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目录
一、设计的原始资料 ....................................................................................................... 2
1.1设计原因 ........................................................................................................................ 2 1.2设计题目 ........................................................................................................................ 2 1.3设计条件 ........................................................................................................................ 2 1.4设计方案 ........................................................................................................................ 2
二、供暖热负荷的计算 ................................... 3
2.1房间热负荷的计算 ........................................................................................................ 3 2.2散热器的选择及计算 .................................................................................................... 3 2.3管道的布置 .................................................................................................................... 5 2.4管道的水力计算 ............................................................................................................ 6
三、生物质气化炉的设计 ................................. 8
3.1气化炉类型的选择 ........................................................................................................ 8
3.2气化炉产气量的确定 .................................................................................................... 8 3.3 气化炉尺寸的计算 ..................................................................................................... 11
四、附属设备的选择 .................................... 13
4.1 燃气灶 ......................................................................................................................... 13 4.2 膨胀水箱 ..................................................................................................................... 13 4.3 排气阀 ......................................................................................................................... 13 4.4 补偿器 ......................................................................................................................... 13 4.5 除污器 ......................................................................................................................... 14
五、设计总结 .......................................... 14 六、附录 ................................... 错误!未定义书签。
七、参考文献 ....................................................................................................................... 15
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一、设计的原始资料
1.1设计原因
目前，部分农村地区仍存在秸秆焚烧、采用燃煤炊事取暖现象。秸秆的焚烧不但污染了大气环境，还使得储存在秸秆中的能量白白的浪费。随着一次能源的日益枯竭，生物质等新能源领域受到了人们的青睐。如何环保高效地发挥秸秆的潜能成了许多学者的研究方向，近年来，生物质气化炉的发展日益成熟，但仍存在着有待攻关的难题。本文主要设计了适合小型农户自产自销秸秆等生物质气化炉用于炊事采暖，设计方案操作简单、经济性能好，具有一定的可行性。 1.2设计题目
某农村住宅生物质气化气应用的规划设计 1.3设计条件
1.所在地区：辽宁省沈阳市
2.农村住宅平面图及尺寸，如下图1-1所示 3.一家4口人。
餐厅 书房 储物间 洗浴室 内走廊 卧室2 客厅 卧室1 1.4设计方案
根据该农村住宅所在地的气候条件和房屋维护结构保温情况采用面积概算热指数方法计算房间热负荷，并依此确定散热器类型和所需散热器片数，然后设计住宅供暖系统，确定供暖形式，绘制供暖管网平面图和系统图，再依据等温降法进行管网水力计算，依此选择各个管段的管径，并配置相应的管路附件（补偿器、除污器、排气阀等）；其次再统计计算该住宅生活日用气量，选择气化炉类
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型，初步估计气化炉气化强度，确定生物质日消耗量和气化炉热功率进而确定气化炉形状和各部位尺寸，计算生物质气化和气化气完全燃烧需空气量，依此选择相应的风机，并配置相应的附件设施。
二、供暖热负荷的计算
2.1房间热负荷的计算
考虑到农村住宅户型占地面积较宽裕，且生物质气化炉会产生烟尘、噪音，具有一定的不安全因素。因此，将锅炉设备不放置在主体建筑中。设计中将气化锅炉与燃气炉都设置在主体建筑左边的新建的屋子中。故考虑整个主体建筑的热负荷，计算如下：
设计热负荷Qn，按面积概算热指数计算，即：
Qn?qf?F/1000 （2-1）
式中：Qn—建筑物的供暖热负荷，KW;
F—建筑面积m2;
qf—单位面积供暖热指标W/m2。
以卧室1为例，F?28m2,qf?105W/m2，根据公式（2-1）计算出卧室1的设计热负荷为：Q'n?28?105?2.94KW
依次计算个房间的采暖热负荷，详见表2-1。 表2-1 各个房间供暖热负荷 房间 室内计算温度 供暖热指标 (℃) 卧室1 卧室2 客厅 内走廊 餐厅 洗浴室 储藏室 书房 2.2散热器的选择及计算
散热器的选取要综合衡量散热器的热工性能、经济方面、安装使用和工艺方面的要求。本设计中选取铸铁四柱760型散热器，该散热器每片的散热面积为
18 18 18 16 18 18 16 18 (W/m2) 105 105 105 100 105 105 100 105 供暖热负荷 (kW) 2.94 1.47 2.94 2.16 2.94 1.37 1.30 1.37 ^`
0.235m2。
采暖系统为上供下回式，给回水温度为95℃/70℃,散热器为同侧连接上进下出，明装，但上部有窗台板覆盖，距窗台板高度为150mm。
则各房间需暖气片数可由下式进行计算：
散热器面积：F?QK(tpj?ti)?1?2?3 （2-2）
式中：F—散热器散热面积，m2；
Q—散热器的散热量（即房间热负荷），W；
K—散热器传热系数，(W·m2/℃)； tpj—散热器内热媒平均温度，℃；
ti—采暖室内计算温度，℃；
β1—散热器组装片数修正系数； β2—散热器连接修正系数； β3—散热器安装形式修正系数。
散热器片数：n?
F
（2-3） f
式中：n —散热器片数，片；
F—散热器散热面积，㎡；
f—每片散热器的面积，㎡/片。
以卧室1为例，供暖热负荷为3.24KW，室内计算温度为18℃，以卧室为例，供暖热负荷Q?3240W,室内计算温度 ti?18℃，散热器内热媒平均温度
tpj?tg?th2?95?70?82.5℃，?tpj?tpj?tn?64.5。查散热器散热系数表可知此2时K=8.43，由散热器安装形式查散热器安装修正系数表知
?1?1.04,?2?1.00,?3?1.02，所以
F?n?Q29402?1?2?3??1.04?1.00?1.02?5.74m
K(tpj?ti)8.43?64.5F5.73??24.43 片，考虑实际情况，卧室应安装散热器片数25片。 f0.235?tpj依次计算各个房间需要的散热器片数，详见表2-2。 房间 /℃ K β1 β2 β3 散热器片数 ^`
卧室1 64.5 8.43 8.43 8.43 8.55 1.04 1.02 1.03 1.02 1.00 1.00 1.00 1.00 1.02 1.02 1.02 1.02 25 卧室2 64.5 12 客厅 64.5 25 内走廊 66.5 17 餐厅 64.5 8.43 1.04 1.00 1.02 25 洗浴室 64.5 8.43 1.02 1.00 1.02 11 储藏室 66.5 8.55 1.02 1.00 1.02 10 书房 64.5 8.43 1.02 1.00 1.02 11 2.3管道的布置
本设计中选用上供下回式热水供暖系统，按明装方式敷设，以下同。给回水温度为95/75℃，据窗台板高度150mm。 1.总立管的位置
外网热水从室内总立管输送给各个分支的水平供水干管，总立管比较粗，所以设在辅助房间里，不影响日常生活。 2.供水干管的位置
其位置设置在高处，为排除空气，坡度大于0.002，最高处设置集气罐等排气装置。
3.回水干管的布置
回水干管设置在地面上， 在地面铺设过门时，采用门上绕行通过的方式，最低点处设置泄水阀。 4.供回水立管的位置
立管设置在外墙角处，避免揭露结霜。设置在两外窗之间的墙面处，以便与两侧连接散热器。每根立管的上下端设置截断阀门，以便于系统检修是放水。有冻结危险的地方单独设立立管。 5.散热器支管布置
为排除散热器上方的空气和有利于排水，散热器供回水支管按按水流方向设置向
乡村地区生物质气化炉系统课程教学设计
