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济南铁道职业技术学院土木工程系

供热工程
实践指导教材

暖通教研室
2004．9

目录
项目一 课内实践指导书(8课时） 2
项目二 热网水力工况实验 4
项目三 换热器单元仿真实验 8
项目四 管道、设备安装实训指导书 14
项目五 供热工程实训指导书 17

项目一 课内实践指导书(8课时）
一、实践任务
计算所使用的教室的供热负荷
二、所需工具及资料
1、测量用皮尺
2、计算器
3、简易登高梯
4、《暖通设计规范》
5、《供热工程》课本
三、实践步骤
1、全班同学分成若干小组。
2、测量教室的外墙、地面长度、宽度.
3、测量门窗的有关数据。
4、查阅有关资料获得建筑材料的有关数据：厚度、导热系数、温差波动系数、室外计算温度等。
5、 用所学过的公式进行计算，算出教室的热负荷.
6、假若用200＊115翼型铸铁散热器进行供热，计算出所需要片数。
（取tpj=100℃,tn=18℃）
7、将结果汇总成表格形式上交.
四、讨论
1、在选取室外计算温度时应考虑哪些因素？
2、在计算地面热量散失时怎样确定第一、二、三地带？
3、可以采取哪些措施减少供热负荷?
4、计算热负荷时,为什么要先校核？
五、注意事项
1、在测量教室、门窗有关数据时要注意安全。
2、计算时选用计算公式要准确，注意区分工业与民用的不同。

附: 房间耗热量计算表

房间编号
房间名称
围护结构
传热系数
室内计算温度
供暖室外计算温度
室内外计算温度差
温差修正系数
基本耗热量
耗热量修正
围护结构耗热量
冷风渗透耗热量
冷风侵入耗热量
方间总耗热量
名称及方向
面积计算

m2
朝向
修正
风向
修正
修正后耗热量
高度
修正
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

北外墙

北外窗

西外墙

顶棚

门

地面
一

地面
二

地面三

项目二 热网水力工况实验

一．实验目的
1． 使学生了解水力工况变化对管网的影响。
2． 能绘制各种不同工况下的水压图。
3． 锻炼学生的实际动手能力。
二．实验装置
热网水力工况实验台:
系统组成如下图：

1、测压玻璃管 2、阀门 3、管网 4、水泵 5、循环水箱 6、稳压水箱
图1 热网水力工况实验台示意图
三．实验步骤
①通过调节供水干管和各支管(代表用户）的阀门，使各用户阻力、流量相等,记录各点压力,画出管路水压图。
流体压降与流量的关系为:
并联管路流量分配关系:
各用户阻力、流量相等情况下的水压图：

图2（a） 各用户阻力及流量相等

图2（b） 各用户阻力及流量相等时系统水压图
②改变其中用户2阀门，使其工况变化，看其变化对前边、后边用户以及整个管网影响,记录各点压力，绘制出变化后的水压图。并把实验数据填入实验报告。

图3（a） 用户2的阀门G关闭

图3（b） 用户2的阀门G关闭时的系统水压图(虚线所示)
③打开相应阀门，启动用户2水泵，看其中某一用户加压后，对整个管网水力工况的影响，绘制出水压图。记录各点压力,并把实验数据填入实验报告.

图4（a） 用户2增加水泵

图4（b） 用户2增加水泵时的系统水压图
④根据以上各组压力计算各用户的流量变化的程度，即水力失调度.
四．实验报告
1． 水力失调度计算公式

式中：——工况变化后的水量；
—-正常工况下的水量;
——工况变化后的压差；
—-正常工况下的压差.
2．填写表格
表1 各点压力记录表
水压/mmH2O
工况
A
B
C
D
E
F
G
H

A
B
C
D
E
F
G
H

一
正常

改变用户2阀门

二
正常

启动用户2水泵

表二 各用户处压差与流量变化记录表

ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP
ΔP

一
正常

改变用户2阀门

水力失调度

二
正常

启动用户2水泵

水力失调度

3．绘制水压图.
根据以上各种工况，分别绘制水压图，并结合课程内容说明验证了什么问题。
五．注意事项
1． 在正式进行细调节以前,必须将系统中全部空气清除。
2． 为避免水流短路，必须将各用户阀门关得很小。

项目三 换热器单元仿真实验
一、工作原理简述
１．在建筑、能源、动力、冶金、机械等工业部门中，常常涉及到换热问题。特别是在生产中的许多过程和单元操作,都需要进行加热或冷却,所以,对供热行业的人员来说，换热器的操作技术培训是很重要的基本单元操作训练。
２．热的传递有：传导、对流和辐射三种基本方式.
３．本单元选用的是双程列管式换热器,冷物流被加热后有相变化。在对流传热中,传递的热量除与传热推动力(温度差）有关外,还与传热面积和传热系数成正比。传热面积减少时，传热量减少；如果间壁上有气膜或垢层，都会降低传热系数,减少传热量.所以，开车时要排不凝气；发生管堵或严重结垢时，必须停车检修或清洗。另外，考虑到金属的热胀冷缩特性，尽量减小温差应力和局部过热等问题，开车时应先进冷物料后进热物料;停车时则先停热物料后停冷物料.
二、工艺流程简介
冷物流（92℃）经阀VB01进入本单元，由泵P101A／B，经调节器FIC101控制流量送入换热器E101壳程，加热到１４５℃（２０％被汽化）后，经阀VD04出系统。热物流（２２５℃）由阀VB11进入系统，经泵P102A/B,由温度调节器ＴＩＣ１０１分程控制主线调节阀TV101A和副线调节阀TV101B，使冷物料出口温度稳定;过主线调节阀TV101A的热物流经换热器E101管程后，与副线阀动作示意图TV101B来的热物流混合(混合温度为(177±2）℃)，由阀VD07出本单元(其工艺流程如图1所示)。

图1

三、主要设备(如表１所示)
表１ 主要设备一览表
设备位号
设备名称
Ｐ１０１Ａ／Ｂ
Ｐ１０２Ａ／Ｂ
Ｅ１０１
冷料流进料泵
热料流进料泵
列管式换热器

|四、调节器、显示仪表及现场阀说明
１．调节器(如表２所示）
表２调节器
位号
所控调节阀位号
正常值
单位
正常工况
ＦＩＣ１０１
ＴＩＣ１０１
ＦＶ１０１
ＴＶ１０１Ａ
ＴＶ１０１Ｂ
１２０００
１７７
Ｋｇ／ｈ
℃
投自动
投自动分程控制

2．显示仪表(如表３所示）
表３显示仪表
位号
显示变量
正常值
单位（说明)
ＰＩ１０１
ＰＩ１０２
ＦＩ１０１
ＦＩ１０２
ＴＩ１０１
ＴＩ１０２
ＴＩ１０３
ＴＩ１０４
ＥＶＡＰＯ．ＲＡＴＥ
泵ＰＡ１０１Ａ／Ｂ出口压力
泵ＰＡ１０２Ａ／Ｂ出口压力
热物流主线流量
热物流副线流量
冷物流入口温度
冷物流出口温度
热物流入口温度
Ｅ１０１热物流出口温度
冷物流出口汽化率
９．０
１０．０
１００００
１００００
９２．０
１４５．０
２２５．０
１２９．０
２０
ａｔｍ
ａｔｍ
ｋｇ／ｈ
ｋｇ／ｈ
℃
℃
℃
℃
％

3．现场阀说明（如表４所示)
表4现场阀
位号
名称
位号
名称
位号
名称
ＶＢ０１
ＶＢ０３
ＶＢ０４
ＶＢ０５
ＶＢ０６
ＶＢ０７
ＶＢ０８
ＶＢ０９
泵Ｐ１０１Ａ／Ｂ前阀
泵Ｐ１０１Ａ／Ｂ后阀
调节阀ＦＶ１０１前阀
调节阀ＦＶ１０１后阀
调节阀ＴＶ１０１Ａ前阀
调节阀ＴＶ１０１Ａ后阀
调节阀ＴＶ１０１Ｂ前阀
调节阀ＴＶ１０１Ｂ后阀
ＶＢ１０
ＶＢ１１
ＶＤ０１
ＶＤ０２
ＶＤ０３
ＶＤ０４
ＶＤ０５
ＶＤ０６
泵Ｐ１０２Ａ／Ｂ后阀
泵Ｐ１０２Ａ／Ｂ前阀
调节阀ＦＶ１０１旁通阀
Ｅ１０１壳程泄液手阀
Ｅ１０１壳程排气手阀
冷物流加热后出口阀
Ｅ１０１管程泄液手阀
Ｅ１０１管程排气手阀
ＶＤ０７
ＶＤ０８
ＶＤ０９
ＶＢ０２
ＶＢ１２
ＶＢ１３
ＶＢ１４
热物流冷却后出系统手阀
调节阀ＴＶ１０１Ａ旁通阀
调节阀ＴＶ１０１Ｂ旁通阀
泵Ｐ１０１Ａ开关按钮
泵Ｐ１０２Ａ开关按钮
泵Ｐ１０２Ｂ开关按钮
泵Ｐ１０１Ｂ开关按钮

五、操作说明　
(其DCS流程如图2所示，现场流程如图3所示。）
（一)冷态开车
１．.启动冷物流进料泵P101A
i（1）确定所有手动阀己关闭,将所有调节器置于手动状态且输出值为0;
（2）开换热器E101壳程排气阀VD03(开度约50%)；
（3）全开泵P101A前阀VB01；
（4）启动泵P101A；
(５)当泵P101A出口压力达到9．０aｔm(表)时，全开P101 A后手阀VB０３。
2．冷物流进料
（1)顺序全开调节阀FV101前后手阀VB04和VB０５；再逐渐手动打开调节阀FV101；
(2）待壳程排气标志块由红变绿时，说明壳程不凝气体排净，关闭VD03;
(3）开冷物流出口阀VD04，开度为50％;同时，手动调节FV１０１,使FIC101指示值稳定到12000kg／h，FV101投自动（设定值为12000ｋｇ/ｈ）.

图2

图3
3．启动热物流泵P102A
（1）开管程排气阀VD06(开度约50％)；
（2）全开泵P102A前阀VB11;
(3）启动泵P102A；
（4)待泵P102A出口压力达到正常值10.０aｔm(表），全开泵P102A后手阀VB10。
4．热物流进料
（1)依次全开调节阀W101A和W101B的前后手阀VB07、VB06、VB09、VB08:
(2)待管程排气标志块由红变绿时，管程不凝气排净，关闭VD06；
(3)手动控制调节器TIC101输出值，逐渐打开调节阀TV101A至开度为50％；
(4）打开热物流出口阀VD07至开度50％,同时手动调节TIC101的输出值,改变热物流在主、副线中的流量，使热物流温度分别稳定在〈177土2）℃左右,然后将TIC101投自动（设定值为177℃)。

（二)正常运行
熟悉工艺流程,维护各工艺参数稳定；密切注意各工艺参数的变化情况，发现突发事故时，应先分析事故原因,并做及时正确的处理。

（三)正常停车
１．停热物流泵P102A j
(1)关闭泵P102A后阀VＢl０；
（2）停泵P102A。|
2．停热物流进料|
(1)当泵P102A出口压力PI102降为0。laｔｍ时，关闭泵P102A前阀VB11；
（2）将TIC101置手动，并关闭TV101A；
（3)依次关闭调节阀TV101A、TV101B的后手阀和前手阀VB06、VB07、VB08、VB09;
(4）关闭E101热物流出口阀VD07。|
3．停冷物流泵P101A
（1）关闭泵P101A后阀VB０３；｜
（2）停泵P101A。
4．停冷物流进料
(1)当泵P101A出口压力PI101指示＜0。1aｔｍ时,关闭泵P101A前阀VB01；
（2)将调节器FIC101投手动;
(3)依次关闭调节阀FV101后手阀和前手阀VB05、VB04；
（4）关闭E101冷物流出目阀VD04。
5．换热器E101管程排凝
　　全开管程排气阀VD06、管程泄液阀VD05，放净管程中的液体（管程泄液标志块由绿变红）后,关闭VD05和VD06。
6．换热器E101壳程排凝　
全开壳程排气阀VD03、壳程泄液阀VD02，放净壳程中的液体（壳程泄液标志块由绿变红)后,关闭VD02和VD03。

（四)事故处理
１．ＦＶ１０１阀卡
现象:ＦＩＣ１０１流量无法控制
处理方法:打开调节阀ＦＶ101的旁通阀VD０１,并关闭其前后手阀VB04和VB05；调节VD０１开度，使FIC101指示值稳定为１２００ｋｇ／ｈ。通知维修部门.
２．泵P101A坏
现象:　(１）泵P10IA出口压力骤降；
　　　　（２）FIC101流量指示值急减;
　　　　（３）E101冷物流出口温度升高；
　　　　(４）汽化率ＥＶＡＰＯ．ＲＡＴＥ降低
处理方法：切换为泵P10１Ｂ (关闭泵P101A，启动泵P101B。) ，通知维修部门。
３．泵P102A坏
现象：　(１）P102A出口压力骤降；
　　　　（２）冷物流出口温度下降；
　　　　（３）汽化率ＥＶＡＰＯ．RATE降低
处理方法：切换为泵P102B （关闭泵P10２Ａ,启动泵P102B。）,通知维修部门。
４．ＴＶ１０１阀卡
现象:E101出口热物流温度和冷物流温度波动时，FI101流量无法调节。
处理方法：打开TV１０１A的旁通阀ＶＤ08，关闭TV101A前后手阀，｜调节VD08开度，使冷热物流出口温度和热物流流量稳定到正常值.通知维修部门。
５．换热器E101部分管堵
　　　　（３)冷物流出口温度降低；
　　　　(４）汽化率降低
处理方法：通知调度后，按正常停车操作停车后拆洗换热器(注意因设计常有一定裕度，在情况不很严重时，可以手控加大主线流量作临时处理。)
６．换热器E101壳程结垢严重
现象：　（１）热物流出口温度升高;
　　　　（２）冷物流出口温度降低;
处理方法:通知调度室，停车拆洗换热器。

(五)紧急停车
紧急停车步骤同正常停车。

六、思考题
1．冷态开车是先送冷物料,后送热物料;而停车时又要先关热物料，后关冷物料,为什么?
2．开车时不排出不凝气会有什么后果？如何操作才能排挣不凝气？。。
3．为什么停车后管程和壳程都要泄液？
4．请说出冷态开车两种方法有什么不同。
5．传热有哪几种基本方式，各自的特点是什么？。
6．工业生产中常见的换热器有哪些类型？
7．影响间壁式换热器传热量的因素有哪些?

项目四 管道、设备安装实训指导书
一、实训时间:
一周
二、实训目的：
1。培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
2.使学生掌握常用管道安装工具的使用方法。
3。学习供热工程中管道系统的安装技能及水压试验。
4.为从事供热工程施工打下良好的基础。
三、工具材料准备:
1。槽钢
2.管子铰板
3.6´镀锌钢管
4.板牙
5.钢锯及锯条、割管器
6.管钳
7.弯头
8.三通
9.生料带、机油等
10。套丝工作台
11。焊接设备
12。盒尺、水平尺等
13。截止阀、闸阀、水嘴等
14.铸铁散热器
四、实训内容
项目一 管道操作训练
(一) 常用工具的讲解：
(二） 实训内容
1、钢管切断
（1）用手锯切断钢管。切断管子时，应预先划好线.切割时，锯条应保持与管子轴线垂直，用力要均匀，锯条向前推动时要加适当压力，往回拉时不应加力.锯条往复运动应尽量拉开距离，不要只用中间一段锯齿。锯口要锯到管子底部，不可把剩余部分折断，以防止管壁变形。
（2）用割管器切断钢管.
2、管子调直
用冷调法。适用于管径在50mm以下的管子。用两把手锤,一把顶在管子弯曲处的凹面做支点,另一把敲打凸面,两把手锤不能对着打,应有一定间距，敲击力量要适度，直到管子平直为止。
3、管子弯曲
用手动弯管器弯成所需角度。
4、钢管套丝
手工套丝:学习用板牙套丝。
5、管道连接
学会用螺纹连接、焊接连接
要求:能连接管道、学会在管路上加弯头、三通,并使连接处的配合紧密。
6、展开图的画法.掌握典型管件虾米弯的展开图的画法.
7、放样、制作。根据展开图在钢管上放样并制作出虾米弯.
项目二 管道组装训练
学生实际组装一套管路，训练管件组装的基本技能。图1为完成示意图。

图1 管路组装示意图
项目三 室内采暖系统的安装
根据给定的施工图，完成采暖系统安装，训练学生实际安装技能。
安装内容：

图2 采暖安装图
施工图纸识读。
1。散热器的组对、安装.
2.附属设备的制作和组装。集气罐的制作、阀门配件的组装等。
3。系统支架的制作和安装。
4。管道系统组装、上架.主立管安装、干管安装、支管安装、散热器安装等。
5。系统水压试验，试验压力为0.6Mpa。
6.安装要求符合规范。

五、时间安排
项目
内容
用时
项目一
管道操作训练
1天
项目二
管道组装训练
2天
项目三
室内采暖系统的安装
2天

六、成绩评定
序号
项目
检查与考核方法
比例
备注
1
理论知识
日常提问
20
1、 总成绩≥90为优秀，总成绩≥75为良好，总成绩≥60为及格，总成绩〈60为不及格
2、 评定等级以优、良、及格和不及格登记。

2
动手操作
现场考核
40
3
实训笔记
上交后书面检查
20
4
劳动态度
日常记录
10
5
出勤情况
日常记录
10
6
总成绩

100
7
评定等级

以下情况实习成绩将评定为不及格：
1.实训态度不认真,动手能力极差
2.缺勤率超过1/3
3.实训中单项考核不及格
4.有不安全现象

项目五 供热工程实训指导书
一、实训目的：
1、熟悉供热系统组成、结构。
2、掌握供热系统运行、管理、操作要领。
3、进一步提高同学们调查研究，收集资料，方案比较，理论分析能力。
4、培养同学们水力计算及热力计算的能力.
5、培养同学们工程制图及编写说明书的能力。
二、实训任务:
1、完成供热企业现场实训
2、完成济南某单位住宅楼供暖工程设计
三、实训安排（60课时)
课时分配
教学内容
6
安全生产教育、锅炉房设备认知
6
锅炉设备操作、运行和维护
6
换热站设备认知、操作与运行
6
供热管网巡检
6
总体讲解采暖设计的原则及方法；选择供暖系统
6
采暖房间的热负荷计算
6
管网布置以及水力计算
6
绘制采暖平面图、系统图
6
编写首页、计算说明书
6
汇报设计情况，检查成果，评定成绩
四、实训内容

企业实训内容:
一、锅炉房
1、锅炉本体 汽锅、炉子、安全附件（压力表、安全阀、水位计等）
2、给水设备 水箱、水泵、水处理装置
3、通风设备 送风机、引风机、烟囱
4、燃料供应及除灰设备 输煤机、磨煤机、灰渣输送机、灰车
5、锅炉控制 控制室
二、换热站
1、主要设备 分汽缸、汽水加热器、凝结水箱、凝结水泵、循环水泵
2、仪表阀门 减压阀、压力表、温度计、蒸汽流量计、疏水阀、凝结水流量计、调节阀、安全阀
三、供热管网
1、室外管网 管道、检查装置
2、室内管网 入户装置、散热器、干管、立管、支管、阀门

设计内容：
(一）　供暖热负荷的计算
1、首先将各供暖房间进行编号。
2、按下列公式进行围护结构基本耗热量的计算：公式:Ｑ＝ＫＦ(ＴＮ－ＴＷ)α。
3、计算附加耗热量。
4、列出房间围护结构耗热量计算表，将上述计算数值填入表内。
5、计算冷风渗透耗热量。
6、计算冷风侵入耗热量。
7、计算房间供暖热负荷。
（二)　供暖系统的选择
1、选择热源入口位置。
2、确定系统形式：选同程系统还是异程系统？单管系统还是双管系统？上供式还是下供式？
3、确定管道及散热器的位置：包括：确定供水总立管；供水回水水平干管及散热器的位置。
(三）　散热面积及散热器片数的计算
1、选择散热器的形式：设计中，推荐选用＂铸铁四柱６４０型＂
2、按下列公式计算散热器的面积：公式：Ｆ＝Ｑ／Ｋ(ＴＰＪ－ＴＮ)ß１ß２ß３ß４
3、按下列公式计算散热器的片数：公式：Ｎ＝Ｆ／f
（四）　系统的水力计算：
1、首先绘制系统轴测草图。　　　　　　
2、对管道进行编号，并注明各管道的长度及负荷值。　
3、计算最不利环路。　
4、确定其他并联环路的管径并作压力损失平衡。
（五)　绘图
1、平面图：⑴首先用细实线将土建平面图描下来。　
⑵绘制采暖平面图(分层绘制）。
2、系统图：⑴供回水干管的线型与平面图的相同。
⑵供回水干管在起始点或末端注上标高,单位为米;另外在供回水干管上要标上坡向和坡度。　
⑶再在供回水干管上标上补偿器及固定支架的位置。
３、设计施工说明：应包括：建筑物总的热负荷；热媒介质及温度；防腐措施；保温材料；散热器的形式,管材等．
（六)编写设计计算说明书
内容包括以下几项：
⑴目录
⑵原始资料
⑶热负荷的计算
⑷方案的比较与确定
⑸散热器的选择计算
⑹管网的水力计算
⑺设计小结及参考文献
五、原始资料
1、该工程所在地点：济南
2、热媒及温度:供水温度９５℃；回水温度７０℃
3、室内计算温度：浴室，卫生间２４℃；其它房间１８℃
4、室外气象参数：冬季采暖室外计算温度：－７℃
冬季室外大气压力:９９８．５mbar
冬季主导风向：东北；
冬季平均风速：Ｖ＝３．２m/s
5、系统入口压力差：１．０mmHg
6、墙体材料与厚度：
外墙：２４０mm,内表面白灰粉刷
内墙：２４０mm，两面白灰粉刷
7、外门：单层木门，高见门窗表
8、外窗：单层木框玻璃窗，高１．７m
9、地面：直接敷设在土壤上的不保温地板
10、屋顶：平屋顶
11、．土建图：（一套）
包括：a.楼层平面图
　　　b。住宅Ａ－Ｆ立面图及１－１剖面图一张
　　　c。住宅１－１１立面图
　　　d.住宅１１－１立面图　
　　　e。单元详图(１：５０）
六、参考文献
１、《供热通风设计手册》（陆耀庆编;中国建筑工业出版社）
２、《供热工程》（哈建工等编；中国建筑工业出版社）
３、《采暖通风与空调设计规范》(ＧＢＪ１９－８７；中国计划出版社)
４、《暖通空调设计通病分析手册》（中国建筑工业出版社）
５、《建筑制图与识图》（清华大学编;中国建筑工业出版社）
七、成绩评定
序号
项目
检查与考核方法
比例
备注
1
实训笔记
书面检查
30
1、 总成绩≥90为优秀，总成绩≥75为良好，总成绩≥60为及格，总成绩〈60为不及格
2、 评定等级以优、良、及格和不及格登记。

2
劳动表现
现场记录
20
3
计算绘图
书面检查
30
4
答辩情况
现场考核
10
5
出勤情况
日常记录
10
6
总成绩

100
7
评定等级

满足下列条件之一者为不及格：
1. 缺勤率超过1/3
2. 现场实训不遵守劳动安全纪律
3. 方案选型完全不合理，不清楚设计的要求，不知如何进行负荷计算、水力计算及方案设计
4. 完全不了解图纸内容
5. 对答辩问题解释不清