热力网设计（精选7篇）
热力网设计 篇1
一、工程实例
本工程为营口某小区室外管网工程的南区热力工程,设计范围为从南区换热站墙外1米到各个用户(单元)墙外1米的小区超低温水管网,南区热网的总采暖面积约19.1万平方米,其中低区系统采暖面积16.9万平方米(包括地下车库二、三的热风采暖面积约1.5万平方米),高区系统采暖面积约2.2万平方米。根据各单体建筑采暖图纸,室内均是按照两个采暖系统设计的(11层及以下为低区系统,12层及以上为高区系统,住宅商铺建筑是按照散热器采暖方式进行设计)。本小区热网是按照单体采暖图方案的两个采暖系统设计,征求甲方意见,地下车库二、三的热风采暖系统划分到低区系统内,换热站的设备选择应保证系统不超压,不汽化。小区热网的供回水设计参数为80℃/60℃,供回水温差20℃。
二、热力外网系统设计
本热网主干线及支线原则上采用无补偿直埋方式敷设,条件允许时采用Z(或L)型自然补偿(见设计平面图)。
当钢管管径≤150mm时,选用无缝钢管,材质为20#钢;当钢管管径>150mm时,选用螺旋焊接钢管,材质为Q235B。热水直埋管道保温采用聚氨酯外加高密度聚乙烯外护管。聚氨酯容重不小于60kg/m,泡沫闭孔率不小于90%,常压下,沸水中浸泡90分钟后,聚氨酯泡沫的吸水率不应大于10%。管道焊接要求按GB50236-98进行,管道上附件焊接应尽量避开原管道焊缝。外网管道变径采用同心变径,冲压弯头,所有分支三通采用跨越三通,当支管管径≥DN100时,出厂之前必须采取补强加固措施。三通、弯头和变径等管件采用预制保温管件,其质量符合《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/T155-2001)的要求。由于小区规划总图与建筑物单体图纸有误差,采暖进户支管的详细位置需要根据实际确定。热力入户井具体位置视现场实际情况而定,管道变径原则上设在分支后2.0m。热水管道坡度不小于0.002,覆土深度为-0.8m--1.3m。在管道高处放风、低处泄水,放风井、泄水井个数根据现场实际施工情况设置(或设在就近的阀门井内)。管道折角必须在管口两端对等打磨成坡口对焊成折角,折角保证小于5°以内,并采取肋板加强措施。有155°等多处的弯头采用工厂煨制保温弯头。阀门小室内的裸露管道施工完也必须做补口保温,外饰面可用环氧树脂和玻璃布、三油二布作法。
三、热力外网施工要求
系统打压指的是小区管网打压,不包括建筑物内采暖管道及设备打压。南区低区系统的室外热水管网工作压力为0.75MPa,(试验压力为工作压力的1.5倍),用试验压力打压,观察10分钟,如压力降不大于0.05MPa,再将压力降至工作压力0.75MPa,做检查处理,以不漏为合格;南区高区系统的室外热水管网工作压力为0.95MPa,(试验压力为工作压力的1.5倍),用试验压力打压,观察10分钟,如压力降不大于0.05MPa,再将压力降至工作压力0.95MPa,做检查处理,以不漏为合格;管道安装前必须逐根清管,当管内有明显脏物时,必须拉管清除。无明显脏物时,在管子起吊与地面成≥45°夹角时敲打管道,清除管内浮锈及杂物。每次施工收工前,必须将开口包扎好,避免误入杂物,对埋设管道加以重视。保温管道外保护层应保护好,如有损坏必须修复。
直埋管道的施工顺序:放线挖沟——操平铺底砂——下管——对口焊接——打压——补口——复砂——回填土夯实。每道工序必须验收合格后方可进行下道工序。横穿马路的供热干管,当管顶覆土厚度>0.9米时,需加混凝土套管,混凝土套管管径比钢管管径大二号,套管长度保证伸出路边外1米。管网在投入运行前必须先进行冲洗,用自来水冲洗,先冲洗主干管后冲洗支干管。管道冲洗由供水管、回水管分别逐一进行。冲洗前应在循环泵的入口接入临时水源,其水量应尽可能保证管内不小于1m/s的流速。冲洗时应从循环泵出口起向前推进,首先将换热站内的供回水管临时接通,然后关闭最近(距换热站)的分支阀门井内供水管,打开其阀门前的排污管阀门,引出软管排向附近雨水管道,直至放出水清净为止,关闭此排污阀,打开分支阀向下一个分支阀推进,重复上述过程,周而复始,直至最远热力入户井。将热力入户井内的供回水管临时接通,由回水管返向换热站方向流动,关闭距该换热站最远的分支阀井中的回水管分支阀,打开该阀前的排污管阀门,按供水管冲洗过程逐个向换热站冲洗推进,直至到换热站排净为止。恢复正常运行状态,冲洗完成。
四、注意事项和存在问题
1.采暖管道施工时严格要求施工的焊接质量,要求所有用于地下的混凝土墩、井室及砂浆均采用防水外加剂,型号为LJ144-Ⅲ混凝土泵送型外加剂(辽宁省建设科学研究院研制或其他单位),外加剂用量为水泥用量的1.8%。预制管接头焊接补口后的高密度聚乙烯外护层的密封要求按以下进行:热水管道的补口外护套(高密度聚乙烯套)两头采用电阻丝热熔法压紧施工,并采用100%的0.02MPa气压试验。
2.在进行水压试验合格后,固定焊口要求抽检8%以及转动焊口要求抽检4%进行X射线探伤检测,X射线探伤以符合GB/T3323规定的Ⅲ级标准为合格。
摘要：本文结合某小区供热外网的工程实例,介绍了热力外网系统的设计情况,并对在该设计过程中所遇到的问题进行深入探讨。
关键词：供热系统,热力外网,设计施工
热力网设计 篇2
一．
教材分析 1． 教材的地位和作用
本节教学内容选自普通高中课程标准实验教科书（人教版）《地理》（必修1）第二章第一节“冷热不均引起的大气运动”，是“大气运动”这个重要内容的开篇和基础性的内容。
地球上的大气这一单元各部分内容前后之间的关联性很强，热力环流的形成过程是本单元的基础，也是理解大气运动的突破口，后面大气的水平运动、气压带和风带的形成都是热力环流的具体体现，所以热力环流垫定了整个章节的基础。
2． 教学重难点
（1）
地表冷热不均造成热力环流的形成过程。
（2）
热力环流的动态过程引起的等压面的弯曲方向。
（3）
运用热力环流原理分析绘制山谷风、海陆风、城郊环流形成。二．
学生分析
新课程改革中高中地理教材比较强调知识的应用，尽管现在高一学生的地理基础在现有加强初中地理教育的前提下比以前学生有所提高，但部分学生空间想象力较差。而本节的重难点都集中在对热力环流的理解和运用上，课堂上教师运用书上插图、多媒体、板图，并结合课前学生已有必备的相关知识技能基础，如大气压强与高度的关系，物体的热胀冷缩性质，太阳辐射的纬度分布不均等，对相应知识进行讲解。
三．
教学目标 1．知识与技能
掌握热力环流的形成原理,并且能够用事实解释自然界中的热力环流。2．过程与方法 本课遵循由问题→媒体演示获得感性认识→分析推理运动过程→归纳概括运动规律（理性认识）→应用规律解决实际问题的教学主线，在此过程中进一步培养学生用分析、推理、归纳等方法学习地理知识。
3．情感、态度与价值观
（1）激发学生亲自探究地理问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度。（2）通过对海陆风、山谷风、城市风等问题的探讨，将所学知识运用于实际，服务于社会。
四．
教学媒体
多媒体教学设备制作Flash动画和幻灯片，弥补学生空间想象力不足的缺陷 五．
教学方法
1、实验教学法：通过实验演示，获得知识，验证结果。
2、图式教学法：学生绘图、析图。
3、探究式教学法：通过创设问题情境，学生自主学习、讨论、探究，并因此获得发展。
4、情境教学法：创设情景，激起学生的求知欲。
5、比较法：通过对海陆风、山谷风的比较，让本节知识实际化。六．
设计思想
高中地理课程注重与实际相结合，要求学生在分析地理事实的基础上，逐步学会运用基本的原理探究地理过程、地理成因以及地理规律等。
地面冷热不均而引起大气的运动可采用多媒体展示和直观图示法进行教学。1．多媒体展示热力环流的形成过程。
2．按照水平方向上冷热不均—→大气垂直运动（空气受热膨胀上升或空气冷却收缩下沉）—→同一水平面上空气密度分布不均—→水平方向上气压差异—→大气水平运动这一线索，边讲边画热力环流基本模式图。
3．归纳总结热力环流过程中气压分布与气流分布之间的关系。
4．实践探索：展示一组海陆间、城郊间、山谷间的图片，启发学生依据热力环流的模式，熟练绘出各种热力环流图，进一步明确冷热不均是引起大气运动的根本原因，大气先有垂直运动后有水平运动。
在教学过程中，教师设计了一些由浅入深的问题，并联系学生身边的一些现象，并借助于现代化多媒体计算机技术，把抽象的大气运动具体、生动、形象地表现出来，便于学生认识发展过程的实现，引导学生积极主动地参与到教学中来，积极主动地获取知识。这样不仅激发学生的学习兴趣，提高学生学习欲望，而且还可以实现培养学生探索知识、发展能力的目标。
七．
课型 新课
八．
课时安排 1课时 九． 教学过程
（一）引入 ：复习．复习大气受热过程
出示图文,提问: 1．白天和夜晚的云层对地面的气温有什么影响？ 2．在寒冬，为什么人造烟雾能起到防御霜冻的作用 春暖花开，大家都喜欢到野外放风筝。为什么人们会选在春天放风筝？ 【设计意图】用简单的生活现象引起学生兴趣，使学生对空气受热上升形成感知。
（二）热力环流的形成过程。1．介绍大气运动的有关内容提问:（1）.大气运动的能量来源于哪里？（2）.引起大气运动的根本原因是什么？ 学生自学课文第29页,思考并回答问题
2、小组合作完成烟雾飘动的实验
实验演示：在教室门口点燃蚊香，让学生观察其烟雾的飘向，并分析原因。小结:以上实验表明，由于中间和四周受热不均而形成的热力环流现象。那么，大气受热不均匀又会出现什么现象呢？大气运动情况到底是怎样的呢？
【设计意图】让学生观察到烟雾的飘动，通过探究实验激发学生的好奇心和探讨问题的兴趣。
3、引导学生分析热力环流的形成过程 问题（1）、气压值的大小与那些因素有关？
（2）、物体受热或受冷后，体积怎样变，密度怎样变？
（3）、大气上升后近地面和高空大气的密度和原来相比有什么变化？如果受冷呢？（4）、密度变化后，原来同一平面的气压会怎样变化？（5）、同一水平面气压变化后对大气的运动有什么影响? 当地面受热均匀时，大气受热均匀空气相对稳定；空气受热不均时大气产生运动。空气受热膨胀上升，空气受冷收缩下沉，形成垂直运动。空气受热上升时，近地面密度变小，形成低气压，高空密度变大，形成高气压；空气遇冷下沉，近地面密度变大，形成高气压，高空密度变小，形成低气压。在水平方向，大气由高压向低压运动。水平运动和垂直运动形成环流圈。
总结过程：
冷热不均→垂直运动→同一水平面气压变化→水平运动
总结：地表冷热差异就会形成环流，冷热不均是大气运动的根本原因。
问题；太阳辐射能在地球上纬度分布不均，高低纬度之间存在温度差异，大气会怎样运动呢
【设计意图】从复习物理学科相关原理开始，引导学生理解热力作用与运动的关系，把环流形成的过程通过问题进行分解，通过多媒体展示，加强学生的理解，再进行过程总结；提出问题为以后讲气压带风带的形成做好铺垫
4．读图分析，加强理解
（1）、学生比较A B 两地气压值的大小（2）、合作探究，学生讨论绘制等压面，展示讲解得出规律（3）、读图总结，得出结论
①、近地面受冷形成高压，受热形成低压，高空与地面的气压状况相反。②、等压面高压向上弯，低压向下弯
③、水平方向大气由高压向低压运动，高空和地面风向相反
小结:无论是高空还是在低空，同一水平面而言，等压面凸起的地方是高压，等压面下凹的地方是低压。而在垂直方向上，高空的高压也比低空的低气压数值小，气压低
【设计意图】让学生在探索中掌握知识，突破难点，通过读图回顾强化理解，形成完整的知识体系，有利于学生掌握学科方法，形成技能。
（三）热力环流的实际应用
热力环流是一种常见的自然现象，地表存在冷热差异，就会形成环流。（1）、海陆风的形成
结合问题学生探讨理解海陆热力环流 问题：
1、白天陆地与海洋的温度有何差异？气压呢？大气如何运动？
2、夜晚海陆间的大气运动状况
3、海陆风形成的根本原因是什么？
4、海陆风对海滨地区的气温有什么调节作用？（2）、拓展提高
城市和郊区之间的热力环流，山谷风的形成（原因，影响）【设计意图】培养学生解决实际问题的能力 十．
课堂小结
太阳辐射→冷热不均（热力）→垂直运动→水平运动（环流）十一． 布置作业
课后实践活动观察锅中水烧开时，如何流动。十二． 板书设计
2．1 冷热不均引起的大气运动 二．热力环流 1．概念
2.形成过程
太阳辐射→
地面冷热不均→ 大气的垂直运动→ 同一水平面气压差异→（能量来源）
（上升和下沉运动）
大气水平运动→热力环流 3.实例
（1）热岛效应
（2）海陆风
（3）山谷风 十三．教学反思
本课采取多媒体、图示分析法将教材的知识情景化、直观化，并以各知识点为线索，通过设计问题将知识逐步联系和展开，培养学生分析问题、解决问题的能力。
热力环流是重点也是难点，学生虽然整体水平比较高，可对于地理这门在初中被忽略的学科，学生基础相对比较薄弱，因此，若想落实学生自主探究的新课标思想，有一定的难度，本人便采用播放录像，给学生有一定的知识储备，便于接下来自主探究的顺利开展，并在课前发了自主学习的相关指导和思路途径，使学生更能有的放矢，避免造成不知所为，无从下手。另外，该年龄段的学生空间想象能力还有待加强，考虑到这点，本人将图片和动画从课本的二维平面转换成三维图，这能帮助学生建立空间概念，更好地理解热力环流。
在学完热力环流的基本原理和过程后，让学生学以致用，运用所学知识，分析海陆风、城市风、山谷风，并作简图，学生知识会掌握得更深刻、牢固。
本节课的教学设计是想充分调动学生的感官进行听、说、读、写，引导他们通过小组探讨交流合作，自主学习，但由于学生平时都比较习惯在老师的引导下被动接受知识，对于这样几乎完全靠自己的课，还不是非常适应，学生口头表达能力也相对比较薄弱。画热力环流简单示意图，有部分学生还是知其然，不知其所以然地依葫芦画瓢。因此，如果让学生更好地自主学习，这还待探讨和深究。
从学生的生活经验和已有的知识出发，创设情景，引导学生开展观察、分析图、思考、讨论等活动，通过学生活动掌握基本的地理知识和技能，地理思想和方法，获得广泛的地理经验。上课初始，采用对比差异产生的原因创设情景引入新课，使学生觉得轻松、自然、又有神秘感，激发学生的学习兴趣，唤起学习的积极性
某大型集中供热热力网管线设计 篇3
在进行城市热力网直埋热水管道设计的时候, 需要根据其具有的特点而采取相应的措施, 需要注意以下几个方面:由于土壤和保温层外表面的摩擦力限制直埋敷设的供热管道的自由伸缩, 所以在直管段上, 管道热胀冷缩时无法克服土壤与管道之间的摩擦力, 出现了“锚固段”, 在锚固段的管线完全处于锚固状态, 管道的热伸长应变完全变为轴向应力留存在管壁上, 所以在进行直埋热水管道设计计算时, 应对锚固段的应力进行详细验算, 管线上设置阀门的时候, 避开在锚固段安装阀门;直埋供热管道弯曲部分敷设在土壤上面时, 由于摩擦力约束作用的影响, 当管道热伸长时, 直埋管道仅使弯头附近很短的直管引起侧向位移, 使热变形集中在弯头附近, 使得弯头受挤压变形而出现显著的侧向位移和扁平变形, 所以对弯头部分要进行应力验算, 在设计中, 通常将弯头的管子壁厚增加2 mm, 并且在弯头处采用软回填的方式减小土壤与管道之间的摩擦力, 从而保证供热管道运行中的安全。在三通设计过程中, 三通处应力集中, 受力较大, 在设计中应加大三通主管壁厚, 提高三通的总体强度, 在开孔处采取必要的加固措施从而减少三通开孔处的变形。
供热管道在运行中, 钢管的热胀冷缩是不可避免的, 所以不论是有补偿安装还是无补偿安装, 都需要设置补偿器来吸收管段的热变形。总结近几十年的运行经验, 在供热管网设计中, 补偿器同样也是整个供热管网中的薄弱环节, 一旦补偿器出现变形导致漏水, 都会对管段甚至整个供热管网造成影响。在设计中, 应尽量减少补偿器的设置, 尽力创造条件采用无补偿敷设。无补偿敷设即在长直管线上不专门设置补偿器, 只有自然形成的弯管补偿器, 或者自然形成的弯管补偿器不能满足要求时设置少量补偿器进行保护。
在设计中, 采用无补偿直埋敷设的方式。大大减少了补偿器和固定墩的数量。但为了确保阀门、三通和弯头在管道的热胀冷缩中不会受到损坏, 需要设置补偿器和固定墩加以保护, 充分利用土壤的摩擦力来减少固定墩和补偿器的数量。在供热管网运行过程中, 地下水渗漏进小室中, 从而导致补偿器和阀门等管道附件锈蚀、漏水, 因此保证小室内的干燥也是设计人员需要重点考虑的问题, 采用成品的刚性穿墙止水套管, 能够有效防止地下水渗漏至小室中, 保证供热管道小室内的干燥和管道附件的安全。
下面以我院设计的一个工程实例对大型集中供热热力网的设计进行简单介绍。
1 工程概况
管网设计压力1.6 MPa, 设计供回温度130℃/70℃, 设计管径为700, 设计供热能力为370万m2, 设计热负荷为236 MW, DN700主管线设计长度为5 km。管线设计采用无补偿直埋敷设方式进行设计, 因地制宜选取合理的设计方式。采用供热直埋管道设计计算软件对工艺管道模型进行应力计算, 在尽量减少补偿器使用的情况下保证了管道的安全。由于部分管道在高架桥下敷设, 根据管线综合多次调整管位, 充分发挥自然补偿的优势并保证弯头的安全。供热管线沿线管位复杂, 由于并州路全线为快速路, 大路口高架, 小路口平交, 地形反复变化, 供热管线根据管线综合多次变换管位。当管位变化较大时, 充分利用管线的自然补偿;当管位变化较小, 需采用必要措施对弯头进行保护, 减小弯头应力变形。
采用顶管方式穿越部分障碍管线及路口。选用优质穿墙止水套管及进口焊接蝶阀, 保证小室内干燥及供热系统的安全。本工程供热主干线全线在城市主干道下敷设, 地下敷设有城市的雨水管、污水管、给水管、煤气管以及各种电缆等。前期需尽可能核实各类管线信息, 认真勘测, 设计精心布置管线标高, 合理避让了各种交叉与冲突, 本着设计先行的理念, 充分做好前期工作, 降低工程难度, 缩短工程时间。
2 管道设计
设计参数取用表见表1。
管道采用预制保温管, 钢管为螺旋焊缝钢管, 材质为Q235B, DN700钢管壁厚为10 mm。
1) 无补偿管段的应力验算。
对于DN700管道, 计算可得:
因此可以进行无补偿冷安装。
2) 无补偿管段整体稳定性验算。
管道最大轴向力:
初始挠度应按下式计算:
当f0<0.01 m时, f0取0.01 m。
垂直荷载应按下式计算:
其中, GW为每米长管道上方的土层重量, N/m;G为每米长预制保温管自重 (包括介质在内) , N/m;SF为每米长管道上土方的剪切力, N/m;K0为土壤静压力系数;为土壤的内摩擦角。
直埋置管段上的垂直载荷应符合下式要求:
对于DN700管道, 根据以上公式, 当管顶覆土为1.5 m时可满足竖向稳定性要求, 本设计覆土H≥1.5 m, 可满足要求。
3) 无补偿管段局部稳定性验算。高温水直埋管道 (Q235钢) 锚固段轴向失稳的临界径厚比, 其值为Rm/δ<40.1;DN700保温管, Rm/δ=34.13<40.1, 满足要求。
4) 弯头设计。管道弯头选用焊制或冲压弯头, 三通均采用跨越型式, 焊缝探伤要求符合Ⅱ级标准。弯头应力计算公式如下:
根据上述计算, 本工程在无补偿直埋敷设的主干线段弯头采用R=3.0DN的预制保温弯头, 其他支线弯头采用R=1.5DN的预制保温弯头, 支线分支开口处采用R=1.5DN的压制弯头。弯头许用应力为375 MPa, 各个弯头计算结果均满足要求。
5) 三通设计。开口分支处主线位移小于50 mm, 满足规范要求, 三通均加强, 采用肋板加强式加固方案。
6) 补偿器验算。管网补偿器补偿量验算需乘以安全系数1.2, DN700套筒补偿器补偿量为400 mm, 补偿器吸收热伸长均不超过该值, 满足要求。
7) 阀门设计。阀门都与补偿器相连接, 阀门采用金属硬密封焊接阀门, 主线锚固段内不设置阀门。
3 管线参数设计
1) 保温管外壳与土壤单长摩擦力计算:
本设计管顶覆土H取1.5 m, 最大摩擦系数取0.4, 最小摩擦系数取0.2。
计算得最大单长摩擦力:Fmax=36 278.4 N/m。
最小单长摩擦力Fmin=18 139.2 N/m。
2) 屈服温差计算:
计算得ΔTy=106.51℃。
3) 过渡段最大长度:
当t1-t0>ΔTy时, t1-t0=ΔTy。
计算安装温度取-5℃。
供水管130℃, t1-t0=135℃>ΔTy。
计算的过渡段最大长度Lmax=298.8 m。
4) 补偿器拉脱距离:
a.盲板力按管道截面积计算:
b.弯头两侧与补偿器距离:
L= (最大盲板力) 盲板力/管道最小摩擦力=51.2 m。
4 结语
在设计中通过增加弯头、三通的壁厚, 对三通开口处进行加强处理, 适当运用固定墩和补偿器来保护三通和弯头的安全, 采用金属硬密封焊接阀门, 主线锚固段内不设置阀门以及在管道穿小室的地方采用成品刚性穿墙止水套管的方法, 能充分保证供热管网在运行中的安全。通过三个采暖季的运行检验, 该设计的DN700供热管线没有发生任何问题, 证明了我们的设计是合理的, 安全的, 也证明了只要技术问题处理得当, 管径已经不是直埋技术的主要问题。通过技术人员的不断努力, 大管径热水管道的直埋技术会越来越完善。
参考文献
[1]王飞, 张建伟.直埋供热管道工程设计[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[2]CJJ#space2;#34—2010, 城镇供热管网设计规范[S].
茶叶热力杀青干燥机优化设计 篇4
随着国内外茶叶市场的持续增长,根据大宗茶叶和各类名优茶的生产需要,本文针对一种电热式茶叶热力杀青干燥机进行了整体设计。
1 茶叶热力杀青干燥机外形结构设计
杀青是茶叶加工中的关键工序。杀青的主要目是通过高温破坏和钝化鲜叶中的氧化酶活性,抑制鲜叶中的茶多酚等的酶促氧化,防止烘干过程中变色,同时使干茶色绿、香气高长。
传统型滚筒杀青机基本结构由杀青机筒体、机架和传动机构组成,一般为滚筒杀青机和燃煤(木柴)热风锅炉组成,往往使燃料仓库和生产车间混在一起,在茶叶制造过程中,十分容易受到燃料残渣和飞灰的污染,降低成茶的品质,不符合茶叶生产的经济要求。同时,这些热风锅炉多采用煤炭作为燃料,在加工过程中不但供热效率低下且对大气污染严重。
为了提高传统型滚筒杀青机的供热效率和环保性,经过长期实践研究,本文制作的茶叶热力杀青干燥机采用了优质镍铬电炉丝加热的供热方式,并成功运用在实际生产中。
1.1 工作方式
与传统型滚筒杀青机一样,本机正常工作时,茶叶鲜叶随着杀青旋转滚筒连续滚动,吸收镍铬电炉丝散发的热量,蒸发水分。在热量的不断作用下,茶叶鲜叶迅速软化萎缩,进行杀熟,钝化叶中的氧化酶活性,抑制叶中的茶多酚等的酶促氧化,从而达到杀青的目的。
1.2 外形结构
茶叶热力杀青干燥机由机架、杀青旋转滚筒、镍铬电炉丝、支撑机构、电动机和传动机构等组成,结构示意图如图1所示。
1.3 主要结构
1.3.1 电炉丝加热装置
镍铬电炉丝在机体内分布不同,在机体内形成高温区和低温区两部分,从而达到茶叶杀青加工时“高温瞬间杀青,低温持续冷却”的工艺要求。
1.3.2 祛湿装置
由电风扇和电热管组成的祛湿机构将会在杀青时开启,不断向筒内递送热风,吹散由杀青时茶叶鲜叶产生的水蒸汽,保证了杀青后成品叶片翠绿、香味弥漫、无水闷疲软感,并且保证了筒内相关电气设备的安全。
1.3.3 保温装置
为了进一步提高供热效率,在滚筒和外壳的接合处及整体外壳均设置了保温层,两处保温层因具体结构不同而采用的材料不同。滚筒和外壳的接合处采用贴合性良好的工业毛毡作为保温层材料;整体外壳则采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为其保温材料,而起到良好的保温作用。
2 电炉丝及动力装置选择
根据传统炒茶技术对温度的要求,可以确定茶叶杀青温度的范围为250-320℃,从而确定了镍铬电炉丝型号为Cr15Ni60,具体参数如表1。
3 茶叶热力杀青干燥机主要技术参数
外形尺寸:2000×1100×1500mm
总功率:90k W
配用电机:0.25/380kw/h
杀青温度:250-320℃
4 特点
茶叶热力杀青干燥机具有以下特点:1)干燥速度快。2)成茶质量好,由于茶叶表面温度不太高,叶绿素变化少,色泽绿翠而耐藏,香气损失少,干燥均匀,同时由于水分蒸发速度快,容易形成多孔性,成茶的复水性好,泡茶时内容物易溶出。3)单元与单元的连接为积木式,安装方便。4)加热均匀,控制及时,操作简单,维修方便。5)操作简单,控制及时,维修方便。
5 结束语
本文针对传统型滚筒杀青机的结构设计和供热方式不合理导致的一系列问题,通过研究茶叶热力杀青干燥机优化设计、电炉丝型号和保温材料的选择以及燃料选择,从而提高了本设计供热效率和环保性。
参考文献
[1]刘新.浅谈茶机的发展趋势[J].1998(03).
[2]胡新光.槽型多功能炒茶机炒制名茶技术[J].2000(1):1-2.
[3]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].8版.北京:高等教育出版社,2006.
浅谈热力站的电气设计 篇5
关于热力站,在手册和规范上没有明确的说明属于到哪级负荷,从其重要性考虑,一旦停电,热力站就无法正常运行的角度来看,在条件允许的情况下,可按照二级负荷计算。二级负荷,宜采用两回线路供电;在供电条件不好的地方,负荷较小的可由一路6kV及以上专用的架空线路供电或采用两根电缆供电,其每根电缆应能承担全部的二级负荷;第二回路可来自地区的电力网或邻近单位,也可采用柴油发电机组。在设计时尽量找到第二回路电源,以保证热力站安全有效的运行。在设计明湖、汇景热力站时,就考虑了两回线路供电。在八百垧直供改间供项目中,由于原有热力站的条件有限,不能实现热力站的两回线路供电,因而只能维持原有的单电源供电方式。设计时建议甲方几个邻近的热力站配备一套柴油发电机组,一旦哪个热力站供电出现问题,能及时维持供电。
2 热力站的负荷计算
热力站的负荷计算主要考虑的内容有设备容量、计算容量、计算电流及尖峰电流。
设备容量也称安装容量,它是用户安装的所有用电设备的额定容量或额定功率之和,是配电系统设计和计算的基本资料和依据。通常用Pe表示。设计时一定要注意,备用负荷不能计算在设备容量之内。
计算容量也称计算负荷,需要负荷或最大负荷。它标志用户的最大用电功率,是配电设计时选择变压器,确定备用电源容量、无功补偿容量和季节性负荷的依据,也是计算配电系统各回路中电流的依据。用Pjs表示。根据每个热力站循环泵、补水泵的台数不同,选择不同的需要系数Kx,可参照手册的相关表格内的要求去选择。根据公式Pjs=Kx*Pe,计算出整个热力站的计算负荷。
计算电流,是计算负荷在额定电压下的电流。它是配电变压器、导体、电器、计算电压偏差、功率损耗的依据。也可以作为电能损耗及无功补偿的计算依据。根据公式Pjs=V3 Uelcosφ,其中Ue=380V,cosφ可查表,即可算出计算电流I。视在功率Sjs,公式Sjs=Pjs/cosφ;无功补偿功率Qjs,公式。通过这些公式就可以确定变压器容量和无功补偿容量。
尖峰电流是负荷短时(如电动机起动等)最大电流,它是计算电压降、电压波动和选择导体、电器及保护元件的依据。起动电流是额定电流的6～7倍。在电机起动时,电流的突然增加会对电网有一定的冲击。所以在设计时,通常都选用变频或软启动,通过变频器或软启动器的原理,降低了起动电流,减少了对电网的冲击。在选择断路器时,尽管断路器有一定范围,允许设备短时超流,实际运行的经验告诉我们,断路器的选择还是要稍微大一级,也不能无限的大,应该电缆的载流量之内,才能保证安全运行。
3 设计时应该注意的一些问题
3.1 针对与电力部门结合的问题
首先,设计时要考虑由于负荷的增加,上级的变电所、开关、母线及高压线缆能不能满足增容的需要,要考虑全面,经过计算,看是否满足增容的要求。其次,设计时要和电力部分结合好,最好以书面的方式结合,以免以后出现问题,界定不出那边出现的问题。电力部门有要求一些开关设备的型号,尤其是远程计量,一定得做好记录,并让有关部门签字,盖章。做完初步设计图纸后,最好出一份白图,再去结合一下,避免在有漏掉的地方。
3.2 针对计算负荷时要留有一些“备用”的问题
这部分“备用”负荷,是为一旦热力站有负荷变化时备用的。这种请况有很多。例如:设备的最终功率是在招标后才定下来,国产泵的功率要比进口泵的功率要大。设计时,甲方一般都要求用进口泵,但招标下来的有时候就是国产泵。这样热力站的负荷就要增大,施工图出了、变压器的负荷都定下来了就不容易增加了。留有“备用”负荷,就可以避免这个问题的出现。“备用”负荷预留的多少,可根据热力站的情况而定,一般情况下可按照同样扬程的条件下,国产泵比进口泵大一个等级预留。预留时可预留大一个等级的负荷进行预留。
3.3 针对热力站,避免“打架”的问题
地下热力站主要是考虑电缆桥架的敷设。电缆桥架的高度按照规范要求,宜高出地面2.2m以上。敷设电缆桥架时,一定要注意与门位置关系。在明湖花园地下热力站,门就具有一定的标高,门的上边缘距地有的达到3.5m。假如没有注意到这个问题,还按照统一的2.2m电缆桥架设计时,就有可能出现电缆桥架与门“打架”的问题。设计时应考虑到避让,绕过门口。
3.4 针对热力站等电位联结箱的问题
等电位联结箱的设计是规范中要求的,总进户处做总等电位联结,要求接地电阻R≤10Ω,施工参见图集02D501-2。等电位联结箱底装高0.5m。要求将所有不带电的设备金属外壳,以及水管、电缆进户管均与等电位箱联结。于总等电位箱下方距建筑3m外做接地装置一组。接地装置安装具体做法见图集03D501-4-11。热力站的进出管线很多,做等电位联结尤为重要。地下热力站更要注意等电位联结箱的设计,设计时要与土建专业结合考虑好预留洞的问题。地上的热力站没做可以后补,而地下的热力站一旦建设完成,就很难补救了,重新打洞就会有可能破坏防水层,造成地下热力站从墙体渗水的现象。设计时能考虑到这个问题就可以避免这个问题的出现。
3.5 针对热力站通风的问题
对于地上热力站采用自然通风就没有问题了,通风的问题显得不是那么明显,而对于地下热力站的通风问题就显得很重要了。配电柜及柜内电气元件、PLC控制柜及柜内电气元件、电缆桥架及热工阀门都是裸露在外面的,对潮气都有一定的要求,一旦潮气不能及时排出,就会造成柜体及柜内元器件的腐蚀,影响供电的安全性和可靠性,影响仪表数据测量的准确性和及时的传输特性。地下热力站多位于地下车库的一个角落,有一面或两面的墙是建筑外墙,这就造成热力站的潮气非常大。地下室本身具有一定的排风设施,这个排风设施是对整个地下室的。这就要求设计时,应要求热工专业增设排风设施,尤其是在配电间内要多加些通风口。
结语
热力站电气系统在整个热力站的运行中起到非常大的作用。设计时要考虑的非常全面,每个回路都要精心计算,通过供电的安全可靠,保证了循环泵、补水泵、站内仪表及控制系统的平稳运行,为热力站的运行保驾护航。使千家万户在这寒冷的冬季得到了温暖。
摘要：针对热力站改造项目,电气系统在整个热力站的运行中起到不可忽视的作用。本文从负荷分级、负荷计算、设计时应该注意的一些问题,这几个方面浅谈热力站的电气设计。
关键词：热力站,电气设计,负荷分级
参考文献
[1]工业与民用配电设计手册第三版.
[2]全国民用建筑工程设计技术措施.2003.
[3]GB50217-2007电力工程电缆设计规范[S].
热力网设计 篇6
管道在内压、持续外载以及热胀、冷缩和其他位移等载荷作用下, 其最大应力往往超过材料的屈服极限, 使材料在工作状态发生塑性变形。高温管道的蠕变和应力松弛, 也将使管系上的应力状态发生变化。
对于管道上的应力, 一般分为一次应力、二次应力和峰值应力三类。
一次应力是指由管道所受荷载, 如所受内压、持续外载、风荷载、冲击荷载等引起的正应力和剪应力。它是非自限性的, 超过某一限度, 将使管道整体变形直至破坏。因此, 必须为不发生材料屈服而留有适当的裕度, 以防止过度的塑性变形而导致管道被破坏。
二次应力是管道由于变形受约束所产生的正应力和剪应力。如由热胀、冷缩和其他位移受约束而产生的应力。它的特征是有自限性, 二次应力或一次应力对管道的作用, 是一个反复交变的作用, 即随着管道的启、停而产生多次交变应力。
峰值应力是管道或附件由于局部结构不连续或局部效应 (包括局部应力集中) 附加到一次应力或二次应力的增量。所以, 温度、压力、管径、壁厚、荷载、跨距、补偿器形式等都会对应力结果产生影响。
二、管道的设计与布置
(一) 设计参数的确定
1.设计要求
我国火电以大机组为主力机组, 还引进了一些亚临界、超临界500MW、600MW机组, 有的管道
工作温度高达566℃。
管道设计应根据热力系统和布置条件进行, 做到选材正确、布置合理、补偿良好、疏水流畅、流阻较小、造价低廉、支吊合理、安装维修方便、扩建灵活、整齐美观, 并应避免水击、共振和降低噪声。
2.设计参数
根据SDGJ6-90《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》说明有关管道的设计参数。
(1) 蒸汽管道的设计压力
管道设计压力 (表压) 系指管道运行中内部介质最大的工作压力, 对于水管道, 还应包括水柱静压的影响。当其低于额定压力的3%时, 可不考虑。
1) 主蒸汽管道。管道设计压力应取锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。当锅炉和汽轮机允许超压5%运行 (简称5%OP) 时, 应加上5%的超压值。
2) 再热蒸汽管道。管道设计压力应取汽轮机最大计算出力 (调节阀全开, 简称VWO或调节汽门全开加5%超压, 即VWO+5%OP) 下热平衡中高压缸排气压力的1.15倍 (即考虑汽轮机制造误差5%、汽轮机老化5%、中联门阻力3%和再热蒸汽管道的阻力) 。对于再热器出口联箱到汽轮机的部分, 可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。
(2) 蒸汽管道设计温度
管道设计温度是指管道运行中内部介质的最高工作温度。
1) 主蒸汽管道。主蒸汽管道的设计温度, 取用锅炉额定蒸发量时过热器出口额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。温度偏差值取用5℃。
2) 再热蒸汽管道。低温再热蒸汽管道, 取用汽轮机最大计算出力 (VWO或VWO+5%OP) 工况下热平衡中高压缸排气参数为基准, 等熵求取管道在设计压力下的相应温度, 本法适用于高、中压缸同时启动的汽轮机组。
3.管子的选择
(1) 管径选择
根据DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》中说明主蒸汽管道、再热蒸汽管道的管径尺寸, 宜通过优化计算确定。根据推荐的介质流速 (见表1) , 按下式计算:
式中:Di为管子内径, mm;D为介质质量流量, t/h;υ为介质比容, m3/kg;ω为介质流速, m/S。
(2) 壁厚选择按直管内径确定
式中:Sm为直管的最小壁厚, mm;Di为管子内径, mm;Y为温度对管子壁厚公式的修正系数, 对于铁素体钢538℃以上时Y取0.7;为许用应力修正系数, 对于无缝钢管η=1.0;α为考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度, mm。
表2计算结果为主要汽水管道参数。
(二) 管道设计的内容及深度
1.主蒸汽、再热蒸汽系统拟定
本期工程扩建2×300MW凝汽式空冷机组, 主蒸汽、再热蒸汽、高压给水、主凝结水泵系统均采用单元制。
主蒸汽、再热蒸汽热段、再热蒸汽冷段均采用单元制系统。
主蒸汽管道从锅炉过热器联箱一个口接出, 在主汽门前分成两根分别接至汽轮机左、右侧主汽门。
再热蒸汽热段管道从锅炉再热器一个口接出, 在进入汽机之前又分为两根, 分别进入汽轮机左右侧中压主汽门。再热蒸汽冷段管道从汽机高压缸排汽由两根管引出, 在逆止阀前合并为一根管, 在进入锅炉前又分为两根, 由锅炉两侧进入再热器入口联箱。
这种系统可以简化布置及节省合金钢管, 同时还可以减小由于锅炉两侧受热不均匀所引起的蒸汽温度偏差, 有利于机组的安全运行。主蒸汽管道上不装设流量测量装置, 主蒸汽流量由汽轮机调速级前后的蒸汽压差确定。
汽轮机的主汽关断阀及高压旁路阀不承受锅炉的水压试验压力, 锅炉过热器出口、再热器的进出口管道上均设有水压试验堵阀。
再热 (冷段) 蒸汽系统用来输送从汽轮机高压缸排汽到锅炉再热器的再热蒸汽, 并为轴封系统、2号高压加热器、辅助蒸汽系统提供汽源。汽轮机高压缸排汽管为双管 (D558.8×16) , 之后合并为一根 (D812.8×17.5) , 在进入锅炉再热器入口联箱前再分成两根 (D558.8×16) 。再热 (冷段) 蒸汽管道采用A106B电熔焊钢管。
再热 (热段) 蒸汽管道用来输送从锅炉再热器出口联箱到汽轮机联合再热汽阀的再热蒸汽。锅炉再热器出口引出1根ID699×33.5的总管。在进入汽轮机联合再热汽阀前分为2根ID508×24.8的支管进入汽轮机。总管上分出一路和低压旁路阀相接。再热汽阀是由再热主汽阀和再热调节汽阀组合而成的。再热 (热段) 蒸汽管道的主管采用A335P22无缝钢管 (内径管) , 其他管道 (疏水管道) 采用12Cr1MoV无缝钢管。
机组设高低压两级旁路系统, 汽轮机旁路系统的容量按锅炉MCR工况的35%选取。高压旁路从主蒸汽管道接出, 经减压、减温后接至再热 (冷段) 蒸汽管道, 减温水来自给水系统。低压旁路从再热 (热段) 蒸汽管道接出, 经减压、减温后接入凝汽器。减温水来自凝结水系统。高低压旁路包括蒸汽控制阀、减温水控制阀和关断阀以及控制装置。
2.管道布置
(1) 准备工作。明确设计原则、设计范围、计算范围、介质参数、流量、管材、管径及其他参数的前提下, 了解和研究主厂房布置图、系统流程图、管道单线布置图等, 并结合土建结构图最终核定管线路径及所采用的管件在管线上的布置位置。
(2) 计算工作。根据计算范围作出单线立体布置图, 图中画出最终认定的管道布置及按计算程序要求标注尺寸, 编好结点号及注上有关数据 (如端点附加位移、坐标校验值等) 。同时, 还应确定支吊架位置及型式。
(3) 支吊架的设置。管道支吊架的设置和选型应根据管道系统的总体布置综合分析确定。支吊系统应合理承受管道的动载荷、静载荷和偶然载荷;合理约束管道位移;保证在各种工况下, 管道应力均在允许范围内;满足管道所连接设备对接口推力 (力矩) 的限制要求;增加管道系统的稳定性, 防止管道振动。
确定支吊架间距时, 应考虑管道荷载的合理分布, 并满足管道强度、刚度、防止振动和疏放水的要求。支吊架必须支承在可靠的构筑物上, 应便于施工, 且不影响邻近设备检修及其他管道的安装和扩建。
1) 支吊架间距。按照刚度条件, 均布荷载水平直管支吊架允许最大间距用下式计算:
式中:Lmax为支吊架的最大允许间距, m;Et为钢材在设计温度下的弹性模数, Kn/mm2;I为管子截面惯性矩, cm4;q为管道单位长度自重, kN/m。
按照强度条件, 均布载荷水平直管的最大支吊架间距按下式计算:
式中:W为管子截面抗弯矩, cm3。
水平90°弯管两端支吊架间的管道展开长度, 不应大于水平直管道上允许支吊架的最大间距的0.73倍。计算时刚度、强度条件同时满足。
2) 支吊架载荷。荷重的分配, 应尽量使管系的自重应力分布较为均匀, 使自重应力的最大值为最小, 这就是合理的荷重分配原则。
由于管道布置形状的任意性和复杂性, 很难从理论上找到合理的荷重分配方法, 现行的方法带有一定的经验型和判测性。在用计算机计算时常采用“吊零加给定荷载”条件来分配荷重, 即对一般的支吊架按支吊点处管道自重产生的垂直位移为零的变形条件, 而对某些支吊点 (如吊零分配荷重过大或过小的不均匀点) 则按人为给定载荷。计算证明, 这样的分配条件较为理想和符合工程实际需要。
3) 刚性吊架和限位吊架的设置。在管道设计中, 为防止管道振动、增加管系的稳定性, 常在管系中设置刚性吊架, 或在一定部位设置拉 (撑) 杆以限制在某一方向上的位移, 控制管系的膨胀方向, 以减少对设备接口的推力和力矩, 减少管道振动, 承受汽 (水) 锤、地震等情况下的作用力。
刚性吊架的设置:刚性吊架结构简单、价格便宜、维护费用低、承载能力大, 能承受管系垂直方向上的荷载, 防止管系下沉, 增加管系的稳定性;有利于防止管道振动, 并能承受各种因素引起的转移荷载。因此, 只要管系条件允许时, 就应采用刚性吊架。对于刚性吊架的设计, 还应考虑采用双拉杆垂直吊架的两臂有可能出现一边脱载的情况, 此时双拉杆吊架的每一拉杆的最大荷载不只是50%总荷载, 而应按100%支吊架总荷载计算。另外, 在垂直管道上的主要承载刚性吊架附近设置适当的限位支吊架可避免发生刚性吊架拉杆扭转现象, 以保证该刚吊的安全承载。
限位支吊架的设置:随着机组容量增大、参数提高, 主要管道的直径和管壁都相应增加, 管道对设备的推力和力矩明显增大。而大容量高温高压机组对允许推力和力矩的限定是比较严格的, 超过了允许范围可能引起汽机振动或设备变形甚至损坏。另外, 由于机组容量的增大、参数的提高, 各主要管道的流速也有所提高, 加上管道长度也有增加, 如果全部采用弹性支吊架, 管道有可能发生振动。运行时间长, 弹簧质量的下降, 还可能造成整个管系的下沉, 影响管道的安全运行。
摘要：热力管道的应力, 主要是由于管道承受内压力和外部载荷以及热膨胀而引起的。管道在这些载荷作用下的应力形态是复杂的。文章介绍热力管道应力的分类, 论述管道的设计和布置, 对管道的设计计算具体参数和设计方法作重点探讨。
集中供热热力站建筑设计分析 篇7
随着太原市城市建设近年大踏步的向前发展, 太原市集中供热的规模发展也是前所未有的。作为城市重要的基础设施组成部分, 尤其是在当下环境污染越来越严重, 空气质量越来越差, 为保障生产、环境治理和居民正常工作、生活, 集中供热在城市基础设施的建设地位越发显得重要。
热力站是集中供热系统中的一环, 是城市一次管网与小区二次管网中的连接点。它是热量交换、热量分配以及系统监控、调节的枢纽。其中机房安装换热设备、仪表和控制设备。将热网输送的热媒通过设备的调节, 转换, 控制向热用户系统分配热量以满足用户需求, 使供热、用热达到平衡, 安全运行。目前太原市集中供热系统采用的是热源—一级网—热力站—二级网—热用户的形式, 一级管网与用户的间接连接使得热力站的设计在整个热网系统中至关重要。本文就热力站建筑设计中的几个主要方面进行阐述。
1 新建热力站的规模及选址
1) 热力站的规模。
一般是指新建热力站建筑面积规模和供热面积规模, 它是由多个因素决定的。其中合理供热面积及合理供热半径, 建设费用经济指标的合理性即投资成本是主要考虑因素。其次还要从供热可靠性和安全性等进行多目标的评价。热力站作为连接一级网和二级网的中间环节, 是热量交换、热量分配及系统调节、监控的重要场所。它的建设规模直接影响城市集中供热工程的投资。例如, 有这样的两个住宅小区, 它们的占地面积、建筑面积和热负荷密度相同。尽管有相同的供热量, 但热力站建设规模不同, 其投资和运行费用也不同。热力站规模越大, 热力站和一级网的总投资越小, 但二级网的建设投资和运行费用则大大增加; 热力站规模小时, 情况正好刚刚相反。因此, 合理的热力站建设规模是集中供热规划和实施设计中应重视的问题。太原市集中供热在发展初期, 热力站建筑规模较小, 一般200 m2~ 300 m2, 供热面积5 万m2以上就可以建新站。
目前许多新建住宅小区建筑规模很大, 热力站的规模也随之增大, 供暖面积一般在10 万m2以上, 最大的达到40 万m2~50 万m2, 相应热力站的建筑面积也达到1 000 m2左右。这就需要各专业设计人员配合优化热力站规模。
2) 热力站的选址。
新建热力站无论是在年代较长的旧小区, 还是新建的小区都存在合理选择站址的问题。合理选择站址目前主要有两个指标控制:
第一是必须满足太原市规划局制定的《太原市城市规划管理技术规定》中的涉及到的条款, 如建筑物退红线, 退地界, 日照距离等规定[1]。
第二是必须满足国标GB 50016—2014 建筑设计防火规范中的强制性条款, 例如, 建筑防火距离, 不能占用小区现有的消防道路和消防车回转场地。在当前土地价值越来越大的情况下, 热力站能够合理安全的选址也是有一定的难度的。这需要有关单位的努力配合才能解决。热力站的功能平面布置较简单, 它属于丁、戊类厂房。一般按1 层设计, 长度、宽度根据工艺要求确定, 柱距6 m左右, 进深10 m左右, 层高5 m左右, 应尽可能减少中间柱, 平面按各专业要求尺寸设计, 平面布置有配电室、控制室、机房、盐库等房间, 热力站的立面设计在新建小区需要与民用设计院配合设计, 做到建筑设计风格和色彩协调统一。同时热力站的设计如能充分体现和反映现代城市发展的文明形态, 形成与环境艺术完美结合的建筑设计作品, 具有更强的艺术感染力, 那是再好不过了。
2 热力站建筑防火、防爆的设计
1) 热力站防火设计按照现行国标GB 50016—2014 建筑设计防火规范执行[2]。
热力站按照第3. 1. 3 储存物品的火灾危险性分类条文规定属于丁、戊类厂房, 丁类厂房是因为站内设有天然气补燃型机组, 戊类厂房没有设天然气补燃型机组。热力站耐火等级一般设计为二级。
热力站的层数和建筑面积执行第3. 3. 1 条: 厂房的层数和每个防火分区的最大允许建筑面积条文规定了单层丁、戊类厂房建筑面积不限执行。
热力站疏散距离执行第3. 7. 4 条: 厂房内任一点至最近安全出口的直线距离条文规定了单层丁、戊类厂房疏散距离不限。丁类热力站与工业建筑厂房 ( 仓库) 的防火间距按第3. 4. 1 条执行。丁类热力站与民用建筑的防火距离按第3. 4. 1 条执行, 其中与裙房和单栋民用建筑的防火间距为10 m, 与一类高层建筑的防火间距为15 m, 与二类高层建筑的防火间距为13 m。戊类热力站与民用建筑的防火距离按GB 50016—2014 建筑设计防火规范第5. 2. 2 条执行, 其中与裙房和其他民用建筑的防火间距为6 m, 与高层建筑的防火间距为9 m。
2) 热力站防爆设计是指站内设有天然气补燃型机组。
应执行GB 50736—2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第8. 10. 4 条直燃吸收式机组机房的设计, 应该符合下列规定:
a. 宜单独设置机房, 如若不能单独设置机房时要靠建筑物的外墙, 并采用耐火极限大于2 h防爆墙和耐火极限大于1. 5 h现浇楼板与相邻部位隔开, 当与相邻部位必须设门时, 应设甲级防火门[3]。
b. 不应与人员密集场所和主要疏散口贴邻设置。
c. 应设置泄压口, 泄压口面积不应小于机房占地面积的10% 。泄压口应避开人员密集场所和主要安全出口。
d. 不应设置吊顶。
3) 热力站一般作为公共建筑和居住建筑的配套设施, 自身的安全性是很重要的。
自身安全了才能保证热力站周围的公共建筑以及居住建筑人民的生命财产的安全。所以需要严格的按照上述规范条款执行。
3 噪声控制, 改善环境质量
热力站一般建在住宅小区内, 如果不采取措施控制噪声的产生, 将会极大的干扰居民的正常生活。噪声控制首先应搞清噪声来源, 才能提出治理措施。
3. 1 噪声来源
通过分析现有机房噪声的产生和传递过程得到的结论是: 水泵正常启动, 运转所产生的噪声。在管道内流动的水流产生振动噪声。通过热力站建筑的墙体、楼板、结构预留洞、管道支吊架和套管来进行传递。
1) 水泵在运转过程中, 首先是驱动水泵的电机和泵壳都在向周围辐射噪声。
泵壳辐射的声音是由水泵的叶轮和叶片产生, 通常离心泵叶片的后边缘运转时经过导向器导向叶片的前边缘, 压力发生变化, 并传到排出管中和水泵的壁上面, 辐射出了空气噪声而且空气噪声的衰减比较快。其次, 水泵是运动旋转机器, 因为叶轮等旋转部件质量的不均匀分布, 它的质心与转动中心也有偏心距, 产生的扰力就会振动水泵形成弹性波, 通过水泵基础、连接管道、支架等传递到建筑结构并传递出去。结构噪声频率较低, 是一种固体声, 在钢性建筑结构中随着传播距离的衰减是很小的。水泵机组在安装的时侯通常只进行了初级的降噪和减振, 效果不明显, 这是由于安装质量、布置方式没有能进行有效核算造成的。
2) 流体管道系统噪声主要由调节阀噪声和管道噪声组成。
调节阀噪声包括了机械振动引起的噪声、空穴作用引起的噪声和气体动力性噪声。由于管道管径小, 水流流速过高, 在管道中产生噪声; 管道内有空气时, 在通过阀门部件时, 高速水气混合物产生噪声。
3. 2 噪声控制原理
根据噪声的来源, 一般可以采用隔声、隔振、吸声及消声等措施以降低噪声对周围环境的影响。从建筑设计方面可以采取以下措施:
1) 隔声措施。
热力站通常设计成密闭式建筑, 采取隔声措施, 避免噪声直接传播到热力站外污染环境。
其一, 结构形式选用砖混结构或框架结构房屋, 机房墙体选用360 mm砖墙或加气混凝土砌块等, 其平均隔声量大于40 d B ( A) 。
其二, 机房门选用符合国家标准的优质防火隔声门, 隔声门内填塞优质超细玻璃棉或其他特性隔声材料。门扇四周安装特制弹性密封垫, 彻底消除“孔洞”和“缝隙”产生的漏声。隔声结构还应承受温度变化和气动负荷强度的要求, 门在关闭时能完全封闭, 强度满足操作需求。
其三, 窗户可以采用塑钢双层消声窗。
2) 吸声措施。
声波在传播过程中, 会碰到不同种类的材料, 一部分声能被反射, 一部分声能被吸收。如果采取措施通过对大部分声能的吸收, 避免反射现象, 降低机房空间内的混响声, 就能达到机房整体降低噪声的效果。这就需要建筑设计在内装修上采用吸声工程做法。机房内墙面做吸声墙面, 龙骨内填超细玻璃棉板, 外饰面选用微穿孔板作为吸声体。顶棚做吸声吊顶, 选用不同种类吸声材料制作的吊顶板材。这样就能吸收大部分声能, 减少声波反射产生的混响声。
3) 经过上述建筑设计措施, 再加上工艺技术专业采取必要措施, 热力站对外产生的噪声影响基本能够消除, 能够符合环境噪声限值, 人体听力感受不到热力站是否运行。减振降噪效果比较理想, 保证了小区居民的正常生活。
4 结语
热力站是集中供热系统工程中的一个重要环节, 它的设计以及建设的合理性与否直接关系到人民群众千家万户的切身利益, 也间接的涉及到社会的稳定。所以对于每一个热力站的设计都应该是慎重的和精心的。按照本文论述的建筑设计主要的三个方面, 解决好新建热力站的规模以及选址问题, 解决好热力站建筑防火, 防爆的问题, 解决好噪声控制, 改善环境质量问题。同时积极的采用先进的技术措施, 紧跟时代步伐, 就能够有效解决千家万户的采暖问题, 就能满足人民群众对居住环境的高质量要求。
参考文献
[1]太原市城市规划管理技术规定[Z].
[2]GB 50016—2014, 建筑设计防火规范[S].