建筑设备暖讲解

1、建筑设备（暖） 1-1供热系统供热系统定义：由热源通过热网向热用户供应热能的系统。供热系统的组成：热源+热网+热用户一热源热源定义：把天然或人造的能源形态转化为符合供热要求的热能装置 称之为热源。常见的热源形式：热电厂（发电+供应热水或蒸汽）区域性锅炉房核能其它：地热、太阳能、工业余热举例（钢厂、铸造厂、玻璃厂等）二、热网热网定义：由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。常见的热网形式（分类） 按输送的热媒区分：热水热网（管网）蒸汽热网（管网） 按热网的管道数目区分：单管制热网双管制热网一一国内常见常用多管制热网 按热网的结构形式分：枝状热网（管网）一一国内较为常见环状热网（管网）国内目前

2、亦出现 按热用户是否直接从热网中直接取用热媒分为：开式热网（管网）：热用户不仅消耗热网供给的热能， 而且还直接取用 热网中的热媒。闭式热网（管网）：热用户仅仅消耗热网提供的热能多管制热网三、热用户热用户的概念：是指从供热系统中获得热能的装置（确切概念）。（从习 惯上讲，人们把用热部门及用热单位等称为热用户）。分类（或称为热用户的形式） 供暖热用户：在冬季供暖期内，为保持一定的室内温度，从热源获取 热量的热用户称为供暖热用户。 通风空调热用户：为保证室内空气的质量，对供给建筑物的空气进行 加热而消耗热量的热用户称为通风空调热用户。 热水供应热用户：满足生产、生活所需的热水而消耗热量的热用户称 为

3、热水供应热用户。（饮用水、洗澡水、洗衣等等） 生产工艺热用户：是指在生产工艺过程式中消耗热能的热用户。 1-1供热系统四、热媒及其参数供热系统有几个部分组成？热媒的概念：用以传递热量的中间媒介物质。常见热媒的种类：水i：高温水：100ii:低温水：w 100蒸汽i：以压力分一一无法明确划分。ii:以过热否划分。空气、油类、金属类（液态）五、连接方式热水热网与热用户的联接方式：（1）简单直联：图中（a）（2）装有混水装置的直接联接： 图中（b） （c）（3） 间接联接：热用户系统通过表面式换热器与热网相联接，图（d）、（f）热网中的水不直接进入热用户，热网的压力也不能作用于热用户 系统的联接方式

4、。（4）通风空调及热水供应热用户：图中（e） （f）热水热网与热用户的联接方式特点：简单、造价低廉，适用于热网的 参数（热媒温度、压力等）符合热用户的要求。装有混水装置的直接联接特点：造价低廉，简单亦行，适用于热网的 参数高于热用户的要求。间接联接特点：热用户系统通过表面式换热器与热网相联接，热网中 的热媒不直接进入热用户，热网的压力也不能作用于热用户系统的联接 方式。参数调整灵活（压力和温度），造价较高。蒸汽热网与热用户的联接方式：（1）简单直联：（图中（a） （b） （e）（2）喷射器联接：（见下页图）（3）换热器间接联接：（图中（c） （d）四、供热与供暖（采暖）是否同一含义？ 1-2热

5、用户和热负荷热用户的概念、热用户的分类供热系统作为一项市政工程设计项目 （或动力、电力系统的设计项目） 首先要做的是什么？一一设计；在进行设计时，各种设计往往同时进行。 各种类型的建筑及热用户（什么是热用户？）可能没能进行详细施工图 设计，因此没有办法准确计算各种热负荷。但是我们还需要确定它，以 及热源、甚至热网，那怎么办？因此通常在这一阶中采用概算的方法来 确定各种热用户的热负荷。以下我们重点介绍热负荷的估、概算。 1-2热用户和热负荷热负荷定义：单位时间的热量！（热用户不同热负荷的定义不同，它的 计算方法也不同。）供暖热负荷通风与空调热负荷生活用热水热负荷生产工艺热负荷一、供暖热负荷及其计

6、算1、供暖热负荷：是指在某一室外温度下（t W，为达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。（从定义看得出供暖热负荷是与建筑专业的联系极为密切，门、窗、空间、造形、围护结 构及材料等）2、供暖热负荷的计算（概算或称为估算）供暖热负荷的计算共有两种方法 ：体积热指标法；面积热指标法。（1）体积热指标法：以建筑物的整体的体积为计算依据。要求在整个 供暖系统所覆盖区域内，建筑物的单体均能给出较为精确的数值及建筑 的分类。体积数值为计算数据，建筑物的类别则是确定建筑物单位体积 热指标的依据（不同的类别建筑物有不同的体积热指标）。体积热指标法计算公式如下：Qn= qvVw （ tn

7、-tw）x 10-3 （ KW ）式中：Qn建筑物的供暖设计热负荷（KW ）Vw建筑物的外围体积（M3 ）tn建筑物供暖室内计算温度C）t w供暖室外计算温度（C）qv建筑物供暖体积热指标（W/M3 C）（ 2）面积热指标法：以建筑物的整体建筑面积面积为依据，要求在整 个供暖系统所覆盖的区域内，全部建筑物单体都能给出较精确的面积（建筑面积） 数值和建筑物的类别。 建筑物的类别为面积热指标数值计算、确定的依据。1-2 热用户和热负荷面积热指标法计算公式如下：Qn=qfFX 10-3（ KW ）式中：Qn（与体热指标相同）F建筑物的建筑面积（M2）qf 建筑物供暖面积热指标（ W/M 2） （见参

8、考书附表 2-8-1 ）二、通风与空调热负荷及其计算（概算或称为估算）1、通风与空调热负荷：为保证室内的空气具有相应要求的清洁度、温 度等参数，要求对工业、公共及各种民用建筑进行通风和空气调节，加 热从通风、空调系统进入建筑物内的室外空气的热负荷称之为通风与空 调热负荷。2、通风与空调热负荷计算 通风与空调热负荷计算：体积热指标法；百分数法（ 1）体积热指标法：（具体的计算依据和要求是与供暖体积热指标法相 同）体积热指标法计算公式如下：Qt=qt Vw（tn-twt）X10-3 KW式中:Qt建筑物通风设计热负荷（KW ）Vw建筑物外围体积（M3 ）t wt通风室外计算温度（C）tn 建筑物供

9、暖室内计算温度（C）qt通风体积热指标（W/ M3 C）（ 2）百分数法 ：是以建筑物供暖计算热负荷的百分数进行概算风空调热负荷是供暖热负荷的百分之多少（ % ） 百分数法法计算公式如下：Qt=K t Qn（KW）式中：Kt为通风空调热负荷系数，一般取 030.5Qt建筑物通风设计热负荷（KW）Qn建筑物的供暖设计热负荷（KW ）三、生活用热水热负荷及其计算1、生活用热水热负荷：日常生活（用于洗澡、洗各种物品、人使用） 用热水和其它生活（吃、喝）用热水在单位时间内消耗的热量。2、生活用热水热负荷计算生活用热水热负荷计算：按用水单位（按人）确定用水量及热量 卫生器具数确定用水量及热量 。1-2

10、热用户和热负荷（1）按用水单位（按人）确定用水量和的公式为：水量：（见参考书 P280 2-12-1）Qr生活热水的设计用水量（L（升”小时）m使用热的单位数（人数或床位）qr热水用量标准（L（升）/每人 每日）K h 考虑用水不均衡而引出的小时变化系数T 每日的热水供应小时数，全日供应则为 T=24。（L（升”每人每日）（ 2）按卫生器具数确定用水量水量：（ P280 2-12-2）式中：Qr生活热水的设计用水量（L（升小时）qh 卫生器具一次或一小时用水量 L/hn同类卫生器具的用量。b同类卫生器具在同一小时内使用的最大百分数。（ 3）耗热量计算,即通;按平均小时耗热量公式（P281 2-

11、12-3）式中：Qsp平均小时耗热量（KJ/h）C 水的比热KJ/kg C=4.187tr选用 65tL 冷水温度Cm 使用热的单位数（人数或床位）最大小时耗热量公式（P281 2-12-4）Kh考虑用水不均衡而引出的小时变化系数显然最大小时耗热量才是在规划设计中用到的热负荷 居民生活热水负荷的估算可利用生活热水面积热指标法 公式Qsp=F qsF 居住区中建筑面积 M 2qs-居住区生活热水面积热指标 KJ/（h M2）四、生产工艺热负荷 生产工艺热负荷： 在生产工艺过程中， 为保证正常生产所直接提供给工 艺过程的单位时的热量称为生产工气热负荷 。该计算随着生产工艺的不同复杂多变，我们不作详

12、细地探讨！ 1-3 热源供热系统的三个组成部分是热源、热网、热用户，而当一个供热 系统完全确定后 ,它的某个部分的性能的好坏都直接影响到该系统的运 行经济性及可靠性， 而热源作为供热系统最重要的组成部分， 它本身的 可靠性更是直接影响到供热系统是否能够很好完成其任务 供热。 目前热源的主要形式的种类：区域锅炉房热电厂核能地热.、太阳能、余热等 在本章的学习中我们主要针对前两项进行探讨和讲解，并作为重点。 1-3 热源（区域供热锅炉房）一、锅炉及锅炉房（锅炉房 区域供热锅炉房） 我国的供热领域，供热热源多以热电厂、区域锅炉房为主，辅以其 它的热源形式。 对于集中供热锅炉房和热电厂， 我们将作为在

13、本章节探 讨的重点。锅炉房（区域供热锅炉）种类按燃料分类1燃煤锅炉房：以各种煤为燃料一主要探讨2、液体燃料锅炉房：以各种可燃液体为燃料（重油、渣油、轻油、水煤浆等）3、气体燃料锅炉房：以各种可燃气体为燃料（天然气、各种煤气和其它可燃气体）4、生物质燃料锅炉房：燃用各种生物质燃料（什么是生物质燃料？）5、其它：以城市垃圾，特种垃圾等特殊物质为燃料可再生的燃料有哪些？区域供热锅炉房（以煤燃料）：以锅炉为主要设备配以必要的燃料运送，燃烧物的清除，空气供应， 烟气净化、排除，系统控制设备和安装以上设备的维护结构总称。（它是指锅炉、运煤、除渣、鼓引风机、除尘及汽水系统设备、控制设备等 和安装这些设备建筑

14、物的总和。）锅炉房（区域供热锅炉房）特点1优点：建设周期短、投资低、厂址选择容易、负荷变化灵活。2、缺点：热能利用率低、且目前而言设备闲置时间较长。（以上特点是与热电厂相比）锅炉房设备构成：主要设备（锅炉本身）+辅助设备锅炉房是供热系统的热源。它工作的目的是源源不断将锅炉所产 生的蒸汽或热水通过热网供给用户。为确保热媒正常生产，在锅炉房中 除锅炉这一主要设备以外，还须设置水泵、鼓引风机、水处理等一系列 辅助设备，从而确保锅炉房的生产过程能够连续不断的进行。达到安全、 可靠、经济、高效的供热。锅炉本身和它的辅助设备总称为锅炉房设备锅炉房设备简图（一）锅炉房主要设备锅炉本身锅炉的基本构造 和工作过

15、程（注：在此我们讲的是燃煤） 基本构造：锅（包含什么？）；炉（包含什么？） 工作过程：燃料在炉子里燃烧，将化学能转化为热能，高温燃烧产物一一 烟气，通过锅炉的受热面将热能传递给锅内温度较低的介质 一一水（或 其它热媒），水（或其它热媒）被加热提升温度变成蒸汽或符合要求的 热水及其它热媒。锅炉工作过程可分为以下三个部分。 燃料的燃烧过程； 烟气向水（或蒸汽及其它热媒）传热过程； 水（或其它热媒）吸收热能升温或相变过程 。锅炉的类型和基本特征性（1）锅炉的类型划分有以下几种方式： 按用途分为：动力锅炉（即电厂锅炉）；工业锅炉（一般的工业用与 民用锅炉）。 按产生热媒的种类分：蒸汽、热水、其它热媒

16、按照燃料种类分：煤、气、油、电、生物质等。 按照安装方式分：快装、组装；散装；可移动。 按锅炉的工作压力分：低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、 超超临界。 按燃烧设备分：层燃、室燃、循环流化床等。 按锅炉水循环原理分：自然循环、强制循环、复合循环。（2）锅炉的基本特性 锅炉的热功率（或称为蒸发量）热功率是锅炉最基本的特征，对于蒸汽锅炉来讲是锅炉每小时蒸 汽的产量，单位为：吨（蒸汽）t/小时h;对于热水锅炉而言，则是锅 炉单位时间所产生的热量，单位为：兆瓦（MW ）=千焦尔/秒x 106。 锅炉的热效率：是指锅炉真正用于热水和蒸汽产出的热量与燃料在锅炉内完全燃 烧所发出热量的比值（单位为

17、百分数 XX% ）。电厂的大型锅炉热效率为 90%左右（大型动力锅炉）；而工业锅 炉一般为60-85%左右。 锅炉的热媒参数：指蒸汽或热水的压力和温度。压力单位：兆帕（MPa）温度单位：摄氏度C） 蒸汽： 饱和蒸汽：只用压力表示（为什么？）；过热蒸汽：用压力和温度表示。热水：用压力和温度表示。 受热面蒸发率（受热面发热率）：指单位受热面面积在单位时间内生 产的蒸汽量（或热量）。单位为：兆瓦或吨（MW 或T）/平方（M2）（3）锅炉的型号表示方法为什么要有锅炉型号表示？ 国家有关标准的要求。 行业内专业人员能够清楚的比较和认识。 系列化，并为相应锅炉及锅炉房内的配套设备生产提供规范。 1-3热源

18、（区域供热锅炉房）表示的方法举例：实例1： SHL6-1 25-A II （其中的L代表）实例 2： SZL1.4-0.7/95/70-A I实例 3： SHW29-1.25/130/70-AI实例 4： SHS20-2.5/400-A皿实例 5： SHF4-1.0/95/70-H（其中的F代表）（二）锅炉房辅助设备（燃煤锅炉房）锅炉房的辅助设备：锅炉房的辅助设备可按它们围绕锅炉所进行的 工作过程分为下几个系统：1、运煤除灰系统（燃料输送燃烧后废物清除系统）：粉碎及筛选设备； 上煤设备；除渣设备。作用：保证锅炉运入必须的燃料，并排除燃烧后的废弃物。主要设备组成：煤的筛选、粉碎设备、输送设备、除

19、渣设备。锅炉房辅助设备2、鼓引风系统：（为锅炉内燃烧的燃料输入必须的空气，并从锅炉中 排出燃料燃烧后的产物 一一烟气）鼓、引风机、除尘器、烟风道等。作用：保证燃料能够连续不断的正常燃烧，并使高温烟气以必要的流 速冲刷受热面。主要设备组成：鼓、引风机、除尘器等。3、水汽系统：各种水泵、水处理设备、连接各设备的管道系统等。 作用：给锅炉供应合格的热媒，并将锅炉所生产出的热媒输送到热网。主要设备组成：各种水泵、水处理设备、水箱、各种管件等。4、 仪表及热制系统： 压力表、安全阀、各种 阀门、各种参数的监测 仪表、中心控制台、各种电器控制器等等。作用：检测和控制整个锅炉房内的设备安全、经济、可靠的正常

20、运转。 测量记录各项经济、技术参数。主要设备组成：压力表、安全阀、各种 阀门、各种参数的监测仪表、中心控制台、各种电器控制器等。 （与锅 炉的仪表阀门不同）（三）锅炉房位置的选择锅炉房位置的确定主要受以下因素的影响！ 热负荷集中的区域 便于管道布置、凝水回收 便于燃料储运、灰渣堆放 有利于自然通风、采光 较好的地质条件 减少污染对环境的影响 考虑扩建 负荷安全防火规定（四）锅炉的选择锅炉的选择涉及到燃料的适用性，单机容量和台数的匹配合理性，以 及相关的环保能源等政策的事。 （在此我们不作深入的探讨）（五）锅炉的建筑设计的要求（1）锅炉房、煤场、灰渣场、贮油罐、燃气调压站之间，以及与其它 建筑场

21、和构筑物之间的距离应符合国家的现行标准（防火、交通、规化（2）采用单层多层布置则由工艺设计确定并与建筑学共同协调。（3）附助间、生活间等的布置宜设计在一侧，具体的由工艺设计方面 与建筑学共同进行专业协调。（4）建筑物的地下室作锅炉房式设有风道等时，则应有可靠的防水措 施，地下室的地坪应设有向外排水倾斜的坡度！1-3 热源（区域供热锅炉房）（5）单层布置的入口，不应少于 2个，且多层的亦不应少于 2 个。（6）锅炉房通向室外的门应向外开启，锅炉房内工作间或生活间直通 锅炉房的门应向锅炉房内开启。（7）锅炉应安在单独的基础之上；除此之外锅炉房的设计还应符合以下标准：锅炉房设计规范：热水锅炉安全 技

22、术鉴查规程：蒸汽锅炉安全监查规程：锅炉大气污染物排 放标准；工业企业设计卫生标准；建筑物防火标准；节 能标准等。（8）锅炉房的烟道和烟囱等的规定都可查相关标准。 1-3 热源（热电厂）二、热电厂 的构成与工作过程1、热电厂三大动力设备的构成锅炉+汽轮机+发电机三大动力设备的种类与形式锅炉（动力锅炉）分类按燃烧方式分：层燃；室燃；循环流化床。按热媒出口压力分类中压：高压；超高压；超超高压；亚临界汽轮发电机组（汽轮机+发电机）分类：背压式汽轮发电机组（原理图） 抽气式汽轮发电机组（原理图） 凝汽式汽轮发电机组（改造）背压式汽轮发电机组（原理图）抽汽式汽轮发电机组（原理图）2、三大动力设备的作用锅

23、炉：将天然或人造的燃料中的能源态转化为热能再将热媒加 热成符合要求的参数。汽轮机：将热媒的热能转化为机械能（旋转）。发电机：将旋转机械能转化为电能。 1-3热源（热电厂）3、热电厂的工作过程燃料-锅炉（I）-（加热）水-蒸汽一-n 厂（加热）过热蒸汽t汽轮机（II） 1 I（抽汽）丨（背压）IJ蒸汽热用户1-发电机（川）电能电用户热电厂特点：热电厂作为热源可大大的提高热能的利用率。 单纯的发电厂的热能利 用率仅为35%-46%左右，而热电厂的热能利用率则可达到 80%左右。 但投资高，建设周期长，需要有稳定的用热负荷，还要有电网接收电量， 才能适合于建设或改造热电厂。（特点：热能利用率高，且能

24、产出高品 位的能源形态一电能。但建设费用高；周期长；电网、热网配套昂贵； 热化系统，设备闲置周期长；热负荷必须稳定。）4、热电厂的发展趋势大容量高压力机组运用大规模普及应用洁净化燃烧方式的普及应用 1-4热力站和室外供热管网一、热力站什么是热力站：用以转换代热热媒，改变热媒温度参数分配，按制和 计量供给热用户热量的设施称为热力站。（热源送出的热媒经常的无法 直接用于热用户）分类民用热力站小型入口装置：（P177图2-8-32）民用建筑、公共建筑总阀门、温度计、压力表、调节阀、旁通管大型集中热力站（P177图2-8-33）:混水器、换热器、阀门、温度计、 压力表、调节阀工业热力站（P178图2-

25、8-34）:工业、企业热力站主要设备换热器：表面式（壳管式、容积式、板式螺旋板式）混合式（淋水式、喷管式）喷射器：水喷射器、蒸汽喷射器二、室外供热管网、供热管网的形式蒸汽供热管网：单管 支状管网热水供热管网：双管 支状管网、环状管网、供热管网的敷设与保温1. 地上敷设：应用的条件：地区多雨；地下水位高；有腐蚀性地段； 地形复杂；地面高差大；土方开挖量大；低支架：0.32m中支架：2m4m 通行高支架：4m跨越铁路地下敷设：应用条件：在寒冷地区：要求散热量小；间歇运行。在城 市去区域内不允许架空敷设，且不经济时。有沟敷设：钢筋混凝土底板、砖或毛石沟壁通行地沟：基本要求：净高度应为 H 1.8米;

26、检修通道600毫米基它要求：有永处照明（电压V 36伏），同时每隔100150米，设一 检验孔；应有与管道一致的坡度，在最低点设置积水坑；须设机械或自然通风措施。 1-4热力站和室外供热管网II 半通行地沟：（P169图2-8-11） 12mX05m皿 不通行地沟：（P170图2-8-12）无沟敷设（直埋）（80年代末引进的，敷设方式加配罗斯，根据管道 尺寸。目前这种直埋敷设在我国应用非常之多。一般是保温套管的管顶距地面H=0.812;接计用户的支管一般埋深 H 70808085电厂锅炉8090859590其次 ,采用气体燃料有利于保护大气环境。煤炭燃烧气放出的大量二氧 化硫、尘粒、氮氧化物、

27、一氧化碳等有害组分不仅严重污染人类赖于生 存的大气环境，危害人类的健康与生命，而且危害工业生产，影响地面 上的树木生长和交通运输， 严重腐蚀城市中的金属结构物， 从而对国民 经济造成严重损失。 而采用低污染的气体燃料， 可以大减少对环境的污 染，有利于改善居民的生活条件和延长金属结构物的使用寿命。 第六章 燃气供应用气体燃料代替其它矿物燃料，可以提高工业产品的质量和产量，有 利于生产自动化，并可降低工人的劳动强度提高劳动生率。由于气体燃料可用管道输送，回此，在很大程度上减轻了城市的交通 运输压力。此外，在人工燃气制造过程中，能回收多种化工产品，达到把燃料综 合利用的目的。 由此可见， 积极发展城市燃气工业对国民经济具有十分 重要的意义。 6-1 燃气的分类及质量要求燃气的分类（我国燃气的分类） 我国燃气尚无统一的分类方法， 通常按其成因分为天然气、 人工 燃气和液化石油气等三大类。一、 天然气天然气