供热知识调整版

Q/BDHGGL/XS-302-2005第一章基础知识第二节供热基本知识一次水、二次水从热源向各火力站输送热量管网是一次供热管网。 在这个管网中流动的水是初级水。 一次水是高温温水，从热源经由管网流入热站的热交换设备，放出热量后，经由管网返回热源。一次水经热源软化处理，在高温下换热设备不再结垢。从火力站向各用户输送热量的管网是二次供热管网。 流经这个管网的水称为二次水。 二次水在火力发电厂的换热设备中吸收热量，通过管网流入用户，作为暖气水和生活热水。为避免换热设备结垢，采暖用水必须经过软化处理，生活用水的供水温度应控制在60以下。集中供热系统热源：指利用燃料燃烧产生的热能将热媒加热至高温水或蒸汽的地区锅炉室或火力发电厂。热网：指由地区供热蒸汽管网或热水管网组成的热媒配送系统。热用户：由建筑物内的暖气、生活生产用热系统和设备组成的系统。集中供热系统型式根据供热系统的热源，分为火力发电厂供热系统、地区锅炉房供热系统、利用工业馀热的供热系统、以核能、太阳能、地热等为热源的供热系统。随热媒的使用，分为蒸汽供热系统和热水供热系统。根据用户供热线的数量，可分为单管供热系统、双管供热系统。集中供热过程的构成供热过程由载热体准备、载热体运输、载热体利用三个步骤组成。热负荷根据用途分为以下几类：加热负荷：加热系统的加热负荷是指在某个室外温度下，为了达到所要求的室内温度，维持房间的热平衡，加热系统在单位时间内供给建筑物的热量。通风(空调)热负荷：在暖气的季节，加热从室外进入室内的新鲜空气消耗的热量。生活用热负荷：为了满足日常生活中厕所、洗涤、餐具清洗、米饭等使用的热量。生产过程中的热负荷：生产过程中充满加热、干燥、蒸煮等热量，或者作为动力来牵引机械设备的热量。根据热媒的种类，分为热水热负荷和蒸汽热负荷。根据使用时间分为季节性热负荷和多年的热负荷。传热的基本方式热传导：是指在物体的各部分不直接接触相对位移或不同物体时，物质分子、原子、自由电子等微粒子的热运动引起的热传导现象。 单纯的热传导只能在固体中发生。(1)对流：依赖流体运动，将热量从一处传递到另一处的现象。辐射：通过从物体表面向外部放射的可见和不可见的放射线传热的现象。供热运转参数供热运行参数是供热系统运行中的几个物理参数。 可直接反映供热情况，是运行调整的依据。火力局记录的参数主要有压力、温度、流量等。配管阻力管道阻力包括沿道阻力和局部阻力。沿路阻力：流体沿管道流动时，流体分子之间及其管壁之间的摩擦引起的能量损失。局部阻力：流体在配管附件(阀、弯管、三通等)中流动时，流动方向和流速的变化会产生局部涡流和冲击，产生能量损失。水力失调热水供暖系统的各热需求者或者各散热器设备中的实际流量与设计流量之间的不匹配称为该热需求者或者该设备的水力失调。水力失调分为垂直失调和水平失调。水力失调会引起热失调。 在各层的散热器之间不进行比例散热的现象被称为垂直热失调，同层散热器之间的不比例散热现象被称为水平热失调。配管的排水和排气热水配管在填充水时，将配管内的空气全部排出，确保热介质的正常循环，防止空气中的氧气对配管内壁的腐蚀。 因为空气的比重比水小，所以配管充水后会聚集在空气高的地方，所以在系统高的地方设置排气阀就容易排出空气。检查配管时，需要清洁配管内的水，因此为了使配管内的水从配管排出，在较低的点设置排水口。干线、支线、户线从热源引出的主要管线称为干线。 从各干线引出的管线称为支线。 从支线到单独火力局的管线称为户线。第二章供热系统城市集中供热系统主要由热源、热网和热用户三部分组成。据热媒介绍，供热管网有热水管网和蒸汽管网两种。在供热系统中，水作为热介质与蒸汽相比具有以下优点热水供应系统热能利用效率高。 在热水供热系统中，由于没有结露水和蒸汽泄漏、二次蒸发蒸汽的热损失，所以热效率比蒸汽供热系统高。以水为载热体用于供暖系统时，可通过质量调节的方法进行调节，节约能源，较好地满足卫生要求。热水供应系统蓄热能力强，热稳定性好。 由于系统中水量大，水的比热大，水力状况和热状况短时间失调时，供热状况无显着变动。4、热水供热系统可远距离输送，热能损耗小，供热半径大。火力发电厂供热时，可以利用低压蒸汽，提高火力发电厂的经济效益。蒸汽作为热媒与热水相比，具有以下优点以蒸汽为载热体的应用面广泛，能满足更多不同热需求者的要求。与水网运输网络循环水量所消耗的电量相比，蒸汽网运输结露水所消耗的电量较少。蒸汽在散热器和热交换器中，由于温度和传热系数高于水，可以减少散热和热交换设备的面积，降低设备费用。在蒸汽密度小、地形起伏大的地区和高层建筑中，不会产生水那样的静水压力。 因此，用户的连接方式简单，运行也容易。第二节供热管网供热管网的主要作用是通过热媒(水或蒸汽)将热源产生的热能有效且合理地分配给各热需求者，确保热能的供给。 把热源和用户联系在一起，是城市供热的命脉。输热管道的平面布置与热媒种类、热源与用户之间相互位置和热负荷的变化特征有关，主要分为支状管网和环状管网。枝状管网比较简单，成本低，运行管理方便，其管径随距热源距离的延长而减小。 其缺点是，网络上某处发生事故时，除了受损场所以外的所有用户都没有供热中断的供热备用性能。管网系统火力发电厂热原厂图2-1枝状管网示意图在需要建设大型热水管网的情况下，为了提高热网的备份性，可以设计环状管网。 如图2-2所示。 该热网通常为二级形式，一线为干线，呈环状的二级为用户的分布管网，呈枝状。 环形管网的主要优点是运行安全可靠，具有供热备份性能，但成本高，运行管理复杂。42311-热源2-火力站3-环形管网4-枝状管网图2-2环形管网的图示第三节热用户一、热水供暖系统的分类是否用外网热水进行热交换分：直接供暖系统和间接供暖系统。直接供暖系统的外网热水不进行热交换，直接进入热用户内部系统的散热器进行循环散热。间接供暖系统的外网热水(一次水)需要通过换热设备，将热能转化为用户内部系统热水(二次水)，用二次水循环散热。直接供暖系统由于热损失大，管理困难等理由，现在不怎么采用。 间接供暖系统逐渐取代直接供暖系统是热发展的必然趋势，热站是间接供暖系统不可或缺的交换枢纽，起着调节热媒参数、热能转换和仪表计量等作用。按系统循环动力分类：自然循环系统和机械循环系统。自然循环系统是以冷热水密度差循环的供热系统。 自然循环热水供暖系统维护简单，无需耗电。 但由于作用压力小，管水流速小，管径相对较大，系统作用半径也受到限制。 在家庭暖气等日常生活的某个地方，可以用这种方法供热。在机械循环热水供暖系统中，水在管内的流速大，管径小，在系统中循环时的冷却温度小。 其循环动力主要取决于泵的压力作用。 集中供热系统都采用机械循环供热。在机械循环系统中，水流速度往往超过从水中分离出来的气泡的上浮速度。 为了防止气泡被带入立管，必须在水流方向上设置上升梯度，以使气泡在供水干线管内沿水流方向流动。 气泡聚集到系统的最高点后，通过在最高点设置排气装置，将空气排出系统外。凝结水干管在水流方向设置下降坡度，其目的是排出全部凝结水，使系统内部的水全面循环。图2-9中的I表示管道的坡度，”表示管道的坡度，箭头表示管道的低点。不同热媒参数：低温热水供暖系统和高温热水供暖系统。低温热水采暖系统热媒参数不足100，北京地区基本属于这类系统。高温热水供暖系统的热媒参数高于100，这也必然需要在高压下维持，这种系统适合中国东北等较冷的地区。按系统组分根数：单管系统和双管系统等。单管系统分为单管顺流系统和单管跨流系统。单管系统结构简单，节约管材。 但是，由于单管顺流系统沿路温度逐渐降低，立管各组散热器的热媒平均温度不同，给水立管前端的用户过热，容易发生末端用户过冷的现象。单管交叉系统的连接有利于提高下层散热器的入水温度。 单管交叉系统一般在交叉管上设置阀门，容易调节散热器的散热量。 这两种系统经常并用，配水立管前端的用户采用单管飞跃式，后端的用户采用单管顺流式。 一般来说，层数多的暖气用户应该采用单管系统。双管系统中，沿立管各组散热器的热介质平均温度大致相等，但作用压力各不相同，容易引起垂直失调现象，消耗管材。 但适用于容易调节、层数少的供暖系统。近年来，高层建筑采用单一双管混合式系统，另一方面，避免单一管理系统的分支管较粗，另一方面，过度使用双管理系统也能避免发生严重的垂直失调的不利因素。I-双管式系统-单管顺流式系统-单管跨式系统1-热交换器2-循环泵3-膨胀箱4-箱图2-9机械循环供暖系统系统的不同管道路线：垂直和水平系统。垂直式系统是以立管为散热器主干管的供暖系统。水平式系统是以水平管为散热器主干管供暖系统。 水平式系统根据供水管和散热器的连接方式分为顺流式和跨流式两种。水平式系统与垂直式系统相比，系统总成本低，系统管道简单，无需穿过各层楼板，施工方便，但其排气方式复杂，环路不宜长，容易出现水平易塌等现象。图2-10水平顺流系统凝结水干管配置的不同位置：下次式系统、下次式系统、上次式系统、混合式系统等。下回式系统是最常见的形式，排气容易，散热器散热系统高，但存在垂直失调问题，需要精心设计和调节。下供回转式系统可将供、冷凝水干线管路配置在地下室或地沟内，最上层房间美观，有助于减少垂直失调，但仍需解决上部排气问题。提升式系统只适用于特殊的工业建筑，取暖管道不能配置在地板和裂谷中的建筑物中。另外，在高层建筑采暖系统中，为了避免垂直失调的严重性和散热器的受压能力不足等问题，可以在垂直方向上分为2个以上的系统，这就是混合采暖系统。图2-11机械循环式热水供暖系统图2-12机械循环中的上气式热水供暖系统各立管环全长是否相等：同程序系统和异程序系统。该程序系统是指各立管与总立管的水平距离不相等，各立管循环的总长度相等。 由于这样的系统能够消除或减轻系统级失调现象，因此在大型系统中经常使用，但需要花费管材。异程序系统是指各立管与总立管的水平距离不相等，各立管循环的总长度也不相等。 由于各立管环路压力损失不平衡，这种系统无法避免水平不平衡。 但是，在一般的热水供暖系统中，一般是程序外系统。图2-13程序系统图2-14程序系统图二、热水供应系统附件水箱在系统的各个高点安装排气装置有助于系统的全面循环，防止空气堵塞。 油箱有手动和自动两种。手动集气罐：有立式和卧式两种。系统放入水后，油箱的排气阀打开，管道出水后立即关闭。 在系统运转中，如果定期打开阀门，则从温水中分离并积存在容器内的空气会排出到大气中。 使用上，由于立式集气罐将空气容纳得较多，因此一般采用立式的主干管距天花板的距离过小，无法设置立式集气罐时，可以选择立式集气罐。自动排气罐：通过本体内的自动机构，自动将系统内的空气排出系统外。补偿器根据热膨胀收缩的原理，系统水被加热后热量会传递到配管，因此配管会发生热伸长现象。 为了解决该现象，通常在两个固定点之间设置吸收管道热伸长的补偿器，以减少管道在运行过程中产生的弯曲应力，保证管道的安全、稳定运行。常用补偿器有自然弯曲补偿器、方形补偿器、套筒补偿器、波纹管补偿器等。配管的支撑