供暖系統(tǒng)由鍋爐、供熱管道、散熱器三部分組成。

建筑物的耗熱量和散熱器的確定以及供熱管道管徑和系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算是一項(xiàng)周密細(xì)致和復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程。一般由設(shè)計(jì)部門暖通設(shè)計(jì)人員承擔(dān)。但是對(duì)于我們咨詢行業(yè)要為某業(yè)主在初建、擴(kuò)建或可研階段，對(duì)供熱設(shè)備（散熱器、管道、鍋爐）的選型，造價(jià)作出估算及驗(yàn)算供熱管道和鍋爐的負(fù)荷或在施工中需要作局部變更，或需編制供暖鍋爐的耗煤計(jì)劃，常因缺乏數(shù)據(jù)而不能進(jìn)行工作，況且這些零星瑣碎的工作也不便給設(shè)計(jì)部門增添麻煩。

為解決上述問(wèn)題，本人根據(jù)從事暖通專業(yè)工作多年的經(jīng)驗(yàn)，特撰寫此文，僅供從事咨詢工作的人員參考。

一、建筑物的供熱指標(biāo)（q0）

供熱指標(biāo)是在當(dāng)?shù)厥彝獠膳?jì)算溫度下，每平方米建筑面積維持在設(shè)計(jì)規(guī)定的室內(nèi)溫度下供暖，每平方米所消耗的熱量（W/m2）。

在沒(méi)有設(shè)計(jì)文件不能詳細(xì)計(jì)算建筑物耗熱量，只知道總建筑面積的情況下，可用此指標(biāo)估算供暖設(shè)備，概略地確定系統(tǒng)的投資，q0值詳見(jiàn)表-1

二、散熱器散熱量及數(shù)量的估算

1.以四柱640型散熱器為準(zhǔn)，采暖供回水溫度95-70℃

2.熱水采暖時(shí)，一片散熱器的Q值為：

3.Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)

4.公式中：K=3.663Δt0.16 K=3.663×(-18)0.16=7.13W/m2·℃

5.當(dāng)采用低壓蒸汽采暖時(shí)：

6.Q汽=K×F×Δt=7.41×0.20×(100-18)=122(W/片)

7.公式中：K=3.663Δt0.16 K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2·℃

8.根據(jù)熱平衡原理，將建筑物熱指標(biāo)和所需散熱器片數(shù)列表1（以四柱640型為準(zhǔn)）。

9.各種散熱器之間的換算

10.若需將四柱640型散熱器改為其它類型的散熱器其片數(shù)轉(zhuǎn)換可按下式：

11.K1×F1×Δt=K2×F2×Δt即K1×F1=K2×F2進(jìn)行換算。

12.房間內(nèi)散熱器數(shù)量的調(diào)整

1）.朝向修正：朝南房間減一片，朝北房間加一片；既面積、窗墻比相同的兩個(gè)房間，南、北向相差2片。

2）.窗墻比修正：有門窗的房間比只有窗無(wú)外門面積、朝向均相同的房間多2片。

3）.角隅房間（具有兩面外墻的房間）：按估算數(shù)附加100%。

散熱器數(shù)量經(jīng)過(guò)修正后，可根據(jù)適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求，選用所需散熱器型號(hào)，并用互換公式換算所需訂購(gòu)的散熱器數(shù)量。

4）.如要求相對(duì)精確，散熱器片數(shù)的確定，可參見(jiàn)暖通設(shè)計(jì)手冊(cè)或其它有關(guān)資料。

三、供暖管道的估算

1．供暖管道的布置形式：

供暖管道布置形式多種多樣，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立管又分雙管和單管，單管又有垂直與水平串聯(lián)之別，蒸汽采暖又有干式與濕式回水之分等等。根據(jù)介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的路程是否相等，還可分為：

1）.異程式：介質(zhì)流經(jīng)各環(huán)路的路程不相等，近環(huán)路阻力小，流量大，其散熱器會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，遠(yuǎn)環(huán)路阻力大，流量小，散熱器將出現(xiàn)偏冷現(xiàn)象；中環(huán)路散熱器溫度適合，特別是在環(huán)路較多的大系統(tǒng)中，這種熱的不平衡現(xiàn)象更易發(fā)生，且難調(diào)節(jié)。但異程系統(tǒng)能節(jié)約管材，但采暖系統(tǒng)作用半徑小。

2）.同程式：介質(zhì)流過(guò)各環(huán)路的路程大體一致，各環(huán)路阻力幾乎相等，易于達(dá)到水力平衡，因而流量分配也比較均勻，不致象異程系統(tǒng)那樣產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。但同程系統(tǒng)比異程系統(tǒng)多用管材。但調(diào)試簡(jiǎn)單方便，供熱安全可靠，建議采用同程采暖系統(tǒng)為最佳選擇。

2．采暖管道的估算

1）.采暖管道管徑的估算是根據(jù)允許單位摩擦阻力（熱水采暖R=80-120Pa/m；蒸氣采暖R=60Pa/m和不超過(guò)管內(nèi)熱媒流動(dòng)的最大允許流速來(lái)確定的（見(jiàn)表-2、表-3、表-4）。管徑估算表中Q、W、R、N值為常用估算值，而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值為最大值，適用于距鍋爐房近，作用半徑小，環(huán)路小的采暖系統(tǒng)。

2）.利用此表可按管道負(fù)擔(dān)的散熱器片數(shù)迅速?zèng)Q定管徑，也可用于系統(tǒng)局部變更或檢驗(yàn)管道是否超負(fù)荷。

3）.根據(jù)低壓蒸氣管與凝結(jié)水管同徑熱負(fù)荷的比較，DN70以下的蒸氣管所用的凝結(jié)水管比蒸氣管＜1號(hào)；DN70以上的蒸氣管所用的凝結(jié)水管比蒸氣管＜2號(hào)。

四、供暖系統(tǒng)壓力損失的估算

1．公式：

ΣH水=1.1Σ(RL+Z)PaΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa

式中：

R—單位管長(zhǎng)度沿程壓力損失，按100Pa/m估算。

1.1—因施工增加阻力和計(jì)算誤差等因素考慮的系數(shù)。

熱水采暖系統(tǒng)管徑估算表表-2

2．熱水供暖循環(huán)泵的估算

1）流量：G=(1.2~1.3)

式中：Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃

c—水的比熱。取c=1

1.2~1.3—儲(chǔ)備系數(shù)

2）揚(yáng)程：根據(jù)下列公式估算

H=1.1(H1+H2+H3)KPa

式中：

H1—鍋爐房?jī)?nèi)部壓力損失（70KPa~220KPa）

H2—室外管網(wǎng)最不利環(huán)路的壓力損失（KPa）

H3—室內(nèi)最長(zhǎng)、最高環(huán)路的壓力損失，一般為10-20Kpa；有暖風(fēng)機(jī)的為20-50Kpa；水平串聯(lián)系統(tǒng)為50-60Kpa;帶混水器的為80-120Kpa。R值按100Pa/m計(jì)算。

根據(jù)上列公式和數(shù)據(jù)，計(jì)算出水泵的流量和揚(yáng)程，即可選擇水泵。

3．低壓蒸氣采暖系統(tǒng)對(duì)鍋爐定壓的要求

在蒸氣量能滿足系統(tǒng)采暖負(fù)荷的情況下，可按照低壓蒸氣系統(tǒng)壓力損失估算法來(lái)確定鍋爐的壓力。

室外壓力損失：

H1=1.1×+2000Pa

式中：

R值取100Pa/m

L為室外管道長(zhǎng)度m

室內(nèi)壓力損失H2可按20Kpa估算

鍋爐內(nèi)的壓力損失儲(chǔ)備系數(shù)取1.2

鍋爐定壓值P=1.2×(H1+H2)×10-4 MPa

五．鍋爐供暖負(fù)荷面積的估算

1．新型鍋爐的效率η=0.75以上。

0.7MW蒸發(fā)量鍋爐的供熱面積可按下式計(jì)算：

F=m2

F=8000 m2

式中：0.8—考慮鍋爐和室外采暖管道損失占20%，室內(nèi)占80%。

q0—按70W/m2估算

2．煤的發(fā)熱量

焦煤：7.6kW/kg；

無(wú)煙煤：7.0kW/kg；

煙煤：6.0kW/kg；

褐煤：5.0kW/kg；

泥煤：3.54kW/kg；

3．一天的燃燒量

B2=B1×每日供暖小時(shí)（T/日）

4．一年采暖期的燃煤量B3=B2×采暖期天數(shù)（T/年）

5．鍋爐燃煤量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字

0.7MW蒸發(fā)量的鍋爐需要的燃煤量：

無(wú)煙煤：180kg/h；

煙煤：270kg/h；

褐煤：360kg/h。

供暖系統(tǒng)板式換熱器清洗

一、供暖系統(tǒng)常見(jiàn)運(yùn)行故障及產(chǎn)生的原因

供暖系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中，其水循環(huán)系統(tǒng)常發(fā)生結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥等故障，嚴(yán)重時(shí)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行、增大運(yùn)行成本，縮短供暖設(shè)備的正常使用壽命，導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢。這些故障主要由以下幾個(gè)原因造成：

供暖系統(tǒng)用水一般都采用未經(jīng)處理的含有大量Ca2+、Mg2+等成垢離子的自來(lái)水，這些成垢離子在水溫升高或蒸發(fā)濃縮時(shí)極易從水中飽和析出沉積在鍋爐、換熱器及管網(wǎng)內(nèi)的金屬面上而形成 水垢。

給水中的泥沙及各種菌藻微生物進(jìn)入水系統(tǒng)后，由于溫度適合微生物生長(zhǎng)繁殖，從而使系統(tǒng)中產(chǎn)生大量微生物粘泥，附著在散熱器管內(nèi)，與水垢混合在一起形成生物性污垢。

水中的溶解氧和鹽類對(duì)供暖系統(tǒng)的金屬材質(zhì)會(huì)產(chǎn)生氧腐蝕和化學(xué)腐蝕。由于供暖系統(tǒng)是由多種材質(zhì)組成的，在含有大量電解質(zhì)鹽類物質(zhì)的水中，不同金屬間就形成了電偶和腐蝕電池，從而對(duì)系統(tǒng)金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。結(jié)垢和生物粘泥也會(huì)導(dǎo)致金屬產(chǎn)生垢下腐蝕和微生物腐蝕。

二、結(jié)垢和腐蝕對(duì)供暖系統(tǒng)的危害

能耗大幅增加，運(yùn)行成本上升

供暖系統(tǒng)結(jié)生水垢和生物粘泥后，是鍋爐和換熱器傳熱效率下降，循環(huán)水流通面積變小，流通阻力增大，從而導(dǎo)致能耗大幅度增加，使供暖成本增大。

系統(tǒng)工作效率下降，影響供暖

供暖系統(tǒng)結(jié)垢后使熱交換效率下降，熱水出口溫度降低，回水溫度升高，進(jìn)出口水溫差縮小。從而使冬季供暖效率下降，房屋溫度偏低。

縮短設(shè)備使用壽命，增加設(shè)備維修費(fèi)用

結(jié)垢和粘泥故障影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，需進(jìn)行周期性的清洗和檢修，從而大幅度增加設(shè)備的檢修和清洗費(fèi)用。這種費(fèi)用遠(yuǎn)高于系統(tǒng)正常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。由于腐蝕的產(chǎn)生，使供暖水系統(tǒng)金屬材料受到損傷，這種損傷將使換熱器、鍋爐等設(shè)備及管線使用壽命縮短，造成供暖水管道和末端設(shè)備潰爛滲漏，直接損傷房間裝飾材料，增加維修和裝潢費(fèi)用，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鍋爐及換熱器提前報(bào)廢。

三、供暖系統(tǒng)設(shè)備化學(xué)清洗的目的

結(jié)垢和微生物粘泥及由此伴生的腐蝕故障，對(duì)系統(tǒng)的安全、正常和低成本運(yùn)行影響極大，需定期進(jìn)行化學(xué)清洗，通過(guò)安全有效的化學(xué)清洗可達(dá)到如下目的：

徹底清楚水系統(tǒng)內(nèi)的各種水垢、微生物粘泥和腐蝕產(chǎn)物，保證系統(tǒng)安全正常運(yùn)行，顯著提高供暖效率；

降低運(yùn)行成本，大幅度節(jié)約能源，清洗后可使系統(tǒng)煤耗量或油（氣）耗量降低20～30%；

保護(hù)金屬，消除腐蝕隱患，延長(zhǎng)鍋爐、換熱器及管道設(shè)備使用壽命。

四、供暖設(shè)備清洗市場(chǎng)技術(shù)現(xiàn)狀

迄今為止，國(guó)內(nèi)外供暖系統(tǒng)結(jié)垢后均采用強(qiáng)腐蝕性酸洗除垢，強(qiáng)酸性清洗對(duì)供暖設(shè)備危害很大：

腐蝕金屬，縮短設(shè)備使用壽命，導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢

酸洗技術(shù)是借助強(qiáng)腐蝕性的酸溶解供暖系統(tǒng)中的污垢。由于供暖水系統(tǒng)是多材質(zhì)體系，酸對(duì)金屬不僅具有強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕，而且不同金屬在酸洗液中因電極電位差異相互間形成電偶對(duì)，導(dǎo)致?lián)Q熱器遭受電偶腐蝕和晶間損傷，從而使供暖設(shè)備使用壽命大大縮短。由于換熱器金屬壁很薄，強(qiáng)腐蝕性的酸洗液容易將其腐蝕穿孔，損傷嚴(yán)重時(shí)，可使被洗設(shè)備當(dāng)時(shí)報(bào)廢。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)因酸洗不當(dāng)導(dǎo)致價(jià)值昂貴的換熱設(shè)備洗完即報(bào)廢的清洗事故時(shí)有發(fā)生。

清洗效率低，除垢不徹底

酸洗只能將供暖系統(tǒng)內(nèi)的碳酸鹽水垢除去，對(duì)硫酸鹽及硅質(zhì)性污垢無(wú)法溶解，因此清洗后系統(tǒng)內(nèi)殘存大量難溶垢，供暖設(shè)備洗凈率低，清洗后難以有效恢復(fù)換熱器傳熱效率和冬季供暖效率。

毒害生物，污染環(huán)境

酸洗廢液中含有大量的劇毒和強(qiáng)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，COD、BOD值超過(guò)國(guó)家環(huán)保指標(biāo)幾百倍甚至幾千倍，廢液對(duì)花、草植物和水生物具有強(qiáng)烈的毒性和危害性。目前各地清洗公司和水處理公司為降低工程成本，對(duì)酸洗廢液都不處理而直接排放，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大破壞和危害。

五、供暖設(shè)備化學(xué)清洗技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

鑒于酸洗技術(shù)對(duì)供暖設(shè)備的強(qiáng)腐蝕性和對(duì)生態(tài)環(huán)境的高污染性，目前國(guó)內(nèi)外都在積極研究開發(fā)安全、無(wú)污染的清洗技術(shù)。由于水處理和化學(xué)清洗對(duì)熱交換設(shè)備的安全、正常運(yùn)行影響很大，近年來(lái)酸洗不當(dāng)造成價(jià)值百萬(wàn)元的熱交換系統(tǒng)嚴(yán)重腐蝕甚至報(bào)廢的酸洗事故時(shí)有發(fā)生。因此，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)對(duì)鍋爐及壓力熱交換設(shè)備的化學(xué)清洗實(shí)行嚴(yán)格的清洗安全監(jiān)管。國(guó)家環(huán)保局也把酸洗技術(shù)列為九大污染源頭之一，將進(jìn)行限制和治理。國(guó)內(nèi)部分地區(qū)已嚴(yán)格禁止酸洗各種熱交換設(shè)備。

隨著國(guó)家環(huán)保立法和執(zhí)法力度的加大，用高效、安全、無(wú)污染的化學(xué)清洗技術(shù)替代目前使用的酸洗技術(shù)，必將成為熱交換設(shè)備化學(xué)清洗技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。無(wú)酸型、無(wú)腐蝕在線清洗技術(shù)成功地應(yīng)用于清洗領(lǐng)域，無(wú)疑是一條二十一世紀(jì)工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗和水處理技術(shù)發(fā)展的必由之。

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