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精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业第六章管道工程供热、供水、通风、空调及燃气工程安装

第一节给排水、采暖、燃气工程安装

一、给排水工程

(一)给水系统

1.室外给水系统

室外给水系统的任务是从水源取水,按照用户对水质的要求进行处理,然后将水输送到用水区,并向用户配水。

(1)室外给水系统的组成。给水系统通常由下列部分组成:

1)取水构筑物。

2)水处理构筑物。

3)泵站。

4)输水管渠和管网。

5)调节构筑物。

(2)配水管网的布置形式和敷设方式。配水管网可以根据用户对供水的要求,布置成树状网和环状网两种形式。

树状管网是将从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状,只是一个方向供水,供水可靠性较差,投资省。环状网中的干管前后贯通,连接成环状,供水可靠性好,适用于供水不允许中断的地区。

配水管网一般采用埋地敷设,覆土厚度不小于0.7m,且在冰冻线以下。通常沿道路或平行于建筑物敷设。配水管网上设置阀门和阀门井。

2.室内给水系统

(1)室内给水系统组成。室内给水系统由引入管(进户管)、水表节点、管道系统(干管、立管、支管)、给水附件(阀门、水表、配水龙头)等组成。当室外管网水压不足时,还需要设置加压贮水设备(水泵、水箱、储水池、气压给水装置等)

(2)给水方式及特点。

1)直接给水方式。是室内给水管网直接与外部给水管网连接,利用外网水压供水,如图6.1.1所示。适用于外网水压、水量能经常满足用水要求,室内给水无特殊要求的单层和多层建筑。

这种给水方式的特点是供水较可靠,系统简单,投资省,安装、维护简单,可以充分利用外网水压,节省能量。但内部无储水设备,外网停水时内部立即断水。

当室外给水管网水质、水量、水压均能满足建筑物内部用水要求时,应首先考虑采用这种给水方式。当外管网的水压不能满足整个建筑物的用水要求时,室内管网可采用分区供水方式,低区管网采用直接供水方式,高区管网采用其他供水方式。

2)单设水箱的给水方式。单设水箱的供水方式是室内管网与外网直接连接,利用外网压力供水,同时设置高位水箱调节流量和压力,如图6.1.2所示。适用于外网水压周期性不足、室内要求水压稳定、允许设置高位水箱的建筑。

这种方式供水较可靠,系统较简单,投资较省,安装、维护较简单,可充分利用外网水压,节省能量。设置高位水箱,增加结构荷载,若水箱容积不足,可能造成停水。

3)设储水池、水泵的给水方式。储水池、水泵的给水方式是室外管网供水至储水池,由水泵将储水池中水抽升至室内管网各用水点,如图6.1.3所示。适用于外网的水量满足室内的要求,而水压大部分时间不足的建筑。当室内一天用水量均匀时,可以选择恒速水泵;当用水量不均匀时,宜采用变频调速泵,使水泵在高效工况下运行。

这种供水方式安全可靠,不设高位水箱,不增加建筑结构荷载,但外网的水压没有充分被利用。为了安全供水,我国当前许多城市的建筑小区设储水池和集中泵房,定时或全日供水,也采用这种小区供水方式。

4)设水泵、水箱的给水方式。水泵、水箱的给水方式是水泵自储水池抽水加压,利用高位水箱调节流量,在外网水压高时也可以直接供水,如图6.1.4所示。适用于外网水压经常或间断不足、允许设置高位水箱的建筑。

设置的水箱储备一定水量,停水停电时可以延时供水,供水可靠;可以充分利用外网水压,节省能量。安装、维护较麻烦,投资较大;有水泵振动和噪声干扰;需设高位水箱,增加结构荷载。

5)竖向分区给水方式。对于层数较多的建筑物,当室外给水管网水压不能满足室内用水时,可将其竖向分区。各区采用的给水方式有:

①低区直接给水,高区设储水池、水泵、水箱的给水方式。这种给水方式是低区与外网直连,利用外网水压直接供水,低区利用水泵提升,水箱调节流量,如图6.1.5所示。

适用于外网水压经常不足且不允许直接抽水,允许设置高位水箱的建筑。在外网水压季节性不足供低区用水有困难时,可将高低区管道连通,并设阀门平时隔断,在水压低时打开阀门由水箱供低区用水。

②分区并联给水方式。分区设置水箱和水泵,水泵集中布置(一般设在地下室内),如图6.1.6所示。适用于允许分区设置水箱的各类高层建筑,广泛采用。

各区独立运行互不干扰,供水可靠,水泵集中布置便于维护管理,能源消耗较小。管材耗用较多,水泵型号较多,投资较高,水箱占用建筑上层使用面积。

③并联直接给水方式。分区设置变速水泵或多台并联水泵,从储水池中抽水。根据用水的水量或水压,调节水泵转速或运行台数,如图6.1.7所示。适用于各种类型的高层建筑。

这种给水方式供水较可靠,设备布置集中,便于维护管理,不占用建筑上层使用面积,能量消耗较少。水泵型号、数量较多,投资较高,需设置水泵控制调节装置。

④气压水罐并联给水方式。各区均采用水泵自储水池抽水加压,利用气压水罐调节水压和控制水泵运行,如图6.1.8所示。适用于不宜设置高位水箱的建筑。

气压水罐给水方式的优点是水质卫生条件好,给水压力可以在一定范围内调节。但气压水罐的调节储量较小,水泵启动频繁,水泵在变压下工作,平均效率低、能耗大、运行费用高,水压变化幅度较大,对建筑物给水配件的使用带来不利的影响。

⑤分区串联给水方式。分区设置水箱和水泵,水泵分散布置。自下区水箱抽水供上区使用,如图6.1.9所示。适用于允许分区设置水箱和水泵的高层建筑(如高层工业建筑)

这种给水方式的总管线较短,投资较省,能量消耗较小。但供水独立性较差,上区受下区限制;水泵分散设置,管理维护不便;水泵设在建筑物楼层,由于振动产生噪声干扰大;水泵、水箱均设在楼层,占用建筑物使用面积。

⑥分区水箱减压给水方式。分区设置水箱,水泵统一加压,利用水箱减压,上区供下区用水,如图6.1.10所示。适用于允许分区设置水箱、电力供应充足、电价较低的各类高层建筑。

这种给水方式的水泵数目少,维护管理方便;各分区减压水箱容积小,少占建筑面积;下区供水受上区限制,能量消耗较大;屋顶的水箱容积大,增加了建筑物的荷载。

在可能的条件下,下层应利用外网水压直接供水,中间水箱进水管上最好安装减压阀,以防浮球阀损坏和减缓水锤作用。

⑦分区减压阀减压给水方式。水泵统一加压,仅在顶层设置水箱,下区供水利用减压阀减压,如图6.1.11所示。适用于电力供应充足、电价较低的各类高层建筑。

这种方式的设备、管材较少,投资省;设备布置集中,便于维护管理;不占用建筑上层使用面积;下区供水压力损耗较大,能量消耗较大。

根据建筑物形式,减压阀可有各种设置方式,如输水管减压、配水立管减压、配水干管减压、配水支管减压等。

(3)给水管网的布置方式。给水系统按给水管网的敷设方式不同,可以布置成下行上给式、上行下给式和环状供水式三种管网方式。

3.室内给水系统安装。

(1)给水管道材料的规格、性能和连接。给水管道的材料应根据水质要求和建筑物的性质选用。

1)钢管。建筑给水常用的钢管有低压流体输送用镀锌焊接钢管和无缝钢管。低压流体输送用镀锌焊接钢管是应用于给水系统最多的一种钢管。钢管镀锌的目的是防锈、防腐、防止水质恶化、被污染,延长管道的使用寿命。该钢管是用《碳素结构钢》GB/T700一2006规定的Q195、Q215A和Q235A的软钢制造,表面采用热浸镀锌,其纵向焊缝用炉焊法或高频焊法焊成。有普通管和加厚管两种。采用螺纹连接。

无缝钢管按照制造方法分为热轧和冷轧两种。用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造。其有关标准见《输送流体用无缝钢管》GB/T8163——1999.无缝钢管承压能力较高。一般采用焊接。

2)给水铸铁管。具有耐腐蚀、寿命长的优点,但管壁厚、质脆、强度较钢管差,多用于DN大于或等于75mm的给水管道中,尤其适用于埋地铺设。给水铸铁管采用承插连接,在交通要道等振动较大的地段采用青铅接口。

近年来在大型高层建筑中,将球墨铸铁管设计为总立管,应用于室内给水系统。球墨铸铁管较普通铸铁管壁薄、强度高。球墨铸铁管采用橡胶圈机械式接口或承插接口,也可以采用螺纹法兰连接的方式。

3)给水塑料管。给水硬聚氯乙烯管(UPVC),输送水的温度不超过45℃。UPVC管一般采用承插连接,其中承插粘接适用于管外径20~160mm;橡胶圈连接适用于管外径大于或等于63mm;与金属管配件、阀门等的连接采用螺纹或法兰连接。UPVC管螺纹连接时,宜采用聚四氟乙烯生料带作为密封填充物,不宜使用厚白漆、麻丝。

给水聚丙烯管(PP管),适用于系统工作压力不大于0.6MPa,工作温度不大于70℃。给水聚丙烯管采用热熔承插连接。与金属管配件连接时,使用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡,该管件与聚丙烯管采用热熔承插连接,与金属管配件采用螺纹连接。

用于给水还有其他塑料管,如聚乙烯(PE)管,适用于输送水水温不超过40°C,其有关标准遵循《给水用聚氯乙烯(PE)管材》GB/T13663的规定;交联聚乙烯(PE—X)管;聚丁烯(PB)管,适于输送水水温为—20~90℃。

4)其他管材包括铜管、不锈钢管、复合管,见表6.1.3.

表6.1.3其他给水管材的类型.金属管类复合管类铜管不锈钢管铝塑复合管衬里钢管薄壁铜管薄壁型PE—Al—PEPVC衬里钢管厚壁铜管螺纹型PEX—AL—PEXPE衬里钢管铜管和不锈钢管强度大,比塑料管材坚硬、韧性好,不宜裂缝、不宜折断,具有良好的抗冲击性能;延展性高,可制成薄壁管及配件。更适用于高层建筑给水和热水供应系统中。

复合管是金属与塑料管混合型材料,现有铝塑复合管和钢塑复合管两类。它结合金属管材和塑料管材的优点,适用范围大,是很有前途的给水管材。适用于输送自来水、生活热水。

(2)室内给水管道安装。室内给水管道的敷设有明装或暗装两种形式。明装时,管道沿墙、梁柱、天花板、地板等处平行敷设。暗装时,给水管道敷设于吊顶、技术层、管沟和竖井内。卫生设备支管可敷设在墙内。暗装时应考虑管道及附件的安装、检修可能性,如吊顶留活动检修口、竖井留检修门。

给水管道的安装顺序应按引入管、水平干管、立管、水平支管安装,亦即按给水的水流方向安装。

1)引入管的敷设。室内给水管网供水应根据建筑物的供水安全要求设计成环状管网、枝状管网或贯通枝状管网,同时引入管应采取相应的措施。如环状管网和枝状管网应有2条或2条以上引人管,或采用储水池或增设第二水源。引入管应有不小于0.003的坡度,坡向室外给水管网。每条引入管上应装设阀门和水表、止回阀。当生活和消防共用给水系统,且只有一条引入管时,应绕水表旁设旁通管,旁通管上设阀门。

给水管道室内外界限划分:以引入管阀门为界,或以水表井为界,或以建筑物外墙皮1.5m为界。

2)干管安装。给水横干管宜敷设在地下室、技术层、吊顶内,宜设0.002~0.005的坡度,坡向泄水装置。

给水管与其他管道共架或同沟敷设时,给水管应敷设在排水管、冷冻水管上面或热水管、蒸汽管下面。给水管与排水管平行埋设时管外壁的最小允许距离为0.5m,交叉埋设时为0.15m.如果给水管必须铺设在排水管的下面时,应加设套管,其长度不小于排水管径的3倍。

给水管道穿过地下室外墙或构筑物墙壁时,应采用防水套管。穿过承重墙或基础时,应预留洞口并留足沉降量,一般管顶上部净空不宜小于0.1m.

3)立管、支管安装。给水管道的布置不得妨碍生产操作、交通运输和建筑物的使用。

冷、热给水管上下并行安装时,热水管在冷水管的上面;垂直并行安装时,热水管在冷水管的左侧。

4)塑料管的安装。塑料管道一般宜明装,在管道可能受到碰撞的场所,宜暗装或采取保护措施。给水聚丙烯管宜暗装,暗装的方式分为直埋和非直埋两种。直埋是指嵌墙和地坪面层内敷设;非直埋是指管道井、吊顶内或地坪架空敷设。

塑料管应远离热源,立管距灶边净距不小于400mm;当条件不具备时,应采取隔热防护措施,但最小净距不得小于200mm.管道与供暖管道的净距不得小于200mm.塑料管与其他金属管道平行时,应有一定的保护距离,净距离不宜小于lOOmm,且塑料管道布置在金属管的内侧。

塑料管道穿越楼板、屋面时,必须设置钢套管,套管高出地面、屋面100mm,并做好防水。

采用金属管卡固定管道时,金属管卡与塑料管之间应用塑料带或橡胶物隔垫。

5)附件的设置。常用的给水附件有:水表、阀门、止回阀、减压阀等。

①水表。水表是计量装置,应在有水量计量要求的建筑物装设水表。直接由市政管网供水的独立消防给水系统的引入管,可以不装设水表。住宅建筑应在配水管上和分户管上设置水表,安装螺翼式水表,表前与阀门应有8~10倍水表直径的直线管段;其他(旋翼式、容积活塞式等)水表的前后应有不小于300mm的直线管段。按照三表集中设在公共部位、尽量不进户的精神,分户水表宜设在户门外,如设于管道井、分层集中设于走道的壁龛内、水箱间。当分户水表必须设置在户内时,表外壳距墙表面不得大于30mm;表前后管段长度大于300mm时,其超出管段应煨弯沿墙敷设。

②阀门。给水管网上应设置阀门;如引人管、水表前后和立管、环状管网分干管、枝状管网的连通管处,工艺要求设阀门的生产设备配水管或配水支管处。

管径小于等于50mm时,宜采用闸阀或球阀;管径大于50mm时,宜采用闸阀或蝶阀;在双向流动和经常启闭管段上,宜采用闸阀或蝶阀,不经常启闭而又需快速启闭的阀门,应采用快开阀。

减压阀设置在要求阀后降低水压的部分。

止回阀的设置。

(3)管道防护及水压试验。

1)管道防腐。为防止金属管道锈蚀,在敷设前应进行防腐处理。管道防腐包括表面清理和喷刷涂料。表面清理一般分为除油、除锈和酸洗三种,施工中可以根据具体情况选择合理的处理方法。喷刷的涂料分为底漆和面漆两类,涂料一般采用喷、刷、浸、洗等方法附着在金属表面上。

埋地的钢管、铸铁管一般采用涂刷热沥青绝缘防腐,在安装过程中某些未经防腐的接头处也应在安装后进行以上防腐处理。

2)管道防冻防结露。其方法是对管道进行绝热,由绝热层和保护层组成。常用的绝热层材料有聚氨酯、岩棉、毛毡等。保护层可以用玻璃丝布包扎、薄金属板铆接等方法进行保护。管道的防冻防结露应在水压试验合格后进行。

3)水压试验。给水管道安装完成确认无误后,必须进行系统的水压试验。室内给水管道试验压力为工作压力的1.5倍,但不得小于0.6MPa.

(4)给水设备设置。建筑给水设备包括水泵、水箱、储水池、气压给水装置等。

1)水泵。

2)水箱。水箱用于储水和稳定水压。

3)储水池。

4)气压给水设备。

气压给水设备有定压式、变压式、气水接触式和隔膜式等多种形式。

(二)排水系统

1.排水系统分类

排水系统根据所接纳的污废水类型不同,可分为生活污水管道系统、工业废水管道系统和屋面雨水管道系统三类。

2.排水系统体制

3.室外排水系统组成

室外排水系统由排水管道、检查井、跌水井、雨水口和污水处理厂等组成。室外污水排除系统与雨水排除系统可以采用合流制或分流制。

4.室内排水系统组成

室内排水系统的基本要求是迅速通畅地排除建筑内部的污废水,保证排水系统在气压波动下不致使水封破坏。其组成包括以下几部分:

(1)卫生器具或生产设备受水器,是排水系统的起点。

(2)存水弯。是连接在卫生器具与排水支管之间的管件,防止排水管内腐臭、有害气体、虫类等通过排水管进入室内。如果卫生器具本身有存水弯,则不再安装。

(3)排水管道系统。由排水横支管、排水立管、埋地干管和排出管组成。排水横支管是将卫生器具或其他设备流来的污水排到立管中去。排水立管是连接各排水支管的垂直总管。埋地于管连接各排水立管。排出管将室内污水排到室外第一个检查井。

(4)通气管系。是使室内排水管与大气相通,减少排水管内空气的压力波动,保护存水弯的水封不被破坏。常用的形式有器具通气管、环行通气管、安全通气管、专用通气管、结合通气管等。

(5)清通设备。是疏通排水管道、保障排水畅通的设备。包括检查口、清扫口和室内检查井。

5.排水管道管材与连接

6.室内排水管道安装

室内排水管道一般按排出管、立管、通气管、支管和卫生器具的顺序安装。也可以随土建施工的顺序进行排水管道的分层安装。

(1)排出管安装。排出管一般铺设在地下室或地下。排出管穿过地下室外墙或地下构筑物的墙壁时,应设置防水套管;穿过承重墙或基础处应预留孔洞,并做好防水处理。

排出管与室外排水管连接处设置检查井。一般检查井中心至建筑物外墙的距离不小于3m,不大于10m.

排出管在隐蔽前必须做灌水试验,其灌水高度应不低于底层卫生器具的上边缘或底层地面的高度。

排水管室内外界限划分:以排出管出户第一个排水检查井为界。

(2)排水立管安装。

(3)排水横支管安装。

(4)排水铸铁管安装。

(5)建筑排水硬聚氯乙烯管安装。

7.通气管的安装

(1)伸顶通气管。生活排水管道或散发有害气体的生产污水管道,均应将立管延伸到屋面以上进行通气,即设置伸顶通气管。伸顶通气管高出屋面不得小于0.3m,且必须大于最大积雪厚度。在通气管口周围4m以内有门窗时,通气管口应高出门窗顶0.6m或引向无门窗一侧。在经常有人停留的平屋面上,通气管口应高出屋面2m并根据防雷要求考虑设置防雷装置。伸顶通气管的管径不小于排水立管的管径,但在最冷月平均气温低于﹣13℃的地区,应在室内平顶或吊顶以下处将管径放大一级。

(2)辅助通气系统。

8.清通设备

(1)检查口和清扫口。检查口为可双向清通的管道维修口,清扫口仅可单向清通。

立管上检查口之间的距离不大于10m,但在最低层和设有卫生器具的二层以上坡屋顶建筑物的最高层设置检查口;平顶建筑可用通气管顶口代替检查口。立管上如有乙字管,则在该层乙字管的上部应设检查口。

在连接2个及以上的大便器或3个及以上的卫生器具的污水横管上,应设清扫口。

在转弯角度小于135o的污水横管的直线管段,应按一定距离设置检查口或清扫口。

污水横管上如设清扫口,应将清扫口设置在楼板或地坪上与地面相平。

(2)地漏。用于排泄卫生间等室内的地面积水,形式有钟罩式、筒式、浮球式等。

(3)检查井。

(三)热水供应系统

1.热水供应系统的组成

2.热水供应系统分类

(1)按供水范围分类。

(2)按热水管网循环方式分类。

(3)按热水管网运行方式分类。

(4)按热水管网循环动力分类。

(5)按热水供应系统是否敞开分类。

(6)按热水管网布置图式分类。

3.热水供应设备

(1)热源。建筑集中热水供应所需热源,根据该建筑所在地区条件,可利用工业余热、废热、地热、太阳能、电热、城市集中供热网,区域锅炉房,燃油、燃气家用锅炉等。

(2)系统加热设备。集中热水供应系统的加热设备,应视采用的热源、热媒和位置等情况选用。

1)电加热器。电加热器是利用电能通过电阻丝加热冷水的设备。

2)太阳能热水器。由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵等组成。

3)燃气热水器。燃气热水器的热源有天然气、焦炉煤气、液化石油气和混合煤气四种。按燃气压力分为低压和中压热水器。

4)热水锅炉。燃料燃烧直接加热热水。设备、管理简单,热效率高,适用于用水较均匀、耗热量不大的单层或多层建筑。

5)汽水混合加热器。包括多孔管直接加热冷水和蒸汽喷射器加热冷水。

6)容积式热交换器。有卧式和立式两种。热媒为高压蒸汽或高温热水。热媒进人加热器底部的U型加热管放出热量后,返回锅炉。

7)快速式热交换器。采用行程式结构,不能储存热水,热效率较高、结构紧凑、占地面积小。

8)水箱盘管加热。水箱盘管的原理与容积式交换器的相同,在水箱底部设加热盘管对水箱中储存的冷水进行加热。

(3)热水储水箱。

4.热水供应管道

(1)热水管道管材。热水管网应采用耐压管材及管件,一般可以采用热浸镀锌钢管或塑钢管、铝塑管、聚丁烯管、聚丙烯管、交联聚乙烯管等。宾馆、高级公寓和办公楼等宜采用铜管和铜管件。

(2)附件。

1)水表。设在水加热器的冷水进水干管上,用于计量系统热水总用量;用于计量分户用水或个别供水点用水量的水表,一般布置在配水支管上。

2)阀门。在热水供应系统中配、回水主干管上、配水立管上、接出超过5个配水点支管上、加热设备、储水器、自动温度调节器、疏水器、循环水泵等进、出水管上装设阀门。

止回阀应装设在闭式水加热器、贮水器的给水供水管上,开式加热水箱给水管、加热水箱与其补给水箱的连通管上,热媒为蒸汽的有背压疏水器后的管道上,热水供应管网的回水管上,循环水泵出水管上,阻止水逆流输配。

安全阀为系统泄压,防止系统发生超压事故。

在热交换站内汇集、分配热介质,以供应几个室内热水供应系统而设的集水器、分水器、分汽缸。

3)管道热伸长补偿器。用管道敷设形成的L形和Z字弯曲管段来补偿管道的温度变形。对室内热水供应管道长度超过40m时,一般应设套管伸缩器或方形补偿器。

4)排气和泄水装置。在上行横干管最高处或干管向上抬高管段最高处设自动排气阀,以利于排气。泄水装置设于管网最低处或向下凹的管段处,以利于泄空管网中的存水,便于检修。

5)疏水器。靠近用汽设备凝结水管末端处或蒸汽管水平下凹敷设的下部设置,排除凝结水。

6)膨胀水罐与膨胀管。在闭式集中热水供应系统中设膨胀水罐、膨胀管,用于补偿储热设备及管网中水温升高后水体积的膨胀量。

7)热水温度、压力观测和水温自动调节装置。为便于观测水加热器、储水器和冷热水混合器中水温,均应装设温度计。对有压的设备,如闭式水加热器、储水罐、锅炉、分水缸、分汽缸上装设压力表。

(3)管道安装。热水管道与给水管网相同,有明装和暗装两种方式。一般建筑的热水管网采用明装,只有在建筑或生产工艺有特殊要求的情况下采用暗装。

热水管道的室外部分当不能在管沟内敷设时,可采用保温材料聚氨酯硬质泡沫塑料直埋地敷设。

(4)保温。热水供应系统中的水加热器、储水器、热水箱及配水干管、回水管等应进行保温。常用的保温材料有超细玻璃棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、石棉、岩棉、聚氨酯现场发泡、矿渣棉等。

(5)水压试验。

二、采暖工程

采暖是用人工的方法向室内供给热量,保持一定的室内温度,以创造适宜的生活条件或工作条件的技术。

采暖系统包括热源、热网和热用户。目前最广泛应用的热源是锅炉房和热电厂,此外也可以利用核能、地热、太阳能、电能、工业余热作为采暖系统的热源。热网是由热源向热用户输送和分配供热介质的管道系统。热用户指从采暖系统获得热能的用热装置。

(一)供热锅炉

供热锅炉是为采暖及生活提供蒸汽或热水的设备,详细介绍见第五章第二节。

(二)热网

热网除了管道系统之外,还包括安装在其上的附件,主要附件有管件(三通,弯头等)、阀门、补偿器、支座和器具(放气、放水、疏水、除污等装置)等,这些附件是保证热网正常运行的重要部分。

1.热网的形式

(1)按布置形式可分为枝状管网、环状管网和辐射管网。

枝状管网是呈树枝状布置的管网,是热水管网最普遍采用的形式。布置简单,基建投资少,运行管理方便。

环状管网是干线构成环形的管网。当输配干线某处出现事故时,可以切除故障段后,通过环状管网由另一方向保证供热。环状管网投资大,运行管理复杂,管网要有较高的自动控制措施。

辐射管网是从热源内的集配器上分别引出多根管道将介质送往各用户的管网。管网控制方便,可实现分片供热,但投资和金属耗量大,比较适用于面积较小、厂房密集的小型工厂。

(2)按介质的流动顺序可分为一级管网和二级管网。

一级管网是由热源至热力站的管道系统。

二级管网是由热力站至热用户的管道系统。

2.热网与采暖用户的连接

热网与采暖用户的连接方式可分为直接连接和间接连接两种。

直接连接是用户系统直接连接于热水网路上,热网供水(蒸汽)直接进入热用户的散热器,放热后返回热网回水管。当热网为高温水供热,网路供水温度超过用户要求的供水温度时,可采用装设喷射器或装设混合水泵连接。间接连接是在热力站或热用户处设置换热器,用户系统与热水(蒸汽)网路被换热器隔离,形成两个独立的系统,用户与网路之间的水力工况互不影响。

(三)用户采暖系统

1.采暖系统的组成

室内采暖系统(以热水采暖系统为例)一般由主立管、水平干管、支立管、散热器横支管、散热器、排气装置、阀门等组成。热水由入口经主立管、供水干管、各支立管、散热器供水支管进入散热器,放出热量后经散热器回水支管、立管、回水干管流出系统。排气装置用于排除系统内的空气,阀门起调节和启闭作用。

2.采暖系统的分类

(1)按热媒种类分类。采暖系统分为热水采暖系统、蒸汽采暖系统和热风采暖系统。

热水采暖系统是热媒为热水的采暖系统。

根据热水在系统中循环流动动力的不同,热水采暖系统又分为自然循环热水采暖系统(即重力循环热水采暖系统)和机械循环热水采暖系统。按供水温度可将热水采暖系统分为高温水采暖系统和低温水采暖系统。我国将供水温度高于100℃的系统称为高温水采暖系统,供水温度低于或等于100℃的系统称为低温水采暖系统。

蒸汽采暖系统为热媒是蒸汽的采暖系统。

热风采暖系统为热媒是空气的采暖系统。用热水或蒸汽将热能从热源输送至热交换器,经热交换器把热能传给空气,由空气再把热能输送至各采暖房间。

(2)按供、回水方式分类。可分为上供下回式、上供上回式、下供下回式:下供上回式和中供式系统。

(3)按散热器连接方式分类。热水采暖系统可分为垂直式与水平式系统。

垂直式采暖系统是不同楼层的各组散热器用垂直立管连接的系统,一根立管可以在一侧或两侧连接散热器。水平式采暖系统是同一楼层的散热器用水平管线连接的系统,便于分层控制和调节。

(4)按连接散热器的管道数量分类。热水采暖系统可分为单管系统与双管系统(用一根管道将多组散热器依次串联起来的系统为单管系统;用两根管道将多组散热器相互并联起来的系统为双管系统。

(5)按并联环路水的流程分类。可将采暖系统划分为同程式系统与异程式系统各环路总长度不相等的系统为异程式系统;各环路总长度基本相等的系统为同程式系统。

(四)分户热计量采暖系统

分户热计量采暖系统与以往采用的水平式系统的主要区别在于:①水平支路长度限于一个住户之内;②能够分户计量和调节供热量;③可分室改变供热量。满足不同的室温要求。系统在每户供水管上安装热表(如表本身无过滤器,在热表前的管道上还应设置过滤器)和调节阀,在供回水管上安装锁闭阀和关断阀,在户内每组散热器上安装温控器。将每户的锁闭阀、调节阀、热表及向各楼层和各住户供给热媒的供回水立管设在公共的楼梯间竖井内,便于供热管理部门控制和抄表。通常建筑物的一个单元设一组供回水立管,多个单元的供回水干管可设在室内或室外管沟中。为了防止铸铁散热器铸造型砂以及其他污物积聚,堵塞热表、温控阀等部件,分户式采暖系统宜用不残留型砂的铸铁散热器或其他材质的散热器,系统投入运行前应进行冲洗,此外用户入口还应装设过滤器。以下介绍几种分户热计量采暖系统形式。

1.分户水平单管系统

分户水平单管系统可采用图6.1.17形式。

2.分户水平双管系统

3.分户水平单双管系统

4.分户水平放射式系统

(五)辐射采暖系统

1.概述

辐射采暖是指提升围护结构内表面中一个或多个表面的温度,形成热辐射面,依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换进行采暖的技术方法。

2.辐射采暖的分类

按供热范围可以分为局部辐射采暖(如燃气器具或电炉)和集中辐射采暖;按辐射面温度可以分为高、中、低温辐射采暖;按热媒可以分为热水、蒸汽、空气和电辐射采暖。

3.地板辐射采暖系统的组成

地板辐射采暖系统主要由锁闭阀、调节阀、关断阀、过滤器、热表、集水器、分水器、排气阀、加热管等组成。热水由设在公共楼梯间竖井内的供水立管流入用户地板辐射采暖系统供水管,经过滤后进入分水器,分配到各组加热管环路中,放出热量后再由集水器、回水管流到公共楼梯间竖井内的回水立管中。锁闭阀由供暖管理部门启闭,调节阀用于调节进入用户采暖系统的流量,关断阀供用户启闭之用,需要热计量时应安装热表,集水器、分水器用于分配和收集各组加热管环路中的热水,分(集)水器顶部应安装自动或手动排气阀,为避免水中杂质堵塞热表,需在其前设置过滤器。连接在同一个分(集)水器上的各组加热管的几何尺寸长度应接近相等,每组加热管与分(集)水器相连处应安装关断阀。加热管可采用铝塑复合管等热塑性管材。加热管的布置,应根据保证地板表面温度均匀的原则而采用,通常采用平行排管、蛇形排管、蛇形盘管三种形式。

(六)蒸汽采暖系统

蒸汽采暖系统根据供汽压力可分为低压蒸汽采暖系统(供汽表压力≤0.07MPa)、高压蒸汽采暖系统(供汽表压力>0.07MPa)和真空蒸汽采暖系统(供汽绝对压力<0.1MPa)根据立管的数量分为单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。根据蒸汽干管的位置分为上供式、中供式和下供式系统。根据凝结水回收动力分为重力回水和机械回水。根据凝结水系统是否通大气分为开式系统(通大气)和闭式系统(不通大气)根据凝结水充满管道断面的程度分为干式回水系统和湿式回水系统。

(七)热风采暖系统

热风采暖适用于耗热量大的建筑物,间歇使用的房间和有防火防爆要求的车间。具有热惰性小、升温快、设备简单、投资省等优点。热风采暖系统主要有集中送风系统、热风机采暖系统、热风幕系统和热泵采暖系统。

(1)集中送风的采暖形式比其他形式可以大大减少温度梯度,因而减少由于屋顶耗热增加所引起的不必要的耗热量,并可节省管道与设备。一般适用于允许采用空气再循环的车间,或作为有大量局部排风车间的补风和采暖系统。对于内部隔断较多、散发灰尘或大量散发有害气体的车间,一般不宜采用集中送风采暖形式。在内部隔墙和设备布置不影响气流组织的大型公共建筑和高大厂房内,宜采用集中送风系统。

(2)热风机采暖主要设备为暖风机。暖风机是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组,是热风供暖系统的备热和送热设备。在风机的作用下,空气由吸风口进入机组,经空气加热器加热后,从送风口送至室内,以维持室内要求的温度。

(3)空气幕是由空气处理设备、通风机、风管系统及空气分布器组合而成的一种产品,其利用条形空气分布器喷出一定速度和温度的幕状气流,借以封闭建筑物的大门、门厅、通道、门洞、柜台等。其作用是:减少或隔绝外界气流的侵入,阻挡外界尘埃、有害气体及昆虫等进入室内。空气幕的送风形式,一般常用的有上送式、侧送式和下送式三种。

热泵采暖系统见本章第二节“通风空调工程安装”。

(八)采暖系统的主要设备和部件

1.水泵

常用的水泵有循环泵、补水泵、混水泵、凝结水泵、中继泵等。

(1)循环水泵。使水在闭合环路中循环的动力设备。循环水泵提供的扬程应等于水从热源经管路送到末端设备再回到热源一个闭合环路的阻力损失,即扬程不应小于设计流量条件下热源、热网、最不利用户环路压力损失之和。一般将循环水泵设在回水干管上,这样回水温度低,泵的工作条件好,有利于延长其使用寿命。

(2)补水泵。为保持系统内合理压力工况,从系统外向系统内补水的水泵。补水泵常设置在热源处,当热网有多个补水点时,还应在补水点处设置补水泵(一般在热力站或中继站)

(3)混水泵。使供暖热用户系统的部分回水与热网供水混合的水泵。来自热网供水管的高温水在建筑物用户入口或热力站处,与混水泵抽引的用户或街区网路部分回水相混合,降低温度后,再进入供暖系统。

(4)凝结水泵。用于输送凝结水的水泵。凝结水泵台数不应少于2台,其中1台备用。凝结水泵可设置在热源、凝水回收站和用户内。

(5)中继泵。热水网路中根据水力工况要求,为提高供热介质压力而设置的水泵。当供热区域地形复杂或供热距离很长,或热水网路扩建等原因,使热力站入口处热网资用压头不满足用户需要时,可设中继泵。

2.散热器

安装在采暖房间的散热设备。制造散热器的材质有铸铁、钢、铝、铜以及塑料、陶土、混凝土、复合材料等,其中常用的为铸铁和钢。铸铁散热器造价低廉,耐腐蚀性好,水容量大且热稳定性好;钢制散热器美观,结构尺寸小,耐压强度高。散热器的结构形式有翼型、柱型、柱翼型、管型、板型、串片型等,常用的为柱型和翼型散热器。柱型散热器传热性能好,表面不易积灰,但组对费时费工。

3.排气装置

由于水中溶有空气,水被加热后,空气从水中析出,再加上补水带入空气,因此系统中有空气存在,如不及时排除,易在系统中形成气塞,阻碍水的通行。因此在系统中需安装排气装置,收集和排除空气。

(1)集气罐。通常安装在供水干管的末端。当热水进入集气罐内,流速迅速降低,水中的气泡便自动浮出水面,聚集在集气罐的上部。在系统运行时,定期手动打开放气管上的排气阀门排气。

(2)自动排气阀。依靠水对浮体的浮力通过杠杆机构传动,使排气孔自动启闭,实现自动阻水排气的功能。

(3)冷风阀。又称跑风门,多用在水平式和下供下回式系统中,它旋紧在散热器上部专设的丝孔上,以手动方式排除空气。

4.膨胀水箱

膨胀水箱用于容纳系统中水因温度变化而引起的膨胀水量、恒定系统的压力和补水,在重力循环上供下回系统和机械循环下供上回系统中它还起着排气作用。膨胀水箱上的配管包括膨胀管、循环管、信号管、溢流管、排水管、补水管(空调系统)。

膨胀水箱分两种,一般常用的为开式高位膨胀水箱。开式膨胀水箱构造分圆型和方型两种。在寒冷地区,膨胀水箱应安装在采暖房间;如供暖有困难时,膨胀水箱应有良好的保温措施。非寒冷地区膨胀水箱也可露天安装在屋面上。膨胀水箱安装高度应高出系统最高点,并有一定的安全量。

闭式低位膨胀水箱为气压罐。这种方式不但能解决系统中水的膨胀问题,而且可与锅炉自动补水和系统稳压结合起来,气压罐宜安装在锅炉房内。

5.除污器和过滤器

除污器(或过滤器)安装在用户入口供水总管上,以及热源(冷源)、用热(冷)设备、水泵、调节阀等入口处,用于阻留杂物和污垢,防止堵塞管道与设备,其结构类型详见第一章第三节。

6.补偿器

补偿器又称伸缩器,设置在固定支架之间,用以补偿管道的热伸长,从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。供热管道上采用的补偿器主要有自然补偿器、方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器等,前三种是利用补偿器材料的变形吸收热伸长,后两种是利用管道的位移来吸收热伸长。选用补偿器时,应考虑敷设条件、补偿器的维修工作量、补偿器的工作可靠性和价格等因素。补偿器介绍详见第一章第三节。

7.分水器、集水器、分汽缸

当需从总管接出两个以上分支环路时,考虑各环路之间的压力平衡和流量分配及调节,宜用分汽缸、分水器和集水器。分汽缸用于供汽管路上,分水器用于供水管路上,集水器用于回水管路上。分汽缸、分水器、集水器一般应安装压力表和温度计,并应保温。

分汽缸上应安装安全阀,其下应设置疏水装置。分汽缸、分水器、集水器按工程具体情况选用墙上或落地安装;一般直径较大时宜采用落地安装;当封头采用法兰堵板时,其位置应根据实际情况设于便于维修的一侧。

8.喷射器

分为水喷射器和蒸汽喷射器。

(1)水喷射器。热网供水管的高温水进入水喷射器,在喷嘴处形成很高的流速,动压升高,静压降低到低于回水管的压力,回水管的低温水被抽引进入喷射器,并与供水混合,使进入用户系统的供水温度低于热网供水温度,符合用户系统的要求。水喷射器无活动部件,构造简单,运行可靠,管路系统的水力稳定性好;但由于抽引回水需要消耗能量,热网供、回水之间需要足够的资用压差,才能保证水喷射器正常工作。通常只用在单幢建筑物的供暖系统上,需要分散管理。

(2)蒸汽喷射器。蒸汽在喷射器的喷嘴处产生低于用户系统回水的压力,回水被抽引进入喷射器并被加热,通过蒸汽喷射器的扩压管段,压力回升,使热水用户系统的热水不断循环。采用蒸汽喷射器的热水供热系统可以替代表面式汽—水换热器和循环水泵,起着将水加热和循环流动的双重作用。

9.分户热计量分室温度控制系统装置

(1)锁闭阀。分两通式锁闭阀及三通式锁闭阀。具有调节、锁闭两种功能,内置专用弹子锁,根据使用要求,可为单开锁或互开锁。

(2)散热器温控阀。散热器温控阀是一种自动控制散热器散热量的设备。它由两部分组成,一部分为阀体部分,另一部分为感温元件控制部分。当室内温度高于给定的温度值时,感温元件受热,其顶杆就压缩阀杆,将阀口关小,进入散热器的水流量减小,散热器散热量减小。室温下降,动作相反,从而保证室温处在设定的温度值上。温控阀控温范围在13~28℃之间,控温误差为±1℃。由于散热器温控阀具有恒定室温的功能,因此主要用在需要分室温度控制的系统中。

(3)热计量装置。

1)热量表。

2)热量分配表。热量分配表不是直接测量用户的实际用热量,而是测量每个用户的用热比例。

10.阀门

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质参数(温度、压力和流量)的管路部件。根据其功能可分为:

(1)关断阀。起开闭作用。常设于冷热源进出口、设备进出口、管路分支线(包括立管)上。也可用作放水阀和放气阀。常见的关断阀有闸阀、截止阀、球阀和蝶阀等。

(2)止回阀。这类阀门用于防止介质倒流。利用流体自身的动能自行开启,反向流动时自动关闭。常设于水泵的出口、疏水器出口以及其他不允许流体反向流动的地方。止回阀分旋启式、升降式和对夹式三种。

(3)调节阀。用于调节和控制介质流量、压力和温度的阀门。

阀门介绍详见第一章第三节。

11.支座

直接支承管道并承受管道作用力的管路附件。根据对管道位移限制情况,可分为活动支座和固定支座。

(1)固定支座。不允许管道和支承结构有相对位移的管道支座。主要用于将管道划分成若干补偿管段,分别进行热补偿,从而保证补偿器的正常工作。

(2)活动支座。允许管道和支承结构有相对位移的管道支座。常用的活动支座有滑动支座和滚动支座。

(九)采暖入口装置

室内采暖系统与室外供热管网相连接处的阀门、仪表和调压装置等统称为采暖系统入口装置,其作用是用来接通(或切断)热媒,以及减压、观测热媒的参数。通常入口装置可设置在地下室或地沟内。

热水采暖系统入口装置主要由调压装置、关断阀、除污器、压力表、温度计等组成。当热源参数比较稳定时,调压装置宜选用调压板调整各建筑物入口处供水(或回水)干管上的压力。调压板材质,蒸汽应用不锈钢,热水可用铝合金或不锈钢。

当供热系统不大时,也可采用截止阀来调节,其特点是节约投资、不易堵塞、又便于检修。

当供热系统较大时,尤其是改扩建管网,宜用专门调节用的平衡阀,解决水平失调效果良好;平衡阀宜安装在回水管路上,尽可能安装在直管段上。

当需要计量流量或热量时,应在供水总管上除污器之后装设流量计或热表。当热网的供水温度高于采暖系统的供水温度,且热网的水力工况稳定、入口处的供回水压差足以保证混水装置工作时,宜设混水装置,并安装在除污器之后,否则可采用换热器。

(十)管道和设备的安装

1.管材、管道连接及管道安装

(1)管材和管道的连接。采暖管道通常都采用钢管,室外采暖管道都采用无缝钢管和钢板卷焊管,室内采暖管道常采用普通焊接钢管或无缝钢管,常用的地板采暖管主要有交联聚乙烯(PE—X)管、交联铝塑复合(XPAP)管、聚丁烯(PB)管、无规共聚聚丙烯(PP—R)管。钢管的连接可采用焊接、法兰盘连接和丝扣连接。焊接连接可靠、施工简便迅速,广泛用于管道之间及补偿器等的连接。法兰连接装卸方便,通常用在管道与设备、阀门等需要拆卸的附件连接上。对于室内采暖管道,通常借助三通、四通、管接头等管件,进行丝扣连接,也可采用焊接或法兰连接。一些塑料管材也可以采用热熔连接。

(2)管道安装要求。

1)安装前,必须清除管道和设备内的污垢和杂物;安装中断或安装完后,在各敞口处应该临时封闭,以免管道堵塞。

2)采暖管道的安装,管径大于32mm宜采用焊接或法兰连接。

3)管道穿过基础、墙壁和楼板,应配合土建施工预留孔洞。

4)在同一房间内,安装同类型的采暖设备及管道配件,除特殊要求者外,应安装在同一高度上。

5)安装管道时,应有坡度。如设计无要求,其坡度应符合下列规定:热水采暖和汽水同向流动的蒸汽和凝结水管道,坡度一般为0.003,但不得小于0.002;汽水逆向流动的蒸汽管道,坡度不得小于0.005。

6)管道从门窗或其他洞口、梁柱、墙垛等部位绕过,转角处如果高于或低于管道水平走向,在其最高点或最低点应分别安装排气或泄水装置。

7)管道过墙或楼板,应设置铁皮套管或钢套管。安装在内墙壁的套管,其两管端应与墙壁饰面取平。管道穿过外墙或基础时,应加设钢套管,套管直径比管道直径大两号为宜。

安装在楼板内的套管,其顶部要高出楼板地坪20mm,底部则与楼板齐平。管道穿过厨房、厕所、卫生间等容易积水的房间楼板,应加设钢套管,其顶部应高出地面不小于30mm。

8)明装钢管成排安装时,直管部分应相互平行,曲线部分则曲率半径应相等。

9)水平管道纵、横方向弯曲,立管垂直度,成排管段和成排阀门安装允许偏差须符合有关规定。

10)管径DN≤32不保温采暖双立管道,两管中心距应为80mm,允许偏差为5mm。热水或蒸汽立管应置于面向的右侧,回水立管则置于左侧。

11)管道支架附近的焊口,要求焊口距支架净距大于50mm,最好位于两支座间距的1/5位置上,在这个位置上的焊口受力最小。

12)采暖系统安装完后,在使用前,应用水冲洗,直到污浊物冲洗干净为止。

13)管道除锈、刷油和保温。

2.采暖设备安装

设备安装应按设计的型号、规格、位置进行,并执行相应的规范。

(1)散热器安装。不同散热器,其安装方法和要求不尽相同。排管散热器一般用钢管现场制作。钢串片式、板式和扁管式散热器,其规格、接口以及防腐处理等,厂家在出厂前已做好。对于目前使用较多的翼形(圆翼型和长翼型)散热器和柱型(铸铁和钢制)散热器,圆翼型散热器的长度及接口法兰是生产中已确定的,一般不再需要串接。钢制柱型散热器一般是按设计要求的片数成组供应,两端一正丝、一反丝的DN32的接口也已在出厂前焊好。而铸铁长翼型、柱型散热器,则需根据设计要求,先组对成组,经试压合格后,再就位固定等,其安装过程包括安装前的检查、散热器片的除锈及刷油、散热器的组对、散热器试压和散热器就位固定。

(2)膨胀水箱安装。安装要求为:

1)膨胀水箱顶部的入孔盖应用螺栓紧固,水箱下方垫枕木或角钢架。

2)膨胀水箱内外刷樟丹或其他防锈漆,并要进行满水试漏,箱底至少比室内采暖系统最高点高出0.3m。

3)膨胀水箱有时与给水箱一同安装在屋顶的水箱间内。如安装在非采暖房间里,膨胀水箱要保温。

4)膨胀管在重力循环系统中宜接在供水主立管的顶端兼作排气用;机械循环系统中接至系统定压点,一般宜接在水泵吸入口前,如安装有困难时,也可接在采暖系统中回水干管上任何部位。膨胀管上严禁安装阀门,但当建筑物内同时设有空调用膨胀水箱时,可安装阀门,夏季空调系统运行时,可将此阀门关闭。膨胀管通过非采暖房间时,应做保温。

5)循环管接至系统定压点前的水平回水平管上,该点与定压点之间应保持1.5~3m的距离,让热水有一部分能缓缓地通过膨胀管和循环管流过水箱,以防水箱里水结冰;但当水箱水没有结冻可能时,可不设循环管。循环管应严禁安装阀门,通过非采暖房间应保温。

6)信号管是供管理人员检查系统内是否充满水。一般应接至人员容易观察的地方,有条件时,宜接到锅炉房内,也可接至建筑物底层的卫生间或厕所内。信号管应安装阀门,通过非采暖房间时应保温。

7)溢流管供系统内的水充满后溢流之用。一般可接至附近下水道,但不允许直接与下水道相接。该管不应装阀门。

8)排水管用于清洗水箱及放空用,可与溢水管一起接至附近下水道,该管应装阀门。

9)补水管的补水可用手动或浮球阀自动控制。

10)安装水箱时,下部应做支座,支座长度应超出底板100~200mm,其高度应大于300mm。支座材料可用方木、钢筋混凝土或砖,与水箱间外墙应考虑安装预留孔洞。

(3)排气装置的安装。

1)集气罐。一般可用厚4~5mm的钢板卷成或用DN100~250的钢管焊成,集气罐的直径应比连接处干管直径大1倍以上,便于气体逸出并聚集于罐顶。为了增大储气量,进、出水管宜接近罐底,罐上部设DN15的放气管,放气管末端有放气阀门,并通到有排水设施处,放气阀门的位置还要考虑使用方便。集气罐需安装在系统的高点。

2)自动排气阀。常因失灵而漏水,需要维修更换,因此安装时应在自动排气阀与管路之间装一个阀门。

(4)除污器安装。除污器一般用法兰与管路连接,前后应安装阀门和设旁通管。

3.采暖系统清洗、试压及试运行

(1)采暖系统清洗。

热水采暖系统用清水冲洗,如系统较大、管路较长,可分段冲洗。

(2)采暖系统试压。试压的目的是检查管路的机械强度与严密性。室内采暖系统试压,可以分段试压,也可以整个系统试压。

试压过程包括注水排气和加压检漏。

1)注水排气。

2)加压检漏。

(3)采暖系统试运行。包括系统充水、启动运行和初调节。

三、燃气工程

(一)燃气的分类

燃气是以可燃气体为主要组分的混合气体燃料。城镇燃气是指从气源点通过输配系统供给居民生活、商业、工业企业生产等各类用户公用性质的,符合国家规范质量要求的可燃气体,主要有天然气、人工燃气和液化石油气。

1.天然燃气

天然燃气是在地下多孔地质结构中自然形成的烃类气体和蒸汽的混合气体,并通过钻井由地层中开采出来。

天然气一般有四种:从气田开采的气田气;随石油一起喷出的油田伴生气;含有石油轻质馏分的凝析气田气;以及从井下煤层抽出的矿井气。目前我国许多城市将天然气作为城市燃气使用。

(二)燃气系统

城镇燃气供应系统由气源、输配系统和用户三部分组成。

输配系统应能保证不间断地、可靠地向用户供应燃气,在运行管理方面应是安全的,在维修检测方面应是简便的。

1.燃气管道系统

(1)系统的组成。城镇燃气管道系统由输气干管、中压输配干管、低压输配干管、配气支管和用气管道组成。

(2)系统的形式。城镇燃气管道系统由各种压力的燃气管道组成,其组合形式有一级系统、二级系统、三级系统和多级系统。

1)一级系统。采用只有一个压力等级,即仅用低压或中压管网分配和供应燃气的系统。一级系统可利用储气柜的压力直接输送燃气至用户,也可经低压调压器调压后输送燃料。

2)二级系统。一般由低压和中压或低压和次高压两级管网组成。供应范围大于一级系统,压力工况改善,需使用压送设备输送燃气。

3)三级和多级系统。在燃气输送量很大、输送距离很远而中压管道又不能有效地保证长距离输送大量燃气时;或由于城市内难以敷设高压燃气管道;而敷设中压管道金属耗量和投资过大时;或以天然气为气源时采用。三级系统由高压、中压和低压三级管网组成。

(3)系统压力分级。

2.燃气储配站

燃气储配站的主要功能是储存燃气、加压和向城市燃气管网分配燃气。燃气储配站主要由压送设备、储存装置、燃气管道和控制仪表以及消防设施等辅助设施组成。

压送设备是燃气输配系统的心脏,用来提高燃气压力或输送燃气,目前在中、低压两级系统中使用的压送设备有罗茨式鼓风机和往复式压送机。

储存装置的作用是保证不间断地供应燃气,平衡、调度燃气供气量。其设备主要有低压湿式储气柜、低压干式储气柜、高压储气罐(圆筒形、球形)

3.燃气调压站(室)

4.燃气系统附属设备

(1)凝水器。按构造分为封闭式和开启式两种,设置在输气管线上,用以收集、排除燃气的凝水。封闭式凝水器无盖,安装方便,密封良好,但不易清除内部垃圾、杂质;开启式凝水器有可以拆卸的盖,内部垃圾、杂质清除比较方便。常用的凝水器有铸铁凝水器、钢板凝水器等。

(2)补偿器。补偿器形式有套筒式补偿器和波形管补偿器,常用在架空管、桥管上,用以调节因环境温度变化而引起的管道膨胀与收缩。埋地铺设的聚乙烯管道,在长管段上通常设置套筒式补偿器。

(3)过滤器。通常设置在压送机、调压器、阀门等设备进口处,用以清除燃气中的灰尘、焦油等杂质。过滤器的过滤层用不锈钢丝网或尼龙网组成。

5.燃气长距离输送系统

燃气长距离输送系统通常由井场集输管网、气体净化设备、起点站、输气干线、输气支线、中间调压计量站、压气站、管理维护站、阴极保护站、通信与遥控装置、燃气分配站等组成。输气管道长1Okm以上的称之为长距离输送。

(三)用户燃气系统安装

1.燃气管道材料

燃气管道的材料很多,常用的管材有铸铁管、钢管、塑料管和钢骨架塑料管等。人工煤气、天然气管道材料及液化石油气管道材料应分别根据系统压力和敷设条件等按照有关规定进行选择。一般情况下,人工燃气、天然气的中、低压管道系统可以采用铸铁管或聚乙烯管和钢管,而高压系统必须采用钢管。液态、气态液化石油气管道均采用钢管。

燃气管道根据管道口径大小、敷设目的、用途,可分为干管、支管、引入管、室外管、室内管、用气设备连接管等。其中干管口径较大,通常采用铸铁管和钢管。口径75mm以上的支管和引入管,通常也采用铸铁管。口径75mm以下的支管和引入管,通常采用镀锌钢管外包绝缘防腐层。室外管、室内管、用气设备连接管等口径较小,通常采用镀锌钢管。

(1)铸铁管。铸铁管是目前燃气管道中应用最广泛的管材,使用年限长,生产简便,成本低,且有良好的耐腐蚀性。一般情况下,地下铸铁管的使用年限为60年以上,所以铸铁管是输送人工燃气的主要管材。

1)灰口铸铁管。灰口铸铁是目前铸铁管中最主要的管材。铸铁管的铸造方法有连续式浇铸和离心式浇铸等。铸铁管根据材料和铸造工艺分为高压管、普压管及低压管等。用于燃气管道的承插灰口铸铁管为普压管。

铸铁管的接口主要为机械式接口,此外还有滑入式及承插式接口等。目前生产的铸铁管以机械式接口为主,法兰接口也有供应。

2)球墨铸铁管。具有很高的抗拉、抗压强度,其冲击性能为灰口铸铁管的10倍以上。球墨铸铁管接口形式为承插接口与机械接口。

(2)钢管。大口径燃气管通常采用对接焊缝钢管和螺旋焊缝钢管,小口径燃气管(DN200以下)通常采用镀锌钢管或无缝管。大口径钢管的接口采用焊接或法兰连接,小口径钢管(DN50以下)大多采用螺纹连接。

1)无缝钢管。在燃气输送中,无缝钢管主要用于小口径管,其接口形式为螺纹或法兰。

2)焊接钢管(又称卷焊钢管)焊接钢管的规格一般是用外径及壁厚的公称尺寸表示,但燃气用钢管则用公称直径的规格表示。根据焊缝的不同,焊接钢管又可分为直缝焊接钢管及螺旋缝焊接钢管。

①直缝焊接钢管。主要用Q235或甲类普碳钢,由钢板直接卷合对焊而成。

②螺旋缝焊接钢管。螺旋缝焊接钢管是将钢带按一定的螺旋线的角度(又叫成型角)

卷成管坯,然后将管缝焊接起来而制成的。主要用于石油、天然气的输送管线,城市燃气管道也有应用。

(3)塑料管。目前主要采用聚乙烯管,聚乙烯管是地下天然气管道常用管材。其接口形式有活接头连接、焊接及热熔连接等。

2.室内燃气管道安装

(1)燃气引入管安装。当引入管采用地下引入时,应符合下列要求:

1)穿越建筑物基础或管沟时,燃气管道应敷设在套管内,套管与引入管、套管与建筑物基础或管沟壁之间的间隙用柔性防腐、防水材料填实;

2)引入管管材宜采用无缝钢管;

3)湿燃气引入管应坡向室外,坡度不小于0.01。

当引入管采用地上引入时,应符合下列要求:

1)穿越建筑物墙体时,燃气管道应敷设在套管内,套管内的燃气管道不应有焊口等连接接头,引入管地上部分应按相关要求设置防护罩;

2)地上引入管与建筑物外墙之间净距宜为100~200mm;

3)引入管保温层厚度应符合设计规定,表面应平整;

4)燃气引入管安装时,其顶部应装三通。

燃气管道室内外界限划分,以引入管室内第一个阀门为界,或以地上引入管墙外三通为界。

(2)燃气管道采用螺纹连接时,煤气管可选用厚白漆或聚四氟乙烯薄膜为填料,天然气或液化石油气管选用石油密封酯或聚四氟乙烯薄膜为填料。

(3)燃气管道应沿墙安装,当与其他管道相遇时,应符合下列要求:

1)水平平行敷设时,净距不宜小于150mm。

2)竖向平行敷设时,净距不宜小于150mm,并应位于外侧。

3)交叉敷设时,净距不宜小于50mm。

(7)燃气管道敷设高度(从地面到管道底部或管道保温层部)应符合下列要求:

1)在有人行走的地方,敷设高度不应小于2.2m。

2)在有车通行的地方,敷设高度不应小于4.5m。

(8)室内燃气管道在特殊情况下必须穿越浴室、厕所、吊平顶(垂直穿)、客厅时,管道应安装在套管中,套管比燃气管道大两档,套管与燃气管均无接口,套管两端伸出墙面侧边10~20mm。

(9)输送湿燃气的燃气管道敷设在气温低于0℃的房间或输送气相液化石油气管道处的环境温度低于露点温度时,均应采取保温措施。

(10)燃气管道采用焊接连接时,低压燃气管道焊缝的无损探伤应按设计规定执行;当设计无规定时,煤气管道应对每一焊工所焊焊缝按焊口总数不少于15%进行抽查,且每条管线上的探伤长度不少于一个焊口,焊缝的质量应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236规定的Ⅲ级焊缝标准。中压B级天然气管道全部焊缝需100%超声波无损探伤,地下管100%X光拍片,地上管30%X光拍片(无法拍片部位除外)

3.燃气器具的安装

常用燃气具有:燃具、热水器、开水炉、采暖炉、沸水器、气嘴等。

(1)各类燃具与电表、电器设备应错位设置,其水平净距不得小于500mm;当无法错位时,应有隔热措施。各类燃具的侧边与墙、水斗、门框等相隔的距离及燃具与燃具之间的距离不得小于200mm。当两台燃具或一台燃具及水斗成直角布置时,其两侧边离墙之和不得小于1.2m。

(2)燃具靠窗口设置时,燃具面应低于窗口,且不小于200mm;设置于楼梯下或斜坡屋顶下时,燃具面中心与楼梯、屋面的垂直净距不得小于1000mm。

(3)燃具与燃气管道宜采用硬管连接,镀锌活接头内用密封圈加工业酯密封。采用软管连接时,家用燃气灶和实验室用的燃烧器,其连接软管长度不应超过2m,并不应有接口;工业生产用的需移动的燃气燃烧设备,其连接软管的长度不应超过30m,接口不应超过2个。燃气用软管应采用耐油橡胶管,两端加装轧头及专用接头,软管不得穿墙、窗和门。

(4)热水器应设置在操作、检修方便又不易被碰撞的部位,热水器前的空间宽度宜大于800mm,侧边离墙大于1OOmm。热水器安装在非耐火墙面上时,在热水器的后背应衬垫厚度不小于1Omm的隔热耐火材料,且每边超出热水器的外壳100mm以上。热水器的上部不得有明敷电线、电器设备,侧边与电器设备的水平净距应大于300mm;当无法做到时,应采取隔热措施。热水器与木质门、窗等可燃物的间距应大于200mm;当无法做到时,应采取隔热阻燃措施。

(5)热水器的供气管道宜采用金属管道(包括金属软管)连接,管径不得小于设备上煤气接管的标定管径,冷热水管径必须与热水器进出口管径相符,燃气管道的进口处装置活接头。热水器的安装高度,宜满足观火孔离地1500mm的要求。

4.计量装置的安装

(1)民用计量装置应与燃具错位安装,不得安装在燃具的正上方,与燃具的水平间距不得小于300mm;当无法错位时,应在计量装置的下部设隔热板,板的尺寸不小于计量装置底部的面积,计量装置与低压电器设备之间应有200mm的间距。商业及工业企业的燃气计量表与各种灶具和设备的水平净距应符合有关规定。

(2)挂装型燃气表的总阀门轴线应与墙面呈45°左右角度,表具合一型的总阀门轴线与地面垂直,总阀门的执手均应向上。挂装型燃气表的表背面与墙面应保持10~20mm的间距。

(3)燃气表进出口铅管的弯曲,应圆顺、无明显凹瘪。

(4)法兰表的进出口管上,必须装有DN10的测压点各一个。进出口管径大于DN100时,应在进出口阀门的明支管上和出口阀门后的用气管上开出DN32的内螺纹接头及管塞各一套。法兰皮膜表接装时,进出口阀门不得与表法兰直接镶接,进出口阀门宜装在管上。计量为6~34m3/h的燃气表应单独设置固定支架。

(5)居民用燃气表的出口管如向上延伸,室内的应在出口管下端装三通加管堵,在室外的应在三通下端装集水管。

(6)住宅建筑挂装燃气表预留支管的管径不应小于DN20(天然气为DN15),高度宜离室内地坪2.2m,燃气表底宜离室内地坪的高度为m。

5.管道的吹扫、试压、涂漆

(1)燃气管在安装完毕、压力试验前应进行吹扫,吹扫介质为压缩空气,吹扫流速不宜低于20m/s,吹扫压力不应大于工作压力。吹扫应反复数次,直至吹净,在管道末端用白布检查无沾染为合格。

(2)室内燃气管道安装完毕后必须按规定进行强度和严密性试验,试验介质宜采用空气,严禁用水。试验发现的缺陷应按相关规定进行修补,修补后进行复试。

(3)强度试验。

1)试验范围应符合以下规定:

①居民用户为引入管阀门至燃气计量表进口阀门(含阀门)之间的管道;

②工业企业和商业用户为引入管阀门至燃具接入管阀门(含阀门)之间的管道。

2)试验压力应符合以下规定:

①设计压力小于1OkPa时,试验压力为0.1MPa;

②设计压力大于或等于10kPa时,试验压力为设计压力的1.5倍,且不得小于0.1MPa。

(4)严密性试验。

1)严密性试验范围应为用户引入管阀门至燃具接入管阀门(含阀门)之间的管道。

2)严密性试验在强度试验后进行。

3)中压管道的试验压力为设计压力,但不得低于0.1MPa,以发泡剂检测不漏气为合格。

4)低压管道的试验压力不应小于5kPa。试验期间,居民用户试验15mm,商业和工业企业用户试验30min,观察压力表,无压力降为合格。

(5)燃气管道应涂以黄色的防腐识别漆。第二节通风空调工程安装

一、通风工程

(一)通风工程的任务

用通风方法改善室内空气环境,就是在建筑室内把不符合卫生标准的污浊空气排至室外,把新鲜空气或经过净化符合卫生要求的空气送人室内。实施通风的目的在于通过控制空气传播污染物,采用净化、排除或稀释的技术,保证环境空间具有良好的空气品质。

(二)通风系统的组成

通风系统分为两类:送风系统和排风系统。

(三)通风方式

就通风的范围而言,可分为全面通风和局部通风。按通风动力的不同,可分为自然通风和机械通风。

1.全面通风

即对整个控制空间进行通风换气,使室内污染物浓度低于允许的最高浓度的通风方式。全面通风实质是稀释环境空气中的污染物。对于散发热、湿或有害物质的车间或其他房间,当不能采用局部通风或采用局部通风仍达不到卫生要求时,应辅以全面通风或采用全面通风。

(1)全面通风分类。全面通风可分为稀释通风、单向流通风、均匀流通风和置换通风等。

(2)全面通风的气流组织。全面通风效果不仅取决于通风量的大小,还与通风气流组织有关。所谓气流组织就是合理布置送、排风口和分配风量,选用相应的风口型式,以便用最小的通风量获得最佳的通风效果。在设计全面通风系统时应遵守的基本原则是:应将干净空气直接送至工作人员所在地或污染物浓度低的地方;避免通风气流发生短路。常用的送、排风方式有上送上排、下送上排及中间送、上下排等多种形式。

(3)事故通风。工厂中有一些工艺过程,由于操作事故和设备故障而突然发生大量有毒有害气体或有燃烧、爆炸危险的气体,为了防止对工作人员造成伤害和防止进一步扩大事故,必须设有临时的排风系统——事故通风系统。

事故通风的排风应避开人员经常停留或通行的地点;当20m内有机械进风系统的进风口时,排风口应高于进风口16m以上。如果排放的是可燃气体,排风口应远离火源20m以上。

事故通风的风机可以是离心式或轴流式的,其开关应分别设在室内外便于操作的位置。如果条件许可,可直接在墙上或窗上安装轴流风机。排放有燃烧、爆炸危险气体的风机应选用防爆型风机。

2.局部通风

3.机械通风

依靠机械动力(如风机)进行有组织通风换气。包括机械进风和机械排风。

(1)机械进风。

(2)机械排风。

4.自然通风

利用室外风力或室内、外温差产生的密度差为动力进行通风换气。如果在建筑物外围护结构上有一开口,且开口两侧存在压力差,根据动力学原理,空气在此压力差的作用下将流进或流出该建筑,这就形成了自然通风,自然通风分为室内、外温差作用下的自然通风和室外风力作用下的自然通风。在实际应用中,室内、外温差作用下的自然通风现象与风压作用下的自然通风现象常同时存在,这时某一开口内、外两侧压力差就等于两种作用所产生的压力差之和。

充分合理地利用自然通风是一种既经济又有效的措施,因此,对室内空气的温度、湿度、清洁度、气流速度无严格要求的场合,在条件许可时,应优先考虑自然通风。

(四)工业建筑的除尘系统

工业建筑的除尘系统是一种捕获和净化生产工艺过程中产生的粉尘的局部机械排风系统。用排尘罩捕集工艺过程产生的含尘气体,在风机的作用下,含尘气体沿风道被输送到除尘设备,将粉尘分离出来,净化后的气体排至大气,最后收集与处理分离出来的粉尘。

根据生产工艺、设备布置、排风量大小和生产厂房条件,除尘分为就地除尘、分散除尘和集中除尘三种形式。

(五)气力输送系统

气力输送是一种利用气流输送物料的输送方式。暖通空调中常利用气流将除尘器、冷却设备与烟道中收集的烟(粉)尘输送到要求的地点。气力输送系统按其装置的型式和工作特点可分为吸送式、压送式、混合式和循环式四类,常用的为前两类。

在低压吸送式系统中,物料和空气一起被吸入喉管(受料器),物料经喉管启动、加速后沿输料管送至分离器(设在卸料目的地),分离器分离下来的物料存入料仓,含尘空气则经除尘器净化后再通过风机排人大气。整个系统在负压下工作,所以也称负压气力输送系统。

压送式系统分为以风机为动力的低压压送式系统和以压缩空气为动力的高压压送式系统。低压压送式系统风机安装在系统的前端,高压压送式系统利用压缩空气为动力,压缩空气经油水分离器、储气罐进人受料器(发送器)压送物料。

(六)空气幕

利用条形空气分布器喷出一定速度和温度的幕状气流,借以封闭大门、门厅、通道、门洞、柜台等,减少或隔绝外界气流的侵入,以维持室内或某一工作区域的环境条件,同时还可以阻挡粉尘、有害气体及昆虫的进入。空气幕的隔热、隔冷、隔尘、隔虫特性,不仅可以维护室内环境,而且还可以节约建筑能耗。

空气幕可由空气处理设备、风机、风管系统及空气分布器组成。空气幕按照空气分布器的安装位置可以分为上送式、侧送式和下送式三种。

(七)建筑防火防排烟

1.自然排烟

2.机械排烟

3.加压防烟

(八)通风(空调)主要设备和部件

1.通风机

常用通风机:

(1)一般用途通风机。

(2)排尘通风机。

(3)高温通风机。

(4)防爆通风机。

(5)防腐通风机。

(6)防、排烟通风机。

(7)屋顶通风机。

(8)射流通风机。

2.风阀

风阀是空气输配管网的控制、调节机构,基本功能是截断或开通空气流通的管路,调节或分配管路流量。

(1)同时具有控制、调节两种功能的风阀有:①蝶式调节阀;②菱形单叶调节阀;③插板阀;④平行式多叶调节阀;⑤对开式多叶调节阀;⑥菱形多叶调节阀;⑦复式多叶调节阀;⑧三通调节阀等。①~③种风阀主要用于小断面风管;④~⑥种风阀主要用于大断面风管;⑦、⑧两种风阀用于管网分流或合流或旁通处的各支路风量调节。

(2)只具有控制功能的风阀有止回阀、防火阀、排烟阀等。止回阀控制气流的流动方向,只允许气流按规定方向流动,阻止气流逆向流动。防火阀平常全开,火灾时关闭并切断气流,防止火灾通过风管蔓延。排烟阀平常关闭,排烟时全开,排除室内烟气。

3.风口

风口的基本功能是将气体吸入或排出管网,通风(空调)工程中使用最广泛的是铝合金风口,表面经氧化处理,具有良好的防腐、防水性能。

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