《蒸汽采暖系统》PPT课件.ppt
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1、LOGO 供供热热工程工程GONG RE GONG CHENG武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社单元单元6 蒸汽采暖系蒸汽采暖系统统单元单元6 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u知知 识识 目目 标:标:u1、熟悉蒸汽采暖系统的基本原理和特点;、熟悉蒸汽采暖系统的基本原理和特点;u2、熟悉常见蒸汽采暖系统形式、熟悉常见蒸汽采暖系统形式;u3、掌握蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备安装方法;、掌握蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备安装方法;u4、掌握低压蒸汽采暖系统的水力计算方法;、掌握低压蒸汽采暖系统的水力计算方法;u5、掌握高压蒸汽采暖系统水力计算方法。、掌握高压蒸汽采暖系统水力计算方法。u能力目标:
2、能力目标:u1、能熟练运用常用的水力计算图表,能够进行一般蒸汽、能熟练运用常用的水力计算图表,能够进行一般蒸汽采暖系统的水力计算;采暖系统的水力计算;u2、能够进行蒸汽采暖系统的管路及设备的布置与安装;、能够进行蒸汽采暖系统的管路及设备的布置与安装;u3、能够进行蒸汽采暖系统附属设备的选择及安装。、能够进行蒸汽采暖系统附属设备的选择及安装。目目 录录课题课题课题课题1 1 蒸汽采暖系统的基本原理和特点蒸汽采暖系统的基本原理和特点蒸汽采暖系统的基本原理和特点蒸汽采暖系统的基本原理和特点课题课题课题课题2 2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统课题课题课题课题3 3 蒸汽采暖系统的管
3、路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备课题课题课题课题4 4 低压蒸汽采暖系统的水力计算低压蒸汽采暖系统的水力计算低压蒸汽采暖系统的水力计算低压蒸汽采暖系统的水力计算1234 课题课题课题课题5 5 高压蒸汽采暖系统的水力计算高压蒸汽采暖系统的水力计算高压蒸汽采暖系统的水力计算高压蒸汽采暖系统的水力计算5u以水蒸汽作为热媒的采暖系统称为蒸汽采暖系统。以水蒸汽作为热媒的采暖系统称为蒸汽采暖系统。图图6-1是蒸汽采暖系统的原理图。水在锅炉中被加热成具有一定是蒸汽采暖系统的原理图。水在锅炉中被加热成具有一定压力和温度的蒸汽,蒸
4、汽靠自身压力作用通过管道流入散压力和温度的蒸汽,蒸汽靠自身压力作用通过管道流入散热器内,在散热器内放热后,蒸汽变成凝结水,凝结水经热器内,在散热器内放热后,蒸汽变成凝结水,凝结水经过疏水器后沿凝结水管道返回凝结水箱内,再由凝结水泵过疏水器后沿凝结水管道返回凝结水箱内,再由凝结水泵送入锅炉重新被加热变成蒸汽。送入锅炉重新被加热变成蒸汽。蒸汽采暖系统的基本原理蒸汽采暖系统的基本原理蒸汽采暖系统的基本原理蒸汽采暖系统的基本原理课题1 蒸汽采暖系统的基本原理和特点图图6.1 蒸汽采暖系统原理图蒸汽采暖系统原理图l-蒸汽锅炉;2-散热器;3-疏水器;4-凝结水箱;5-凝水泵;6-空气管课题1 蒸汽采暖系
5、统的基本原理和特点u蒸汽采暖系统的凝结水回收方式,应根据二次蒸汽利用的蒸汽采暖系统的凝结水回收方式,应根据二次蒸汽利用的可能性及室外地形,管道敷设方式等决定,可采用以下几可能性及室外地形,管道敷设方式等决定,可采用以下几种回水方式:种回水方式:u(1)闭式满管回水;)闭式满管回水;u(2)开式水箱自流或机械回水;)开式水箱自流或机械回水;u(3)余压回水。)余压回水。课题1 蒸汽采暖系统的基本原理和特点u散热设备的热负荷为散热设备的热负荷为Q时,散热设备所需的蒸汽量可按下时,散热设备所需的蒸汽量可按下式计算式计算 u式中式中 Q散热设备的热负荷,散热设备的热负荷,W;u G所需的蒸汽量,所需的
6、蒸汽量,kgh;u 蒸汽在凝结压力下的汽化潜热,蒸汽在凝结压力下的汽化潜热,kJkg;u A单位换算系数,单位换算系数,1W=l JS=36001000 kJh=3.6 kJh。课题1 蒸汽采暖系统的基本原理和特点u与热水相比,蒸汽作为热媒有如下特点:与热水相比,蒸汽作为热媒有如下特点:u(1)用蒸汽作为热媒,可同时满足对压力和温度有不同)用蒸汽作为热媒,可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要求。要求的多种用户的用热要求。u(2)蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热,热媒平均温)蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热,热媒平均温度为相应压力下的饱和温度。度为相应压力下的饱和温度。u(3)蒸汽
7、和凝结水在管路内流动时,状态参数)蒸汽和凝结水在管路内流动时,状态参数(密度和流密度和流量量)变化大,甚至伴随相变。变化大,甚至伴随相变。u(4)蒸汽密度比水小,适用作高层建筑高区的)蒸汽密度比水小,适用作高层建筑高区的(特别是高特别是高度大于度大于160m的特高层建筑的特高层建筑)采暖热媒,不会使建筑物底采暖热媒,不会使建筑物底部的散热器超压。部的散热器超压。u(5)蒸汽热惰性小,供汽时热得快,停汽时冷得也快。)蒸汽热惰性小,供汽时热得快,停汽时冷得也快。u(6)蒸汽流动的动力来自于自身压力。)蒸汽流动的动力来自于自身压力。u(7)用蒸汽作热媒时,散热器和管道的表面温度高于)用蒸汽作热媒时,
8、散热器和管道的表面温度高于100。以水为热媒时,大部分时间散热器表面平均温度。以水为热媒时,大部分时间散热器表面平均温度低于低于80。u(8)蒸汽管道系统间歇工作。)蒸汽管道系统间歇工作。课题1 蒸汽采暖系统的基本原理和特点课题2 蒸汽采暖系统u(1)根据蒸汽压力大小不同可分:高压蒸汽采暖系统)根据蒸汽压力大小不同可分:高压蒸汽采暖系统(表表压压0.07MPa)、低压蒸汽采暖系统(表压、低压蒸汽采暖系统(表压)和低真空)和低真空蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统(绝对压力绝对压力0.1Mpa)。根据供汽汽源的压。根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力力、对散热器表面最高温度的
9、限度和用热设备的承压能力来选择高压或低压蒸汽采暖系统。工业建筑及其辅助建筑来选择高压或低压蒸汽采暖系统。工业建筑及其辅助建筑可用高压蒸汽采暖系统。低真空采暖系统因需要抽真空设可用高压蒸汽采暖系统。低真空采暖系统因需要抽真空设备,同时运行管理复杂,国内外用得都很少。备,同时运行管理复杂,国内外用得都很少。u(2)根据立管的数量可分:单管蒸汽采暖系统和双管蒸根据立管的数量可分:单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。单管系统易产生水击和汽水冲击噪声,所以汽采暖系统。单管系统易产生水击和汽水冲击噪声,所以多采用垂直双管系统。多采用垂直双管系统。6.2.1 6.2.1 蒸汽采暖系统的类型蒸汽采暖系统的类型
10、蒸汽采暖系统的类型蒸汽采暖系统的类型u(3)根据蒸汽干管的位置可分:上供下回式、中供式和)根据蒸汽干管的位置可分:上供下回式、中供式和下供下回式。其蒸汽干管分别位于各层散热器上部、中部下供下回式。其蒸汽干管分别位于各层散热器上部、中部和下部。为了保证蒸汽、凝结水同向流动,防止水击和噪和下部。为了保证蒸汽、凝结水同向流动,防止水击和噪声,上供下回式系统用得较多。声,上供下回式系统用得较多。u(4)根据凝结水回收动力可分:重力回水和机械回水。)根据凝结水回收动力可分:重力回水和机械回水。u(5)根据凝结水系统是否通大气可分:开式系统根据凝结水系统是否通大气可分:开式系统(通大气通大气)和闭式系统和
11、闭式系统(不通大气不通大气)。u(6)根据凝结水充满管道断面的程度分为:干式回水和)根据凝结水充满管道断面的程度分为:干式回水和湿式回水。湿式回水。课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统 u6.2.2.1 6.2.2.1 重力回水低压蒸汽采暖系统重力回水低压蒸汽采暖系统u图图6-26-2为重力回水低压蒸汽采暖系统原理为重力回水低压蒸汽采暖系统原理图。图。图图6-2 重力回水低压蒸汽采暖系统重力回水低压蒸汽采暖系统(a)上供式;(b)下供式l锅炉;2蒸汽管;3干式自流凝结水管;4湿式凝结水管;5空气管;6散热器;7截止阀;8水封6.2.2 6.2.2 低压蒸汽采暖系统的形式低压蒸汽采暖系统的形式低
12、压蒸汽采暖系统的形式低压蒸汽采暖系统的形式课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u6.2.2.2 6.2.2.2 机械回水低压蒸汽采暖系统机械回水低压蒸汽采暖系统u机械回水低压蒸汽采暖系统的主要特点是供汽压力小于以机械回水低压蒸汽采暖系统的主要特点是供汽压力小于以及凝结水依靠水泵的动力送回热源重新加热。及凝结水依靠水泵的动力送回热源重新加热。u图图6-36-3为中供式机械回水低压蒸汽采暖系统原理图。为中供式机械回水低压蒸汽采暖系统原理图。图图6-3 6-3 中供式机械回水低压蒸汽采暖系统中供式机械回水低压蒸汽采暖系统l-蒸汽管;2-凝结水管;3-回热源的凝结水管;4-空气管;5-通气管;6-凝结
13、水箱;7-凝结水泵;8-止回阀;9-散热器;lO-截止阀;11-疏水器课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u图中的高度图中的高度h应满足防止凝结水泵汽蚀的需求,见表应满足防止凝结水泵汽蚀的需求,见表6-1。机械回水低压蒸汽采暖系统,适用于较大型系统。机械回水低压蒸汽采暖系统,适用于较大型系统。凝结水温度凝结水温度()0 02020404050506060757580809090100100最大吸入压力最大吸入压力(kpa)646459594747373723230 0最小正压力最小正压力(kpa)2 23 36 6表表6-1 凝结水泵的凝水温度、最大吸入压力、最小正压力凝结水泵的凝水温度、最大
14、吸入压力、最小正压力 课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u6.2.3.1 6.2.3.1 高压蒸汽采暖系统的技术经济特性高压蒸汽采暖系统的技术经济特性u凡压力大于凡压力大于70kpa70kpa的蒸汽称为高压蒸汽。高压蒸汽与低压蒸的蒸汽称为高压蒸汽。高压蒸汽与低压蒸汽相比,有下列特点:汽相比,有下列特点:u(1 1)供汽压力高,流速大,系统作用半径大,但沿程管道)供汽压力高,流速大,系统作用半径大,但沿程管道热损失也大。对于同样的热负荷,所需管径小;但如果沿热损失也大。对于同样的热负荷,所需管径小;但如果沿程凝结水排除不畅时,会产生严重水击;程凝结水排除不畅时,会产生严重水击;u(2 2)散热
15、器内蒸汽压力高,表面温度也高,对于同样的热)散热器内蒸汽压力高,表面温度也高,对于同样的热负荷,所需散热面积少;但易烫伤人和烧焦落在散热器上负荷,所需散热面积少;但易烫伤人和烧焦落在散热器上的有机尘,卫生和安全条件差;的有机尘,卫生和安全条件差;u(3 3)凝水温度高。容易产生二次蒸汽。)凝水温度高。容易产生二次蒸汽。课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统6.2.3 6.2.3 高压蒸汽采暖系统的形式高压蒸汽采暖系统的形式高压蒸汽采暖系统的形式高压蒸汽采暖系统的形式u6.2.3.2 6.2.3.2 开式高压蒸汽采暖系统开式高压蒸汽采暖系统u图图6-46-4为开式上供下回式高压蒸汽采暖系统的示意图
16、。为开式上供下回式高压蒸汽采暖系统的示意图。图图6-4 开式上供下回高压蒸汽采暖系统示意图开式上供下回高压蒸汽采暖系统示意图1高压分汽缸;2工艺用户供汽管;3低压分汽缸;4减压阀;5减压阀旁通管;6压力表;7安全阀;8供汽主立管;9水平供汽干管;lO供汽立管;1l供汽支管;12方形补偿器;13疏水器;14凝结水箱;15凝结水泵;16通气管课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u6.2.3.3 6.2.3.3 设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统u图图6-56-5是设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统。是设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统。图图6-5 设置二次蒸发箱的高压蒸汽
17、采暖系统设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统1高压用汽设备;2放水阀;3疏水器;4止回阀;5二次蒸发箱;6安全阀;7压力调节器课题课题2 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统u布置管道时应注意以下几点:布置管道时应注意以下几点:u(1)为了便于检修或停汽时泄水,当汽水同向流动时,为了便于检修或停汽时泄水,当汽水同向流动时,蒸汽干管坡度不应小于,蒸汽干管坡度不应小于,一般采用,当汽水逆向流动时,一般采用,当汽水逆向流动时,蒸汽干管坡度不应小于。凝结水管道坡度不应小于,一般蒸汽干管坡度不应小于。凝结水管道坡度不应小于,一般采用。管道的最低点设泄水阀。管道设有坡度不仅是为了采用。管道的最低点设泄水阀。管道设有坡度不
18、仅是为了便于泄水,也是为了便于排除蒸汽管道中的凝结水或管道便于泄水,也是为了便于排除蒸汽管道中的凝结水或管道内的空气。内的空气。u(2)凝结水管过门需要进行竖向绕弯前进时,应在绕弯凝结水管过门需要进行竖向绕弯前进时,应在绕弯的部分装设空气绕行管和泄水阀的部分装设空气绕行管和泄水阀(或丝堵或丝堵),见,见图图66。课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备6.3.1 6.3.1 蒸汽采暖系统管道的布置蒸汽采暖系统管道的布置蒸汽采暖系统管道的布置蒸汽采暖系统管道的布置u(3)水平的蒸汽管道需要做竖向抬高时,应装设疏水器水平的蒸汽管道需要做竖向抬高时,应装设疏水器和
19、排污阀,以防止在这些部位集聚凝结水和沉积杂质。例和排污阀,以防止在这些部位集聚凝结水和沉积杂质。例如在地沟中布置干管时,由于管道必须有一定的坡度,所如在地沟中布置干管时,由于管道必须有一定的坡度,所以当管路很长时,末端和始端的高度差必然很大,地沟需以当管路很长时,末端和始端的高度差必然很大,地沟需要很深。为了减小地沟深度,应该把蒸汽管在适当的地方要很深。为了减小地沟深度,应该把蒸汽管在适当的地方抬高,同时要把沿途凝结水就地排入凝结水管中。抬高,同时要把沿途凝结水就地排入凝结水管中。图图66 凝结水管过门凝结水管过门课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备u(
20、4)蒸汽管道的温度变化比热水管道大,因此管道热胀蒸汽管道的温度变化比热水管道大,因此管道热胀冷缩比较剧烈。为了防止管道被破坏,对于较长的水平和冷缩比较剧烈。为了防止管道被破坏,对于较长的水平和垂直管段,应装伸缩器,或在管段中间增加可以进行自然垂直管段,应装伸缩器,或在管段中间增加可以进行自然补偿的转弯。管道转弯部分的弯曲半径应不小于补偿的转弯。管道转弯部分的弯曲半径应不小于6d8d(d为管道直径为管道直径)。u(5)水平管道的管径由粗变细时,宜采用偏心连接水平管道的管径由粗变细时,宜采用偏心连接(包括包括焊接和采用偏心异径管箍连接焊接和采用偏心异径管箍连接)。与热水采暖系统供水管不。与热水采暖
21、系统供水管不同的是蒸汽管道变径时应使管道底部是平的,以使管道中同的是蒸汽管道变径时应使管道底部是平的,以使管道中凝结水流动畅通。凝结水流动畅通。u(6)为了使立管能够补偿其本身的热胀长度,防止连接为了使立管能够补偿其本身的热胀长度,防止连接点过大的位移,立管上下两端应做成乙字弯或用弯管与干点过大的位移,立管上下两端应做成乙字弯或用弯管与干管连接。管连接。课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备u6.3.2.1 6.3.2.1 疏水器疏水器u(1)疏水器的种类)疏水器的种类u根据作用原理不同,可分以下几种:根据作用原理不同,可分以下几种:u 1)利用疏水器内凝
22、结水液位变化动作的机械型疏水器。利用疏水器内凝结水液位变化动作的机械型疏水器。浮筒式、吊桶式浮筒式、吊桶式(倒吊桶式倒吊桶式)、浮球式疏水器均属于此类疏、浮球式疏水器均属于此类疏水器。水器。u 2)依靠蒸汽和凝结水流动时热动力特性不同来工作的依靠蒸汽和凝结水流动时热动力特性不同来工作的热动力型疏水器。热动力式、脉冲式属于此类疏水器。热动力型疏水器。热动力式、脉冲式属于此类疏水器。u 3)依靠疏水器内凝结水的温度变化来排水阻汽的热静依靠疏水器内凝结水的温度变化来排水阻汽的热静力式力式(恒温型恒温型)疏水型。波纹管式、双金属片式疏水器均属疏水型。波纹管式、双金属片式疏水器均属于此类疏水器。于此类疏
23、水器。课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备6.3.2 6.3.2 排除凝结水的设备排除凝结水的设备排除凝结水的设备排除凝结水的设备u(2)疏水器的工作原理疏水器的工作原理 u1)浮筒式疏水器浮筒式疏水器 u浮筒式疏水器的构造如浮筒式疏水器的构造如图图6-76-7所示。所示。图图6-7 浮筒式疏水器浮筒式疏水器1浮筒;2外壳;3顶针;4阀孔;5放气阀;6重块;7水封套筒排气孔课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备u2)热动力式疏水器热动力式疏水器u热动力式疏水器的构造原理如热动力式疏水器的构造原理如图图6-86-8所示
24、。所示。图图6-8 热动力式疏水器热动力式疏水器1阀体;2阀片;3阀盖;4控制室;5过滤器课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备u3)3)恒温式疏水器恒温式疏水器 u恒温式疏水器用于低压蒸汽系统,其构造原理如图6-9所示。图图6-9 恒温式疏水器恒温式疏水器1外壳;2波纹盒;3锥形阀;4阀孔课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备u 6.3.2.2 6.3.2.2 疏水器的选择计算疏水器的选择计算u(1)疏水器的选择疏水器的选择 u选择疏水器时,应使其排水能力大于用热设备的理论排水选择疏水器时,应使其排水能力大于用热设备
25、的理论排水量,即:量,即:u式中式中 疏水器设计排水量,疏水器设计排水量,kgh;u 用热设备的理论排水量,用热设备的理论排水量,kgh;u K 疏水器的选择倍率。疏水器的选择倍率。u不同热用户系统的疏水器选择倍率不同热用户系统的疏水器选择倍率K值,可按值,可按表表6-2进行进行选择。选择。课题课题3 蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备蒸汽采暖系统的管路布置及附属设备系统使用情况选择倍率K系统使用情况选择倍率K采暖PlOOkPaP100kPa234淋浴单独换热器多喷头24热风P200kPaP200kPa23生产一般换热器大容量、常间歇、速加热34表表6-2 疏水器选择倍率疏水器选择倍率K值值 注
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