热 网 计 算 原 理 与 方 法 2013.2.25,引 言,一.课程学习主要内容 基础: 线性代数 概率论 流体力学 工程热力学 传热学 供热工程 学习 比较复杂供热系统的设计理论 供热供热管网的设计计算原理与方法 集中供热的新技术,一.课程学习主要内容,主要内容有： 1. 有多种热负荷供热管网的设计方法。 2. 热水供应热用户的系统型式，基于概率论的计算热水供应系统流量的原理和方法。 3. 基于图论的矩阵方程计算多热源、环型供热管网的水力计算原理与方法。 4. 空间供热管网的概念 ，特别是用于解决事故工况下不对称供热管网的水力工况计算。,二.学习本课程的目的,目的： 1. 学习用理论知识解决大型复杂供热管网的计算问题。 2. 借鉴解决比较复杂的供热技术的思路和技巧，用于 解决其他技术问题。 3. 培养活学活用基础知识和数学理论，解决和分析专业技术问题的能力。,三. 学时数及主要参考书,课堂时数：18学时 主要参考书目： 1. 苏E.R.索柯洛夫热化与热力网机械工业出版社1988 2. 苏A.A. 约宁 供热学中国建筑工业出版社1986 3. 石兆玉流体网络分析与综合 清华大学热能工程系1993 4.传热学,三. 学时数及主要参考书,5. 2.04.0786 1988 6. 41-02-2003 . .2004 7.CJJ34-2010城市供热管网设计规范 北京: 中国建筑工业出版社 2010. 8 . . .T. 1980.,三. 学时数及主要参考书,8. .1965. 9.贺平, 孙刚.供热工程. 中国建筑工业出社.2008. 10.石兆玉供热系统运行调节与控制清华大学出版社 1998.,1.1.1按热源分类,1.热电厂供热系统 2.区域锅炉房供热系统 3.利用其他能源的供热系统,第1章 集中供热系统 1.1 集中供热系统的分类及其主要特点,3.利用其他能源的供热系统,(1)地热供热系统 (2)工业余热供热系统 (3)垃圾焚烧厂供热系统 (4)核能热电厂供热系统,1.1.2按供热管网分类及其主要特点,供热介质不同：热水供热系统 蒸汽供热系统 1.1.2.1 开式与闭式系统 供热介质利用不同：闭式系统 开式系统 (1)闭式系统,闭式热水供热系统,1.1.2.1 开式与闭式系统,1.1.2.1 开式与闭式系统,（2）开式系统,开式热水供热系统,开式热水供热系统的优缺点, 开式系统的优点 1） 降低热电厂为热源时汽轮机的抽汽压力， 充分发挥和提高热电厂的效能。,1.1.2.1 开式与闭式系统,1.1.2.1 开式与闭式系统,2) 用户处无换热设备 3) 供热管网管径减少 4) 系统简单，节省投资 5) 使用年限长 管道腐蚀轻、结垢少。,开式系统的缺点,1）热水供应用户水质难以保证 2)热源水处理费用大 3)难于发现供热管网泄漏之处 4)运行工况比较复杂、供热调节影响因素多 5)供热管网夏季热损失大 6）管理较复杂,1.1.2.1 开式与闭式系统,（2）开式系统的适用场合,开式系统适宜用在： 1）水质较好，所需水处理费用较低的地方； 2）要求供热管网建设周期短、紧缩投资的场合。,1.1.2.1 开式与闭式系统,1.1.2.2不同管道制式的供热管网 1.单管制供热管网传统式,单管制热水供热管网,1.单管制供热管网新式,新式单管制 供水管和回水管合一。,2双管制供热管网,一供一回 总管数 管理简单，节省投资。用于热负荷种类较少的供热系统。 主要制式。,蒸汽供热管网的单管制与双管制的定义与热水供热管网不同： 1. 蒸汽管的制式与有无凝结水管无关。 2. 与蒸汽管道的根数无关。 蒸汽供热管网： 单制式 、双制式 更严格,3多管制供热管网,多管制供热管网,多管制的应用有两种情况： 1）适应多种热负荷 2) 提高可靠性 如采用三管制（两供一回或一供两回） 供热管网，当一根管道（无论供水或回水管）损坏时，由互为备用的另两根管道组成循环系统，担当部分热负荷，进入事故状态运行。,1.2.3.枝状供热管网与环状供热管网,1.枝状供热管网 大部分供热管网的型式。 （1）普通型（无连通管） （2）带连通管型 连通枝状管网末端； 连通不同区域的管网,单连通管,双连通管,有连通管的枝状管网 单连通管 双连通管,2. 环型供热管网 干线构成环形称为环型供热管网。干线构成环形，,环型供热管网,环型供热管网： 提高可靠性 提高经济性 提高系统水力稳定性 水力计算和水力工况分析复杂 增加投资。,1.1.3按供热管网与热用户的连接方式分类,1按采暖用户与供热管网的连接方式分 ）直接连接方式 ）间接连接方式 2.按热水供应系统与采暖系统的连接关系分 1）非关联系统 2) 关联系统,1.2 几种非常规能源的集中供热系统,1.2.1、地热供热系统 1.2.1.1地热的应用情况 地热供热系统是利用地球深处的、可再生能源。 熔融岩浆 放射性物质衰变， 随地下水循环，形成地热带。 清洁、绿色能源。,按温度开发利用的目的不同，地热资源可分为： 高温（t150） 中温（90t150） 低温（t90） 地热能的利用主要分为两种方式: 地热发电 直接利用 地热发电 高温地热资源 直接利用 中低温地热资源 。 。,地热供热系统,到2005年，林甸县城内完成地热井8眼，地热供 暖面积达到64万平方米，全面解决县城居民生活用 热水，使县城首先变成无烟城；到2015年，在全县8 个乡镇，开凿8眼地热井，对居民居住集中的地区进 行地热集中供暖供热，供暖面积达增加建成8个无烟 乡镇示范区。,地热用于供热的形式取决于热水资源：水温、水质、地热田的埋深等。分为：,与热泵结合,1.2.1.1几种应用地热的系统型式,1.直连连接地热利用系统型式,有调峰热源、无回灌的直接连接地热系统 型式,2. 间接连接地热利用系统型式 （）无调峰热源的间接连接系统,a) 全部利用地热能,a) 全部利用地热能,地热水温度较低 ，采暖用户采用地板辐射采暖 第一级板式换热器加热采暖系统的回水 第二级热泵系统加热采暖系统的回水。 热泵蒸发器侧额定温降不能太大，采用多级热泵。 由于地热水有腐蚀性，地热水不直接进入热泵机组。,b) 地热井与 锅炉并联,1.2.2 工业余热力利用与供热,工业余热 工艺余热 产品余热 液态余热 固态余热 气态余热,水泥厂 石化炼油厂 炼钢铁厂 玻璃厂,水泥厂余热发电及供热系统 1- 冷却水塔； 2-凝汽器；3汽轮机；4-余热锅炉；5-水泥熟料冷却机；6-水泥窑；7-原料预热器；8-余热锅炉；9-供热系统汽-水换热器,工业余热的利用有广阔应用前景前景,纯低温余热发电与 供热能力,回收利用的是水泥生产线烟气余热后，余热锅炉的入口烟气温度为400，出口温度为160， 余热发电 电量可满足水泥厂生产用电的1/31/4，可使水泥生产综合电耗降低30%以上，极大的降低高温烟气的 对大气环境 的热污染。 如国内某水泥厂拥有两条日产2500吨的水泥生产线，目前余热发电机组的发电能力为2 4.5MW，若严寒期停止余热发电、加上其他余热，将可实现几十万平方米的区域供热。,利用 炼化厂的工业余热 某热力公司用炼化厂的工业余热供热面积达52万m2,