144.5热力网敷设方案4.5.1热力网敷设方式(1) 热力网敷设方式及比较根据城区水文地质资料，热网的敷设可以采用两种方案：方案I, 地沟敷设；方案II，直埋敷设。对这两种方案的特点，讨论比较如 下：方案I：地沟敷设：管沟的挖方量、填方量都很大，再加上管沟的砌 筑量以及大量的预制盖板，使工程造价大大提高，施工期较 长。方案II：直埋敷设：虽在管道保温方面要求较高，使工程造价有所 提高，但因管沟的挖方量、填方量都较小，又减少了管沟的 砌筑量以及大量的预制盖板，使工程造价大大降低，故施工 简单且经济。(2) 补偿方式的确定随着

35、新理论和直埋供热管道生产技术的发展，无补偿直埋冷安装 方式得到越来越多的采用，新疆已有多家热力公司采用该方式敷设管 网。该方式将成为城市热网敷设的主要方式。因此，本工程不用地沟 敷设而采用目前国内外常用的直埋冷安装敷设方式。有补偿直埋方式的缺点是：1）设置大量的补偿器、补偿井和固定墩，投资较大。2）占地面积较大，施工不便3）补偿器是管道中的薄弱点，易发生泄漏、爆裂事故无补偿直埋方式的优点是：1）管网无需设置大量的固定墩和补偿器，节省投资。2）管网附件少，安全性高，事故率低。3）管网施工方便快捷。对城市交通和地上活动影响小。4）占地面积小，便于布置。（3）热力网敷设方式的确定综上所述本项目热网均

36、采用直埋无补偿冷安装方式。各种管径管 道的埋深须满足城镇直埋供热管道工程技术规程中第3.1.2规定。4.5.2管道保温材料及外保护壳的选定（1）保温材料的选定目前，直埋管道保温材料均采用聚氨酯硬质泡沫塑料，它的保温 效果较好，还具有一定的抗压强度。因此本工程中的热网管道均采用 聚氨酯硬质泡沫塑料。聚氨酯硬质泡沫塑料的技术参数：平均孔径：W0.5mm闭孔率：N88%密度：60kg/m3-80 kg/m3抗压强度：N0.3MPa 导热系数：50C W0.033W/MK耐温性能：120C (2)外保护壳的选定外保护壳一般有三种形式：硬聚氯乙烯保护壳(俗称黄夹克)；高密聚乙烯套筒保护壳；玻璃钢保护壳。

37、其中，硬聚氯乙烯保护 壳和高密聚乙烯套筒保护壳造价相近，玻璃钢保护壳造价较前两种保 护壳低约1015% ；在性能上，前两种保护壳较玻璃钢保护壳强度高、 耐久性较长，故使用寿命更长。综上所述，热网管道的外保护壳采用高密聚乙烯套筒保护壳。为保证保温层的制作质量，避免厚薄不匀、气泡空腔等现象，本 次工程所用直埋管道均采用成品保温管。要求满足高密度聚乙烯外 护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管(CJ/T114-200 )及高密度 聚乙烯外护管聚氨酯硬质泡沫塑料预制直埋保温管件(CJ/T155-2001)的行业标准。第五章工程设计5.1设备5.1.1热泵机组型号及技术参数由前文已知，热网采用直接供热方式，出

38、水温度为95C，进水温度为70C,工作压力为0.45MPa。根据以上性能参数，选定机组型号为：SGHP1000H 二台5.2设备平面布置5.2.1热泵机房工艺布置热泵机房内设有热泵机组、除砂器、软水器、循环水泵、补水泵、 软水箱等组成，采用单层布置，右侧为固定端，左侧为扩建端。具体布置详见机房设备平面图5.3供热系统5.3.1供热系统及参数根据选定的机组型号，出水温度tg=95C，回水温度th=70C，温 差25 C，直接给热用户供热。直接供热系统的原则系统图如下:95 C5.3.2供热系统定压方式从安全可靠性、运行管理的难易程度、设备复杂程度及可变更性 等各方面综合考虑，具有全自动变频调速补

39、水功能的锅炉定压装置可 以实现对目标值的自动跟踪，并能有效输出泄压信号或调整补水泵转 速，调节补水量，从而维持系统恒压点压力不变。设计采用此定压方 式。锅炉房的定压点，均设在循环水泵入口母管上（变频器调整）。 5.3.3供热系统控制方式本工程设置BCS控制系统，可通过键盘以操作员站的CRT为中心 对机组运行监视和控制，在操作人员监视和少量干预下自动完成锅 炉、热网的启动、停止、正常运行和异常工况处理。5.3.4供热调节及尖峰热负荷的保证本工程实施后，热源的总供热能力最终可达1.6MW，两台机组可 根据供暖变化分别进行启停，以节约能源和减少设备损耗。在供暖期 初期以及末期，室外温度高于采暖计算温

40、度，可仅启动一台机组，。 通过调节水泵，改变流量，进行供热调节；在供暖期中期，室外温度 达到采暖计算温度，锅炉房的两台锅炉全部满负荷投入运行，以最大 的流量和最高的温度将足够的热量送出，从而保证最冷时刻各热用户 的米暖需求。5.4化学水处理5.4.1水源与水质(1) 水源：附近道路上已有供水主干管，距离50m以内，能够满足新建机房的生产、生活及消防用水需求。(2) 要求水质：见下表水质分析表项 目检验结果项 目检验结果PH值7.92总硬度(碳酸钙)224.2mg/l硫酸盐80.7mg/l矿化度359mg/l硝酸盐20.3mg/l氯化物83.7mg/l(3)系统给水要求:12PH(25C)7，总

41、硬度 W0.6mmol/L，溶解氧 W0.1mg/L, 悬浮物W 5mg/L，含油量W 2mg/L。5.4.2水处理系统(1) 水处理计算 软化水量管网水补给率取2%，事故补水按循环水量1%的4倍考虑。补水水量Gb=7 X2X106X0.86X (1/25) X2%X 10-3=9.6 (t/h)全年补水总量 Gz=9.6X2342=22483.2 (t)2.2 (万吨)(2) 水处理设备选型随着工业技术的发展，目前国内应用的水处理方法中，自控式全 自动软化、除氧机组得到广泛使用。它不仅可以实现连续产水，并能 根据原水品质及软化水质的要求，按给定的程序使其出水品质达到预 定的标准。从而既减轻了

42、操作人员的工作量，更主要的是可以避免许 多人为的失误，有利于保证锅炉系统的正常运行。因此，本工程设计采用全自动软化、除氧机组，该机组将软化、 除氧两项功能经自控系统接续于一体，省略了软化水箱和除氧水泵。 故整个水处理系统只需设一个除氧水箱即可。为避免除氧水复氧，在 除氧水箱内布设“除氧水箱覆盖球”，并在水箱出水口处加装方孔滤 网，网孔应小于3X3cm。水箱容积按10min软化、除氧产水量确定， 故定为10 m3，其长X宽X高为2.0X1.5X3.5 m。根据以上计算结果，主要水处理设备的选型如下(1) 全自动软化水机组：PZY-YS-D型，一台，产水量：20 m3/h ；软水硬度：W0.03

43、mmol/L溶解氧含量：W0.05 mg/L(2) 除氧水箱：THSX-5型不锈钢拼装水箱，一个，长X宽X高：2.0X1.5X3.5=10.5 m35.5循环水系统设备选型5.5.1循环水泵选型(1)循环水泵流量热水锅炉水泵水量计算：G= 0. 86 x 1. 6 X 106X10-3X 1.2=55 (t/h)95 - 70按上式计算，单泵循环水流量：G=60 t/h(2) 循环水泵扬程P = 28 m水柱(详见热网部分)(3) 循环水泵选型为便于实现量调节，节约电能，循环水泵采用一炉一机，备用一 台的配置，共选用两台。型号：DFG65-160/2/7.5型流量：G=60m3/h，扬程：H=

44、32m转速：n=1450r/min， 电机功率：N=11KW5.5.2补水定压设备选型前文已确定，本设计采用变频补水定压装置。补水泵的流量由“事故补水水量”确定，扬程依据热网系统静水压线高度确定。补水定压设备的选型如下：补水泵：DFG40-200A/2/3型，二台，流量：10 m3/h，扬程：44 m转速：2900r/min，功率：5.5KW5.6给、排水及消防系统5.6.1水源附近道路上已有供水主干管，距离50m以内，能够满足新建机房 的生产、生活及消防用水需求。5.6.2供水系统机房的供水，由附近给水管网引DN100供水管，进站后分送各用 水系统。生活用水由自来水管上直接取用。锅炉房年用软

45、水2.2万吨，软化水设备的正、反洗用水及生产用原水0.17万吨。5.6.3排水系统机房排水主要有软化水设备的正、反洗用水，和生活污水等。5.6.4消防系统（1）消防水源县城新建供水管网的给水压力为0.3MPa，可以作为消防水源。（2）消防设施根据规范规定，机房属一、二级丁类建筑，可不设消火栓。另设5A2B干粉灭火器三具。（3）防火措施消防上除设置各种灭火设施外，设安全出入口，上部空间保证通 风良好。5.7监控系统5.7.1系统总体控制要求（1）系统硬件要求控制系统设1个工作站，具有独立组态和独立操作功能，可提高 监控系统的可用率。（2）系统结构根据工艺要求和现场实际情况，考虑今后系统扩充及联网

46、的需 要，计算机监控系统分为二级：现场控制级、过程控制级。 现场控制级现场控制级的设备包括:仪表设备（传感器、变送器、执行机构等）； 电气设备（仪表盘、控制柜等）；工艺设备以及其他辅助设备。现场 控制级是数据的直接提供和接受单元。 过程控制级过程控制级设备采用BCS5000 Mini型锅炉测控系统相关控制 器，完成实时数据的采集、储存、计算和回路控制、逻辑控制等。 控制器通过RS485总线向监控管理级传送数据，与现场控制级的各 类仪表进行通讯。由于过程控制级在整个监控系统中完成所有实时 数据的采集和控制任务，因此，作为整个监控系统的核心，过程控 制级是可靠性要求最高、速度要求最高、技术最复杂的一部分。5.7.2控制方案及系统功能概述（1）原则性控制方案概述对控制回路采用传统的调节方案并结合现场实际情况来完成。充分考虑到机组运行的安全性、可靠性。（2）系统功能概述操作员以CRT为中心对机组运行监视和控制，在操作人员 监视和少量干预下自动完成机组、热网的启动、停止