蒸汽供暖系统.ppt

本讲主要内容 蒸汽采暖的特点蒸汽采暖的分类室内高压蒸汽采暖系统疏水器及其附属设备 一 蒸汽采暖的特点 与热水作为供热 暖 系统的相对比 蒸汽具有的特点 蒸汽在系统散热设备中 靠水蒸汽凝结成水放出热量 蒸汽和凝水在系统管路内流动时 其状态参数变化比较大 还会伴随相态变化 蒸汽在散热设备中定压凝结放热 散热设备的热媒温度为该压力下的饱和温度 蒸汽供暖系统中的蒸汽比容 较热水比容大得多 可大大减轻前后加热滞后的现象 蒸汽作为供热系统的热媒 其适用范围广 1 蒸汽在系统散热设备中 靠水蒸汽凝结成水放出热量 每1kg蒸汽在散热设备中凝结时放出的热量q 可按下式计算 q i q1kJ kg当进入散热设备的蒸汽是饱和蒸汽 流出的凝水是饱和凝水时 q rkJ kg如采用高温水130 70 供暖 每1kg水放出的热量为Q c tG 251 2kJ kg 采用蒸汽表压力200kPa供热 相应的汽化潜热r 2164kJ kg 2 蒸汽和凝水在管路里流动时 会伴随相态变化 湿饱和蒸汽在沿途产生凝水 湿饱和蒸汽经过阀门等节流后可能成为干饱和蒸汽或过热蒸汽 凝水重新汽化 产生 二次蒸汽 引起系统中出现所谓 跑 冒 滴 漏 问题 蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计和运行管理上较为复杂 3 蒸汽供暖系统中的蒸汽比容 较热水比容大得多 通常可采用比热水流速高得多的速度 可大大减轻前后加热滞后的现象 水静压力比热水系统小 如 在高层建筑供暖中 不会像热水供暖那样 产生很大的水静压力 4 蒸汽供暖系统中的散热器热媒平均温度高 例如 高温水130 70 供暖系统的散热器热媒平均温度为 130 70 2 100 采用蒸汽表压力200kPa供热 散热器热媒平均温度为133 5 该压力下的饱和温度 5 蒸汽作为供热系统的热媒 其适用范围广 蒸汽供热系统的热惰性小 适宜于间歇供热的用户 蒸汽的饱和温度随压力增高而增高 6 低位热能利用 节能7 热容量8 运行费用高9 寿命短 进空气 10 调节不易 间歇 11 卫生 但烫人 二 蒸汽采暖的分类 按照供汽压力的大小 供汽的表压力高于70KPa时 称为高压蒸汽供暖高压蒸汽供暖的压力一般由管路和设备的耐压强度确定 供汽的表压力等于或低于70kPa时 称为低压蒸汽供暖当系统中的压力低于大气压力时 称为真空蒸汽供暖系统复杂 卫生条件好 按照蒸汽干管布置的不同 上供式中供式下供式 单管式双管式目前国内绝大多数蒸汽供暖系统采用双管式 按照蒸汽立管布置特点 重力回水机械回水高压蒸气供暖系统都采用机械回水方式 按照回水动力不同 水击 1 水击产生的原因 在蒸汽供暖系统中 沿管壁凝结凝水可能被高速的蒸汽流裹带 形成随蒸汽流动的高速水滴 落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起 形成 水塞 并随蒸汽一起高速流动 在遭到阀门 拐弯或向上的管段等使流动方向改变时 水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击 就产生 水击 噪声振动局部高压 严重时能破坏管件接口的严密性和管路支架 2 水击的危害 3 减轻水击的方法 供汽主立管管径大些 速度低 下端装输水器 设坡水平敷设的供汽管路 必须具有足够的坡度 并尽可能保持汽 水同向流动 蒸汽干管汽水同向流动时 坡度i宜采用0 003 不得小于0 002 散热器支管的坡度i 0 01 0 02 3 减轻水击的方法 干管供汽干管向上拐弯处 必须设置疏水装置 供汽干管与立管的连接方式为了保持蒸汽的干度 避免沿途凝水进人供汽立管 供汽立管宜从供水干管的上方或侧上方接出 三 室内高压蒸汽供暖系统 利用高压蒸汽作为热媒 向工厂车间及其轴助建筑物各种不同用途的热用户 生产工艺 热水供应 通风及供暖热用户等 供热 是一种常用的供热方式 高压供暖系统的形式 室内高压蒸汽供暖系统大多采用双管上供下回式布置 各散热器的凝水通过室内凝水管路进入集中的疏水器 采用集中的疏水器 故排水量较大 为什么采用这样的系统 疏水器的作用 凝水管道的设计 散热设备到疏水器前的凝水管路干式凝水管路设计 沿凝水流动方向的坡度不得小于0 005 疏水器到凝水箱的凝水管路此段管道 由于凝水会部分重新汽化 生成二次蒸汽 同时 疏水器因动作滞后或阻汽不严也会有部分漏气现象 因此 疏水器后的管道设计应按两相流考虑 管径要比输送纯凝水 如采用机械回水方式 的大很多 高压蒸汽供热系统的回水方式 余压回水方式靠疏水器后的余压输送凝水的方式 通常称为余压回水 余压回水设备简单 是应用最为普遍的一种凝水回收方式 设置二次蒸发器的凝水回收方式当蒸汽供热系统使用较高压力时 凝水管道内生成的二次气量就会增多 可将使用压力较高的室内各用户的高温凝水先引入专门设置的二次蒸发器 通过二次蒸发器分离出二次蒸汽 再就地利用 两种回水方式的比较 与余压回水方式相比 设置二次蒸发器的凝水回收方式设备增多 但它可避免室外余压水系统汽水两相流动易产生水击 高低压凝水合流相互干扰 外网管径较粗等缺点 设置二次蒸发器的室内高压蒸汽供热系统 四 疏水器及其附属设备 1 疏水器 疏水器分类 根据疏水器的作用原理不同 可分为三种类型的疏水器 1 机械型疏水器 2 热动力型疏水器 3 热静力型 恒温型 疏水器 浮筒式疏水器 几种常用的疏水器简介 浮筒式疏水器 优点 漏汽量很小排出具有饱和温度的凝水启动压力小疏水器阻力小 疏水器的背压可较高 浮筒式疏水器 缺点 体积大排量小筒内易沉渣垢 阀孔易磨损活动部件多维修量较大 安装 水平安装 适用用户出口 圆盘式疏水器 优点 体积小重量轻结构简单安装维修方便 排水能力大 圆盘式疏水器 缺点 周期性漏气受周围环境影响 安装 水平安装 散热器之后 漏气原因 凝水量小或疏水器前后压差过小 P1 P2 0 5P1 温调式疏水器 优点 排除过冷凝水安装位置不受水平限制不汽化 不产生二次蒸汽 温调式疏水器 缺点 不宜安装在周围环境温度高的场合加工难度大 安装 水平 垂直或一定角度安装 立管下或散热器之后 为什么 疏水器选择计算 1 疏水器排水量计算 选择疏水器的规格尺寸 确定疏水器的排水能力 就是选择其内部排水小孔的直径或面积 当生产厂家在产品样本中已提供各种不同规格和不同情况下的排水量数据时 可直接采用这些数据来选择疏水器 而不必计算 2 疏水器疏水倍率 选择疏水器阀孔尺寸时 应使疏水器的排水能力大于用热设备的理论排水量 即 式中 疏水器设计排水量 kg h 用热设备的理论排水量 kg h K一选择疏水器的倍率 引入K值因素 安全因素 理论计算与实际运行情况不会一致 输水器的排水能力下降 凝水量也会增多等 使用情况 用热设备在低压力 大负荷的情况下起动时 或需要迅速加热用热设备时 疏水器的排水能力要大于设备正常运行时的疏水量 引入K值因素 此外 对间歇工作的疏水器 如浮筒式疏水器 选择倍率K值应适当 以避免疏水器间歇频率太大 阀孔及阀座很快磨损 不同热用户系统的输水器选择倍率K值 可查表7 1 3 疏水器前 后压力的确定原则 疏水器前的表压力P1取决于疏水器在蒸汽供热系统中连接的位置 1 当疏水器用于排除蒸汽管路的凝水时 P1 Pb 此处Pb表示疏水点处的蒸汽表压力 2 当疏水器安装在用热没备 如热交换器暖风机等 的出口凝水支管上时 P1 0 95Pb 此处Pb表示用热设备前的蒸汽表压力 3 疏水器前 后压力的确定原则 3 当疏水器安装在凝水干管末端时 P1 0 75Pb 此处Pb表示该供热系统的入口蒸汽表压力 注 考虑高压蒸汽管道供汽管的压力损失约为0 25Pb 见第六节水力计算说明 为保证疏水器正常工作 必须保证疏水器有一个最小的压差 亦即在疏水器前压力Pl给定后 疏水器后的压力