普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材 城市供熱工程

前言

為貫徹落實教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》和《教育部關于以就業(yè)為導向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》的精神，加強教材建設，確保教材質(zhì)量，中國電力教育協(xié)會組織制訂了普通高等教育“十一五”教材規(guī)劃。該規(guī)劃強調(diào)適應不同層次、不同類型院校，滿足學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，堅持專業(yè)基礎課教材與教學急需的專業(yè)教材并重、新編與修訂相結合。本書為新編教材。隨著我國城市集中供熱的迅速發(fā)展，城市熱力管網(wǎng)以及換熱站數(shù)量得以迅速增加，新工藝、新材料、新設備不斷出現(xiàn)，并且已經(jīng)在工程中得到應用，而對于城市熱力管網(wǎng)及換熱站的設計資料目前相對匱乏，應用于教學的教材更是缺少。為了適應目前快速發(fā)展的城市供熱的需求，也為了廣大熱能工程、建筑環(huán)境與設備工程等專業(yè)學生學習的需要，筆者結合多年的教學、設計、施工等方面的理論經(jīng)驗和體會，參考有關資料特編寫本書。美國早在1877年就建成了最早的區(qū)域供熱系統(tǒng)，即由一個鍋爐房供給全區(qū)許多棟建筑物供熱以及生產(chǎn)、生活所用的熱能。進入20世紀，一些發(fā)達國家，開始利用發(fā)電廠中汽輪機的廢氣，供給生活、生產(chǎn)用熱。其后逐漸發(fā)展為現(xiàn)代化的熱電廠，聯(lián)合生產(chǎn)電能、熱能，顯著地提高了燃料的利用率。20世紀60年代，世界能源的消耗，隨著城市工業(yè)的發(fā)展和城市人口的增加而快速增加。在這一時期，發(fā)達國家的能源消耗不同程度地增加了2～4倍。同時，鍋爐房多建于人口稠密區(qū)，煤煙粉塵、CO：和SO：氣體等造成了城市環(huán)境的嚴重污染。我國自1959年建設完成第一座城市熱電廠（北京東郊熱電廠），在其后的30年中，我國的城市供熱發(fā)展比較緩慢，到1980年，我國也只有七個城市有集中供熱。1980年后，我國城市區(qū)域供熱的發(fā)展進入“快車道”，1981年一年就增加了7個城市。進入21世紀，發(fā)展速度有增無減，逐漸向縣級城市，甚至向鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展。特別在我國的三北地區(qū)（東北、華北、西北）有許多工業(yè)企業(yè)建立了各種形式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，充分利用低值燃料和熱能綜合利用技術，形成了國家、企業(yè)、個人的綜合熱電聯(lián)產(chǎn)的梯級格局。在區(qū)域供熱系統(tǒng)中，采用大型現(xiàn)代化鍋爐，燃燒效率高，特別是綜合生產(chǎn)熱能和電能的熱電廠可以大大提高能源的利用率，擴大供熱的區(qū)域半徑，使熱源遠離城市中心人口稠密區(qū)，便于集中進行煤的燃燒，集中處理排人大氣的、對環(huán)境污染嚴重的燃燒產(chǎn)物（粉塵、SO2等）。本書主要講述供熱管網(wǎng)和換熱站兩部分設計、施工的相關知識，在內(nèi)容取舍和結構編排上既能滿足在校學生學習的要求，同時又對工程技術人員的設計、施工等方面起指導作用；在理論上，對原理進行簡單明了的闡述，力求做到深入淺出、簡明扼要。對提高熱能的利用效率和能源的可持續(xù)性發(fā)展等問題做了一定深度的闡述。同時強調(diào)近幾年新技術、新工藝的理論和實踐，既注重基本的理論教學，又兼顧基本技能的訓練，以便使學生在掌握基本理論和基本方法的基礎上，獲得解決實際問題的能力。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。    全書共分十章，主要包括緒論、城市供熱熱負荷計算、城市供熱管網(wǎng)的布置及敷設、供熱管網(wǎng)的水力計算、供熱管材及其附件、管道的熱應力計算、供熱管道安裝、換熱站、供熱管網(wǎng)保溫及防腐、供熱管網(wǎng)的運行與調(diào)節(jié)。    本書內(nèi)容主要講述供熱管網(wǎng)和換熱站兩部分設計、施工的相關知識，在內(nèi)容取舍和結構編排上既能滿足在校學生學習的要求，同時又對工程技術人員的設計、施工等方面起指導作用；在理論上，對原理進行簡單明了的闡述，力求做到深人淺出、簡明扼要。對提高熱能的利用效率和能源的可持續(xù)性發(fā)展等問題做了一定深度的闡述。同時強調(diào)近幾年新技術、新工藝的理論和實踐，既注重基本的理論教學，又兼顧基本技能的訓練，以便使學生在掌握基本理論和基本方法的基礎上，獲得解決實際問題的能力。    本書可作為高等院校建筑環(huán)境與設備工程和熱能與動力工程專業(yè)的選用教材，也可作為從事供暖和集中供熱工作的工程技術人員參考用書。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  城市供熱工程的發(fā)展  1.2  城市供熱工程的組成、分類、形式  1.3  城市供熱介質(zhì)  1.4  教材內(nèi)容及學習方法  復習思考題第2章  城市供熱熱負荷計算  2.1  熱負荷資料的收集  2.2  熱負荷資料的核算  2.3  熱負荷典型曲線圖繪制  2.4  熱負荷的計算  2.5  工業(yè)熱負荷  2.6  城市供熱管網(wǎng)熱負荷  復習思考題第3章  城市供熱管網(wǎng)的布置及敷設  3.1  城市供熱管道的布置  3.2  城市供熱管道的地上敷設  3.3  城市供熱管道的地下敷設  復習思考題第4章  供熱管網(wǎng)的水力計算  4.1  熱水管網(wǎng)水力計算  4.2  管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布  4.3  蒸汽管網(wǎng)水力計算  4.4  凝結水管網(wǎng)水力計算  復習思考題第5章  供熱管材及其附件  5.1  管道標準  5.2  常用管材  5.3  城市供熱管道常用閥門  復習思考題第6章  管道的熱應力計算  6.1  管道熱伸長量計算  6.2  供熱管道的強度計算  6.3  管壁厚度及活動支架間距的確定  6.4  管道熱補償  6.5  供熱管道固定支架間距及其受力計算  6.6  直埋熱水供熱管網(wǎng)的應力計算  6.7  直埋供熱管道的固定墩設計計算及豎向穩(wěn)定性驗算  復習思考題第7章  供熱管道安裝  7.1  供熱管道加工及連接  7.2  管溝和地上敷設管道安裝  7.3  直埋敷設管道安裝  7.4  管道試驗及清洗  復習思考題第8章  換熱站  8.1  換熱站的作用與類型  8.2  換熱站的連接方式  8.3  換熱器的基本類型與構造  8.4  換熱器的計算  8.5  水泵的選型計算  8.6  分汽缸、分水器及集水器  8.7  換熱站的設計  8.8  熱網(wǎng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)簡介  復習思考題第9章  供熱管網(wǎng)保溫及防腐  9.1  概述  9.2  保溫材料及其性能  9.3  保溫結構及施工  9.4  保溫熱力計算  9.5  防腐  復習思考題第10章  供熱管網(wǎng)的運行與調(diào)節(jié)  10.1  供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的水力工況  10.2  熱水管網(wǎng)的供熱調(diào)節(jié)  10.3  蒸汽管網(wǎng)的供熱調(diào)節(jié)  10.4  調(diào)節(jié)閥原理及應用  10.5  供熱管網(wǎng)的控制與檢測  復習思考題附錄  附表1-1  各種單位制常用單位換算及常用物理常數(shù)  附表1-2  我國各地區(qū)城市集中供熱情況（2005年）  附表2-1  衛(wèi)生器具的一次和小時熱水用水定額及水溫  附表2-2  冷水計算溫度  附表4-1  室外熱水管道水力計算表  附表4-2  室外熱水管道附件局部阻力當量長度Ld（m）（Kd=0.5  mm）  附表4-3  蒸汽密度表  附表4-4  室外蒸汽管道水力計算表  附表4-5  室外熱水管道附件局部阻力當量長度Ld（m）（Ka=0.2  mm）  附表4-6  室外凝結水管道水力計算表  附表5-1  碳素鋼、合金鋼制品的公稱壓力與最大工作壓力  附表5-2  鑄鐵制品的公稱壓力和最大工作壓力  附表5-3  銅制品的公稱壓力與最大工作壓力  附表5-4  常用無縫鋼管規(guī)格尺寸及單位長度理論質(zhì)量（GB／T17395-2008）  附表5-5  低壓流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管的常用規(guī)格  附表6-1  不保溫管道活動支架最大允許間距表  附表6-2  各種保溫管道活動支架最大允許間距表（p=1.3  MPa，t=200℃）  附表6-3  各種保溫管道活動支架最大允許間距表（p=1.3  MPa，t=350℃）  附表6-4  套管補償器尺寸及摩擦力數(shù)值表  附表6-5  供熱管道固定支架最大允許間距  附表8-1  供暖系統(tǒng)各種設備供給每1kW熱量的水容量Vc（L）  附表8-2  臥式容積式換熱器性能表  附表8-3  臥式容積式換熱器換熱面積  附表8-4  Lu型螺旋板汽一水換熱器性能表  附表8-5  SS型螺旋板水～水換熱器性能表  附表8-6  RR型螺旋板衛(wèi)生熱水換熱器性能表  附表8-7  空調(diào)專用KH型螺旋板水一水換熱器性能表  附表8-8  板式換熱器技術性能表  附表8-9  SFQ臥式儲存式浮動盤管換熱器技術性能表  附表8-1  0SFL立式儲存式浮動盤管換熱器技術性能表  附表8-1  1飽和水的熱物理性質(zhì)  附圖8-1  換熱首站工藝流程圖  附圖8-2  換熱首站一層平面布置圖  附圖8-3  換熱首站二層平面布置圖參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　緒論1.1 城市供熱工程的發(fā)展1.1.1 我國城市供熱行業(yè)的發(fā)展我國的城市供熱工程是新中國成立以后發(fā)展起來的，從第一個五年計劃開始，隨著我國將工作重心轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟建設上來，我國的經(jīng)濟和電力建設得到了較快的發(fā)展，北京、太原、吉林、蘭州和哈爾濱等城市建設了一批熱熱電廠，向工廠、住宅、學校等提供生產(chǎn)和生活用熱。特別是改革開放以來，在政府的政策和資金的大力支持下，集中供熱事業(yè)得到了飛速發(fā)展。目前，我國城市供熱行業(yè)發(fā)展的熱點是一些大、中型城市。如北京、沈陽、長春、太原、哈爾濱、濟南等城市已經(jīng)建成了大規(guī)模的城市供熱設施，具有一定規(guī)模的熱源、熱網(wǎng)和較完善的自動控制裝置，同時具有一定規(guī)模的、穩(wěn)定的熱用戶及用戶設備。集中供熱的發(fā)展，為提高城市人民的生活水平、改善城市大氣環(huán)境、提高能源的利用率等方面發(fā)揮了重要作用，城市集中供熱設施成了城市重要的基礎設施。我國建國初期，供熱行業(yè)得到迅速發(fā)展，1953～1965年，新增單機6MW以上的熱電機組容量2.4GW，占同期新增火電機組容量的27％。截至1965年底，全國供熱機組容量占火電機組總?cè)萘康谋戎剡_20％。但是1966～1976年期間，由于歷史原因，我國的供熱事業(yè)發(fā)展緩慢。改革開放以來，城市集中供熱得到了迅速發(fā)展，目前在城市供熱中，熱電廠供熱占總集中供熱的62.9％，區(qū)域鍋爐房供熱方式占35.1％，其他供熱方式共占1.35％。全國集中供熱面積中，公共建筑占33.1％，民用建筑占59.8％，其他占7.1％。

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《城市供熱工程》：普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。

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