第四章蒸汽供热系统

1、第四章蒸汽供热系统，第四章蒸汽供热系统，把蒸汽作为热载体，采暖、换气、供热水、空调、生产技术等供热的系统称为蒸汽供热系统。 第四章蒸汽供热系统，蒸汽可满足热载体的特征(与热水比较) :适应性宽的同时，对压力和温度有不同要求的多种用户热要求。 配管初投资低蒸汽：主要是相变放出热(放出气化潜热)表压0.2MPa蒸汽，r=2164kJ/kg水：温度下降放出热，无相变。 130/70热水供给，q显=251.2kJ/kg，第四章蒸汽供热系统，散热设备面积小的蒸汽是散热设备的热媒平均温度为相应压力下的饱和温度。 高温水130/70供暖系统，(130 70)/2=100 表压0.2MPa蒸汽供暖，133.5

2、 ，第四章蒸汽供热系统，相对于高层大厦高区域(特别是高度超过160m的高层大楼)，建筑物底部的设备和散热器不会过压。 蒸汽和冷凝水在管道中流动时，相状态发生变化。 散热器和配管的表面温度超过100，配管需要保温。 不这样做的话，无效热损失会变大。 第四章蒸汽供热系统、第一节低压蒸汽采暖系统、第一、蒸汽采暖系统的分类是以蒸汽为热载体，只向供热用户供热的供热系统称为蒸汽采暖系统。 1 .供蒸汽压力高压蒸汽供暖系统p (表压) 0.07MPa低压蒸汽供暖系统p (表压)0.07 MPa真空蒸汽供暖系统p 4 .用结露水回收动力重力冷凝水和机械冷凝水。 5 .根据结露水系统是否与大气连通，打开开放系统

3、(通过大气)和封闭系统(不通过大气)。 6 .干式冷凝水和湿式冷凝水以结露水充满配管截面的程度。 第四章蒸汽供热系统、第二、蒸汽采暖系统热载体的选择蒸汽采暖系统热载体的选择如表4-l所示。 第四章蒸汽供热系统、第三、低压蒸汽采暖系统低压蒸汽采暖系统的供给压力=70kPa，一般供给压力约为5-20kPa，温度为100-110。 因此，系统的长度不能太长，一般被控制在200m以内。 1 .低压蒸汽供暖系统的工作原理机械凝结水低压蒸汽供暖系统重力凝结水低压蒸汽供暖系统，第四章蒸汽供热系统，1-低压恒温式捕集器2-凝结水箱3-空气管4-凝结水泵，第四章蒸汽供热系统，图4-2上分式重力凝结水低压蒸汽供暖

4、系统图1-2 2-室内蒸汽干管3-蒸汽立管4-蒸汽分支管5-蒸汽支管6-蒸汽立管7-蒸汽干管，第四章蒸汽供热系统，2 .低压蒸汽供暖系统形式根据蒸汽干管的位置，分为供给式、中供式和下供式。 根据立管的数量，分为单管式和二管式。第四章蒸汽供热系统，双重管供下式：h，200250mm，需要适用范围的室温调节的多层建筑的特征常用双重管方式是上冷高温热，图示：第四章蒸汽供热系统，双重管下供式和图示： 需要适用范围室温调节的多层建筑的特征是，为了缓和上冷下热现象，需要增大地沟室内的最上层的无蒸汽水平的干部、美观，第四章蒸汽供热系统、双重管式、不能在适用范围的最上层配置水平干部的多层建筑的特征，为了缓和上

5、冷下热现象是方便的，未图示第四章蒸汽供热系统，单管下给式适用范围在三楼以下的建筑特征单立管、汽水逆流、立管管径宽的室内没有蒸汽级干管，美观安装简单，成本低，需要设置地沟，图示：第四章蒸汽供热系统，单管升降式，图示： 适用范围为多层建筑特征的常用单管方式安装简单、成本低，第四章蒸汽供热系统，3 .设计要点为了简化计算，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结露水对蒸汽流量的影响。 为了防止在凝结水泵内的汽水腐蚀，水泵必须在凝结水箱的最低水位以下。 干式冷凝水管通过门或开口部时，采用图4-7的方式。 第四章蒸汽供热系统，图4-7干式冷凝水管通过装置1-15空气旁通管2-冷凝水

6、管3-放水口，第四章蒸汽供热系统，蒸汽管立即排除沿路的结露水，在防水冲击下，水平供给配管考虑坡度，尽可能使蒸汽和沿路的结露水向同方向流动。 当蒸汽干管汽水同向流动时，坡度I为0.003，1444444444进入散热器分支管的坡度i=0.0l-0.02。 在蒸汽干管向上弯曲的地方，必须设置陷阱。 冷凝水管应立即排出结露水和空气，要考虑坡度和坡地，确保干、湿冷凝水管的高度。 第四章蒸汽供热系统，第四章蒸汽供热系统，第散热器排气阀的设置位置为低压蒸汽供暖系统，低压蒸汽液体蒸发温度波纹管内的液体瞬时蒸发蒸汽压力变高波纹管沿轴线延伸移动阀体关闭冷凝通路，防止蒸汽逃逸在冷凝温度时，波纹管自动收缩，锥形阀打

7、开，冷凝水被排出。1-壳体2-波纹箱3-锥形阀4-阀孔，第四章蒸汽供热系统：(8)为了保持蒸汽的干燥度，为了中途不使冷凝水进入蒸汽供给管，蒸汽供给管应该从供水干管的上方或侧上方排出。 第四章蒸汽供热系统、第二节低压蒸汽采暖系统的水力计算、第一、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(蒸汽密度随压力而变化)。 散热器后的冷凝水管：水力计算与管内是否充满水有关。 在低压蒸汽供暖系统中，在锅炉出口蒸汽本身的压力下，蒸汽沿着管道流动，最后进入散热器凝结散热。 第四章蒸汽供热系统，1 .沿途阻力损失比摩阻力管段的沿途阻力损失2 .局部压力损失3 .压力损失、第四章蒸汽供热系统，4

8、.水力计算方法和步骤，首先从最不利的管路到离锅炉室最远的散热器的管路开始计算。 最不利的管道水力计算，通常采用：控制比降压法：把最不利的管道每毫米的总压力损失控制在约100Pa/m。 平均比摩擦阻力法：已知在锅炉或室内入口的蒸汽压力p下，用平均比摩擦阻力选择管径。 第四章蒸汽供热系统，其他并联回路的水力计算根据平均比磨损阻力选择管径，管内流速最大允许流速：蒸汽，水同向流动： 30m/s蒸汽，水反向流动： 20m/s并联旁路节点的压力不平衡率一般控制在25%以内。 考虑结露水和空气的影响，蒸气干管始端管径在50mm以上，末端管径在32mm以上，蒸气干管始端管径在50mm以下，末端管径在25mm以

9、上。第四章蒸汽供热系统，二、冷凝水管的确定，干式冷凝水管：非满管流动，部分断面流水，部分断面排气，可能发生二次蒸汽，要求管径较大。 湿式凝结水管：由于满管流动，在系统中不产生二次蒸汽时使用，但需要排气装置。 冷凝水管的管径：根据冷凝水管负担的热供给量决定，参照附录4-3。 凝结水干管坡度： i0.005，凝结水干管始端管径一般25mm； 如果单独起始端负载不大，则散热器冷凝水分支管一般使用15mm。 湿式回水管的空气管的管径一般为15mm。 第四章蒸汽供热系统、第三节高压蒸汽供热系统、第一、高压蒸汽供热系统(室外管网)1.系统类型的单管系统：对于要求不同参数的各用户，一般用一根管道输送，根据需

10、要减少到用户入口双重管或多管系统：生产要求的蒸汽压力差大，单管运输不满足或不经济的情况下，可以采用双重管或多管运输。 第四章蒸汽供热系统，2 .系统连接方式，与生产技术用户的连接一般采用间接加热方式，有助于提高结露水的回收率。 与暖气通风用户的连接一般在用减压阀减压后，进入散热器和电风扇。 如果用户需要温水供暖，可以在用户入口安装蒸汽-水热交换器或蒸汽喷射器。 与生活温水用户的连接采用间接连接，采用容积式热交换器或蒸汽水加热器的连接方式，请勿采用蒸汽直接加热的连接方式。 第四章蒸汽供热系统、3 .冷凝水回收系统，1 )系统回收热(80100)回收水量(软水、火力发电厂的冷凝水、除盐水)，2 )

11、蒸汽在热设备中冷凝散热后，冷凝水通过捕集器、配管及设备返回热源的回水管，定义冷凝水回收分类是否与大气相通：开放式和闭式流动方式：单相流(满管流和非满管流)和二相流流结露水的动力：重力冷凝水(水位差或梯度)和机械冷凝水(水泵)，第四章蒸汽供热系统，二、高压蒸汽供暖系统，1 .系统的特征高压蒸汽供暖系统高压蒸汽采暖与低压蒸汽采暖相比，主要特征是蒸汽压力高，温度高，散热器f下箭头，d下箭头，供热半径。 缺点：卫生条件差，热损失大，管理运行复杂。 第四章蒸汽供热系统，2 .系统基本形式，系统分类双层管系统，单管系统同程序系统，异程序系统。 单管系统：蒸汽和水流过一根管道，容易发生水击现象，所以不太被采

12、用。 异程序系统：可以采用小型供暖系统。 常用的系统形式为下次式、上次式和水平串联式，参照表4-6。 第四章蒸汽供热系统，提供下式，适用范围常用单层公共建筑和工业现场的特征，节省地沟，第四章蒸汽供热系统，提供上式，适用范围用工业现场的暖气机供暖系统的特征节约地沟，检查方便，系统的水难出，第四章蒸汽水平串联式、适用范围结构简单、制造成本低的散热器界面容易漏水的特点是节省地沟、检修方便的系统漏水不方便，第四章蒸汽供热系统，3 .系统的工作原理为图4-6室内提供了下式高压蒸汽供暖系统的形象， 第四章蒸汽供热系统，4 .设计要点，在计算蒸汽管道时，应该根据散热器内的压力选择不同的水力计算表。 尽可能采

13、用供物式和该程序。 在入口根据需要设置压力不同的气缸，在气缸上安装压力计、安全阀及疏水装置。 在主干管上设置补偿器。 第四章蒸汽供热系统，在散热器入口和出口设置截止阀，调节蒸汽量，保证断路。 请在散热器之后设置陷阱。 如果诱捕器本身没有逆流防止功能，则在诱捕器后的回水管上设置止回阀。高压蒸汽管除了在经常分解检查的地方用法兰连接以外，还尽量焊接，不要用螺钉连接，以防止泄漏。 其他要求与低压蒸汽管相同。 第四章蒸汽供热系统、第四节高压蒸汽供热系统的水力计算，室外高压蒸汽管道：管路长，压降大，蒸汽密度变化大，水力计算时密度变化不容忽视，必须详细计算。 室内高压蒸汽管道：管道短，压降小，蒸汽密度变化小

14、，水力计算时可以忽略蒸汽密度的变化。 室内高压蒸汽为70kPa-400kPa，压力范围宽，水力计算中采用不同蒸汽压力下的蒸汽管径计算表。 第四章蒸汽供热系统、第一、室内高压蒸汽采暖系统水力计算、第一、基本式室内高压蒸汽采暖系统水力计算，一般采用当量长度法。 2 .管径的选择及其压力损失的计算采用平均比摩擦阻力法或流速法。 平均比摩擦阻力法知道系统起点的蒸汽压力，从计算最不利的管道的平均比摩擦阻力的Rpj和q中，调查蒸汽管道水力计算表，确定d，计算p。第四章蒸汽供热系统、流速法暖通规范高压蒸汽供暖系统的最大允许流速为蒸汽、水向同一方向流动时为80m/s蒸汽，水向相反方向流动时为60m/s，在工程

15、实践中，不同管径的允许流速和推荐流速汇总如表4-7所示。 选择最不利的回路根据q和允许流速，调查蒸汽管路水力计算表，确定管径d，计算p。 第四章蒸汽供热系统，3 .计算方法和程序，蒸汽管路计算最不利的管路水力计算(a )选择最不利的回路(b )根据q和容许v，查看蒸汽管路水力计算表，确定d，计算p。 一般采用流速法，推荐v=10-40m/s (参照表4-7 )。 其他立管水力计算根据q和容许v，调查蒸汽管水力计算表，确定d，计算p。 第四章蒸汽供热系统，冷凝水管的管径确定冷凝水管路计算，从散热器到弯管的冷凝水管属于干式冷凝水管，在非满管流的流动状态下，管径根据冷凝水管负担的热供给量，调查附录4

16、-3确定。 第四章蒸汽供热系统、第二、高压蒸汽管网水力计算，由于蒸汽管道输送距离远、负担用户多、蒸汽流量大，蒸汽管网流量通常用t/h表示。 1 .沿路压力损失2 .局部电阻损失用当量长度法计算，查看附录4-7。 3 .蒸汽网络的总压力降，第四章蒸汽供热系统，4 .计算顺序，(1)首先，各段的流量各热用户的计算流量各段的计算流量(2)制作蒸汽管网平面图，在图中显示所有的配管附件、配管长度等。 第四章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第三章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第五章蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统、第四章

17、蒸汽供热系统、第四章蒸汽供热系统第四章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第四章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽供热系统，第五章蒸汽(8)rbi和vbi为实际的RBI (9)检查管内流速是否超过限定流速。 见表4-12。 (10 )根据选定的管径d，调查附录4-7，求Ld，计算Psh，第四章蒸汽供热系统，(11 )确定实际的末端压力计算管段的实际平均密度，(12 )确定是否与核对计算管理相等。第四章蒸汽供热系统，(13 )蒸汽配管分支线的水力计算是分支线和干线节点的蒸汽压力，作为分支线的始端蒸汽压力，用上述步骤和方法计算。 第四章蒸汽供热系统，三，回水管网络水力计算，图4-11各种流动状况的冷凝水回收系统的模式图1-蒸汽设备2-捕集器3-二次蒸发箱4-冷凝器5-冷凝器泵6-总冷凝器7-压力调节器，第四章蒸汽供热系统，1 .管段AB，使用流动状态：蒸汽(蒸汽、空气)水混合物，非满管流。 管道坡度： i0.005。管径选择：由附录4-3决定。 第四章蒸汽供热系统，2 .管段BC，从捕集器出口到二次蒸发