第四章 蒸汽供热系统
10供式和下供式。 4.按凝结水回收动力 重力回水和机械回水。 5.按凝结水系统是否与大气相通 开式系统(通大气)和闭式系统(不通大气)。 6.按凝结水充满管道断面的程度 干式回水和湿式回水。
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二、蒸汽供暖系统热媒的选择 蒸汽供暖系统热媒的选择,见表4-l。
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三、低压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统供汽表压力<=70kPa,一般供汽压 力约为5-20kPa,温度为100-110℃。所以系统长度 不能太长,一般控制在200m以内。 1.低压蒸汽供暖系统的工作原理 ⑴机械回水低压蒸汽采暖系统 ⑵重力回水低压蒸汽采暖系统
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第二节 低压蒸汽供暖系统的水力计算
一、低压蒸汽管道的水力计算 散热器前蒸汽管:水力计算与蒸汽压力有关( 散热器前蒸汽管:水力计算与蒸汽压力有关(蒸 汽密度是随压力变化)。 汽密度是随压力变化)。 散热器后的凝结水管: 散热器后的凝结水管:水力计算与管内是否充满 水有关。 水有关。 在低压蒸汽供暖系统中, 在低压蒸汽供暖系统中,靠锅炉出口处蒸汽 本身的压力,使蒸汽沿管道流动, 本身的压力,使蒸汽沿管道流动,最后进入散热 器凝结放热。 器凝结放热。
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图4-1 上分式机械回水低压蒸汽供暖系统图 1--室外蒸汽管;2--宅内蒸汽干管;3--蒸汽立管;4--散热器支管; 5--凝结水支管;6--凝结立管;7--凝结水干管;8--凝结水箱; 9--凝结水泵;10--疏水器;11--减压阀;12--止回阀
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图4—2 上分式重力回水低压蒸汽供暖系统图 1--蒸汽总立管;2--室内蒸汽干管;3--蒸汽立管;4—蒸汽支管; 5--凝水支管;6—凝水立管;7--凝水干管
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2.低压蒸汽供暖系统形式 按蒸汽干管的位置分为:上供式、中供式和下 供式。 按立管的数量分为:单管式和双管式。
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双管上供下回式
图式:
200~250mm
h
适用范围 室温需调节的多 层建筑 特点 常用双管做法 易上冷下热
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双管下供下回式
图式:
恒温式疏水器是低压疏水装置中常用的一种疏水器,如图4-4所示。
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图4-4 恒温式疏水器
构造:过滤器、锥形阀、波纹管、 校正螺丝、外壳。 波纹管内有少量易蒸发液体(如 酒精)。 工作原理:当饱和温度的凝结水 →疏水器→凝水温度>液体蒸发温 度→波纹管内的液体瞬时蒸发→ 蒸汽的压力增高→波纹管沿轴线 伸长→带动阀芯→关闭凝水通路, 防止蒸汽逸出。当凝水温度↓, 波纹管自动收缩,锥形阀打开, 凝水排出。
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2.系统连接方式 .
⑴与生产工艺用户连接 一般采用间接加热的方式, 一般采用间接加热的方式,这样有利于提高凝结水的回收 率。 与采暖、 ⑵与采暖、通风用户的连接 一般经减压阀减压 减压阀减压后 再进入散热器 暖风机。 散热器或 一般经减压阀减压后,再进入散热器或暖风机。 如用户需热水供暖,则可在用户入口处安装汽 水换热器 如用户需热水供暖,则可在用户入口处安装汽—水换热器 蒸汽喷射器。 或蒸汽喷射器。 ⑶与生活热水用户的连接 采用间接连接,通过容积式换热器 容积式换热器或 水加热器的连接 采用间接连接,通过容积式换热器或汽—水加热器的连接 水加热器 方式;不宜采用蒸汽直接加热的连接方式。 方式;不宜采用蒸汽直接加热的连接方式。
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⑶其他并联环路的水力计算 按平均比摩阻选择管径,管内流速≯最大允许流速: 按平均比摩阻选择管径,管内流速≯最大允许流速: 蒸汽、水同向流动: 蒸汽、水同向流动:30m/s 蒸汽、水逆向流动: 蒸汽、水逆向流动:20m/s 并联支路节点压力不平衡率一般控制在25%以内。 ⑷并联支路节点压力不平衡率一般控制在 %以内。 考虑凝结水和空气的影响, ⑸考虑凝结水和空气的影响,蒸汽干管始端管径在 50mm以上时,末端管径不小于 以上时, 以上时 末端管径不小于32mm; ; 蒸汽干管始端管径在50mm以下时,末端管径不小于 以下时, 蒸汽干管始端管径在 以下时 25mm。 。
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二、凝结水管的确定
干式凝结水管:为非满管流动,部分截面流水,部分 干式凝结水管:为非满管流动,部分截面流水, 截面排空气,可能产生二次蒸汽,要求管径大。 截面排空气,可能产生二次蒸汽,要求管径大。 湿式凝结水管:为满管流动, 湿式凝结水管:为满管流动,当系统不产生二次蒸汽 时使用,但需安装排空气装置。 时使用,但需安装排空气装置。 凝结水管管径:根据凝结水管负担的供热量来确定, 凝结水管管径:根据凝结水管负担的供热量来确定, 附录4-3。 见附录 。 凝水干管的坡度: ≮ 凝水干管的坡度:i≮0.005,且凝水干管始端管径一 , 般≮25mm;个别始端负荷不大时,可≮20mm。 ;个别始端负荷不大时, 。 散热器凝水支管一般用15mm。 散热器凝水支管一般用 。 湿式凝水管的空气管管径一般采用15mm。 湿式凝水管的空气管管径一般采用 。
第四章 蒸汽供热系统
以蒸汽为热媒,向供暖、通风、热水供应、空气调 节、生产工艺等热用户供热的供热系统,称蒸汽供 热系统。
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蒸汽作为热媒的特点(与热水相比): 蒸汽作为热媒的特点(与热水相比): ①适应性广
可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要 蒸汽:主要靠相变放出热量(放出 求。②管道初投资低蒸汽:主要靠相变放出热量 放出 汽化潜热) 汽化潜热 靠温度降低放出热量,无相变。 水:靠温度降低放出热量,无相变。③散热设备面积小 蒸汽在散热设备的热媒平均温度为相应压力下的饱和温度; 热水在散热设备内的热媒平均温度为进、出口水温平均值。 4、对于高层建筑高区不会使建筑物底部的设备和散热器超 压。
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图4-7 干式凝结水管过门装置 1-Φ15空气绕行管 2-凝结水管 3-泄水口
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⑷蒸汽管应能及时排除沿途凝结水,以防水击, 水平供汽管道要考虑坡度,并尽可能使蒸汽和 沿途凝结水同向流动。蒸汽干管汽水同向流动 时,坡度i宜采用0.003,≮0.002。进入散热 器支管的坡度i=0.0l-0.02。蒸汽干管向上拐 弯处,必须设置疏水器。 ⑸凝结水管应能及时排出凝结水和空气,要考 虑坡度和坡向,要保证干、湿凝水干管高度。
适用范围 室温需调节的多层 建筑 特点 可缓解上冷下热 现象 供汽立管需加大 需设地沟 室内顶层无供汽 水平干管,美观
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双管中供式
图式:
适用范围 当顶层无法布置水 平干管的多层建筑 特点 缓解上冷下热现 象 接层方便
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单管下供下回式
图式:
适用范围 三层以下建筑 特点 单立管,汽水 逆向流动,立管管 径大 室内无供汽水 平干管,美观 安装简便,造 价低 需设地沟
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1.沿程阻力损失 . 2 λ ρv ⑴比摩阻 R=
d 2
⑵管段的沿程阻力损失 2.局部压力损失 . 3.压力损失 .
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∆ P y = RL
∆Pj = ∑ ζ
ρv 2
2
∆P = ∆Py + ∆Pj
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4.水力计算方法及步骤 .
⑴先从最不利管路开始,即从锅炉房到最远 先从最不利管路开始, 的散热器的管路开始计算。 的散热器的管路开始计算。 最不利管路的水力计算,通常采用: ⑵最不利管路的水力计算,通常采用 控制比压降法:将最不利管路的每1m总压力 控制比压降法:将最不利管路的每 总压力 损失控制在约100Pa/m。 损失控制在约 / 。 平均比摩阻法: 平均比摩阻法:已知锅炉或室内入口处蒸汽 压力P下 按平均比摩阻选管径。 压力 下,按平均比摩阻选管径。 α ( Pg − 2000) R pj = ∑L
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第一节 低压蒸汽供暖系统
一、蒸汽供暖系统的分类 以蒸汽为热媒,只向供暖热用户供热的供热系统, 以蒸汽为热媒,只向供暖热用户供热的供热系统,称 为蒸汽供暖系统。 为蒸汽供暖系统。 1.按供汽压力 .
高压蒸汽采暖系统 P(表压 >0.07MFa 表压)> 表压 表压)≤0.07MPa 低压蒸汽采暖系统 P(表压 表压 绝对压力)< 真空蒸汽采暖系统 P(绝对压力 <0.1MPa 绝对压力 2.按立管的数量 单管(国内绝大多数) 双管(立管中为汽水两相流,易产生水击和汽水冲击声, 很少使用)
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单管上供下回式
图式:
适用范围 多层建筑 特点 常用单管做法 安装简便,造价低
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3.设计要点 ⑴为简化计算,在低压蒸汽采暖系统水力计算 时,不考虑沿途蒸汽密度的变化和沿途凝结水 对蒸汽流量的影响。 ⑵为了防止凝结水泵内产生汽蚀,水泵应在凝 结水箱最低水位以下。 ⑶蒸汽管或凝结水管通过门或洞口时采用图47的方式。
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3.凝结水回收系统 .
⑴系统作用 回收热量( 回收热量(80~100℃) ℃ 回收水量(软化水,热电厂凝结水,除盐水) 回收水量(软化水,热电厂凝结水,除盐水) ⑵定义 蒸汽在用热设备凝结放热后,凝结水经疏水器、 蒸汽在用热设备凝结放热后,凝结水经疏水器、管道及 设备返回热源的回水管,称为凝结水回收系统。 设备返回热源的回水管,称为凝结水回收系统。 ⑶分类 按是否与大气相通: 按是否与大气相通:开式和闭式 按流动方式:单相流(满管流和非满管流) 按流动方式:单相流(满管流和非满管流)和两相流 按驱使凝结水流动的动力:重力回水(靠水位差或坡度 靠水位差或坡度) 按驱使凝结水流动的动力:重力回水 靠水位差或坡度 和机械回水(靠水泵) 和机械回水(靠水泵)