供熱工程第7章

1、7.1集中供熱系統(tǒng)的熱源7.2熱水供熱系統(tǒng)7.3蒸汽供熱系統(tǒng)7.4集中供熱系統(tǒng)的熱力站7.5集中供熱系統(tǒng)的熱媒及其參數(shù)選擇7.6熱網(wǎng)系統(tǒng)形式第7章7.1集中供熱系統(tǒng)的熱源7.1.1熱電廠7.1.2區(qū)域鍋爐房7.1.3電熱鍋爐房7.1.1熱電廠1.背壓式汽輪機2.抽汽式汽輪機3.凝汽式汽輪機組的改造1.背壓式汽輪機圖7-1背壓式熱電循環(huán)圖a)工作原理圖b)t-s圖1鍋爐2過熱器3蒸汽汽輪機4發(fā)電機5熱用戶6給水泵1.背壓式汽輪機圖7-2抽汽背壓式汽輪機供熱系統(tǒng)示意圖1蒸汽鍋爐2抽背式汽輪機3發(fā)電機4主加熱器5高峰加熱器6除污器7補給水泵8補水壓力調(diào)節(jié)器9網(wǎng)路循環(huán)水泵10回熱裝置11鍋爐給水泵2.

2、抽汽式汽輪機圖7-3裝有單抽式供熱汽輪機的熱電廠供熱系統(tǒng)圖1蒸汽鍋爐2單抽式供熱汽輪機3凝汽器4凝結(jié)水泵5除氧器6鍋爐給水泵7基本加熱器8高峰加熱器9循環(huán)水泵10除污器11補給水泵12、13凝結(jié)水泵14高壓回熱加熱器15低壓回熱加熱器16射流加熱器17汽封加熱器18減壓降溫裝置2.抽汽式汽輪機圖7-4汽輪機惡化真空式供熱的原則性示意圖(常稱為循環(huán)水供熱方式)1蒸汽鍋爐2凝汽式汽輪機3發(fā)電機4網(wǎng)路循環(huán)水泵5補水壓力調(diào)節(jié)閥6除污器7補給水泵8凝汽器(熱網(wǎng)換熱器)9凝結(jié)水泵10回熱裝置11鍋爐給水泵3.凝汽式汽輪機組的改造國內(nèi)目前主要有兩種改造方法：一種方法是在凝汽式汽輪機的中間導汽管上抽出部分蒸汽

3、向外供熱；另一種方法是使凝汽機組在供暖期間降低真空運行(稱為惡化真空)，把凝汽器作為供熱管網(wǎng)的回水加熱器，用供熱管網(wǎng)的循環(huán)水供暖。7.1.2區(qū)域鍋爐房1.蒸汽鍋爐房2.熱水鍋爐房1.蒸汽鍋爐房1)向集中供熱系統(tǒng)的所有熱用戶供應蒸汽的形式。2)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。1)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。圖7-5蒸汽鍋爐房內(nèi)設(shè)置集中熱交換站的供熱系統(tǒng)示意圖1蒸汽鍋爐2分汽缸3減壓閥4凝結(jié)水箱5蒸汽-水換熱器6凝結(jié)水冷卻器7熱水網(wǎng)路循環(huán)水泵8熱水網(wǎng)路補給水泵9鍋爐給水泵10疏水器2)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。圖7-6蒸汽噴射系統(tǒng)示意圖(利用膨脹水箱定

4、壓)1蒸汽鍋爐2分汽缸3蒸汽噴射器4熱用戶5給水箱6給水泵7除污器8膨脹水箱2)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。0707.tif2)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。圖7-7蒸汽噴射系統(tǒng)示意圖(利用壓力調(diào)節(jié)器定壓)1蒸汽鍋爐2分汽缸3蒸汽噴射器4熱用戶5給水箱6給水泵7除污器8回收凝結(jié)水的壓力調(diào)節(jié)器9補水的壓力調(diào)節(jié)器2)在蒸汽鍋爐房內(nèi)同時制備蒸汽和熱水熱媒的形式。0708.tif2.熱水鍋爐房0709.tif7.1.3電熱鍋爐房.分類.電熱鍋爐房的設(shè)備組成.分類電熱鍋爐房內(nèi)的鍋爐是電鍋爐，電熱鍋爐不需要燃料，是通過電熱轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換為熱能向外供熱。電熱鍋爐內(nèi)的電熱轉(zhuǎn)換

5、裝置目前有電極板式、電磁感應式和電阻式。在工程上廣泛使用的是電阻式，它的工作原理是電流通過電加熱器內(nèi)的電阻絲發(fā)熱，從而將電能轉(zhuǎn)換成熱能.電熱鍋爐房的設(shè)備組成()常壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng)如圖7-10所示，這種電熱鍋爐房工藝系統(tǒng)一般情況有直供運行、蓄能運行和蓄能池運行三種運行狀態(tài)。()承壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng)如圖7-11所示，與常壓電熱熱水鍋爐房運行狀態(tài)相同，承壓電熱熱水鍋爐房工藝系統(tǒng)運行狀態(tài)也有直供運行、蓄能運行和蓄能罐運行3種運行狀態(tài)。.電熱鍋爐房的設(shè)備組成()蓄能裝置在國內(nèi)外有許多有關(guān)蓄能裝置的介紹，但目前工程上使用最多、最可靠也最原始的方法，就是前述系統(tǒng)中的蓄水池和蓄能罐，在熱

6、負荷較大的電鍋爐房中，為了多蓄能、少投資、運行安全，常將蓄水池與建筑的消防水池統(tǒng)一考慮。()常壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng)圖7-10常壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng)1電加熱熱水鍋爐2蓄能池3供暖循環(huán)水泵4分水器5集水器6軟水器7泄壓水箱()承壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng))工藝系統(tǒng)有幾種運行狀態(tài)。)設(shè)有蓄能的電鍋爐房在電負荷低時(一般為夜間)進行蓄能，在用電高峰時利用蓄能進行供熱，在平價電時，根據(jù)情況進行蓄能供熱或直接供熱。)需要幾種運行狀態(tài)相互切換的切換閥門。()蓄能裝置圖7-11承壓電熱熱水鍋爐房常用工藝系統(tǒng)1電加熱熱水鍋爐2蓄能罐3供暖循環(huán)水泵4分水器5集水器6軟水器7軟水箱8補水泵7.2熱

7、水供熱系統(tǒng)1.供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接方式2.通風系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接3.熱水供應熱用戶與熱網(wǎng)的連接方式4.閉式雙級串聯(lián)和混聯(lián)連接的熱水供熱系統(tǒng)1.供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接方式1) 無混合裝置的直接連接，如圖7-12a所示。2)裝水噴射器的直接連接，如圖7-12f所示。3)裝混合水泵的直接連接，如圖7-12g所示。4)間接連接，如圖7-12h所示。3)裝混合水泵的直接連接，如圖7-12g所示。圖7-12雙管閉式熱水供熱系統(tǒng)示意圖a)無混合裝置的直接連接b)壓差控制閥與用戶串聯(lián)c)壓差控制閥與用戶并聯(lián)d)控制節(jié)點壓差e)裝定流量閥的方式f)裝水噴射器的直接連接g)裝混合水泵的直

8、接連接h)供暖熱用戶與熱網(wǎng)的間接連接i)通風熱用戶與熱網(wǎng)的連接j)無儲水箱的連接方式k)裝設(shè)上部儲水箱的連接方式m)裝置容積式換熱器的連接方式n)裝設(shè)下部儲水箱的連接方式1熱源的加熱裝置2網(wǎng)路循環(huán)水泵3補給水泵4補給水壓力調(diào)節(jié)器5散熱器6熱用戶7壓差控制閥8定流量閥9水噴射器10混合水泵11表面式水-水換熱器12供暖熱用戶系統(tǒng)的循環(huán)水泵13膨脹水箱14空氣加熱器15溫度調(diào)節(jié)器16水-水式換熱器17儲水箱18容積式換熱器19下部儲水箱20熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)水泵21熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)管路3.熱水供應熱用戶與熱網(wǎng)的連接方式1)無儲水箱的連接方式，如圖7-12j所示。2)裝設(shè)上部儲水箱的連接方式，如圖

9、7-12k所示。3)裝設(shè)容積式換熱器的連接方式，如圖7-12m所示。4)裝設(shè)下部儲水箱的連接方式，如圖7-12n所示。4.閉式雙級串聯(lián)和混聯(lián)連接的熱水供熱系統(tǒng)圖7-13a)閉式雙級串聯(lián)水加熱器的連接圖b)閉式混合聯(lián)接的示意圖1級熱水供應水加熱器2級熱水供應水加熱器3水溫調(diào)節(jié)器4流量調(diào)節(jié)器5水噴射器6熱水供應水加熱器7供暖系統(tǒng)水加熱器8流量調(diào)節(jié)裝置9供暖熱用戶系統(tǒng)10供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵11熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)水泵12膨脹水箱6a水加熱器的預熱段6b水加熱器的終熱段7.3蒸汽供熱系統(tǒng)1.蒸汽供熱系統(tǒng)原則圖式2.凝結(jié)水回收系統(tǒng)1.蒸汽供熱系統(tǒng)原則圖式圖7-14蒸汽供熱系統(tǒng)示意圖a)生產(chǎn)工藝熱用戶與蒸汽網(wǎng)

10、連接圖b) 蒸汽供暖用戶系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)直接連接圖c)采用蒸汽-水換熱器的連接圖d)采用蒸汽噴射器的連接圖e)通風系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路的連接圖f)蒸汽直接加熱的熱水供應圖g)采用容積式加熱器的熱水供應圖h)無儲水箱的熱水供應圖1蒸汽鍋爐2鍋爐給水泵3凝結(jié)水箱4減壓閥5生產(chǎn)工藝用熱設(shè)備6疏水器7用戶凝結(jié)水箱8用戶凝結(jié)水泵9散熱器10供暖系統(tǒng)用的蒸汽-水換熱器11膨脹水箱12循環(huán)水泵13蒸汽噴射器14溢流管15空氣加熱裝置16上部儲水箱17容積式換熱器18熱水供應系統(tǒng)的蒸汽-水換熱器2.凝結(jié)水回收系統(tǒng)(1)凝結(jié)水回收系統(tǒng)的分類按照是否與大氣相通，可分為開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)和閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)兩大類。(2)余壓

11、回水在第5章中，我們已經(jīng)了解了余壓凝水管及其中的凝結(jié)水流態(tài)。(3)重力回水低壓蒸汽供熱系統(tǒng)(系統(tǒng)初始壓力70kPa )常用非滿管流的重力回水，一路順坡流回鍋爐房的開式凝結(jié)水箱(圖7-19)。(4)加壓回水在靠疏水器背壓或靠位能不足以克服系統(tǒng)阻力回送凝結(jié)水時，常采用加壓回收系統(tǒng)。(2)余壓回水0715.tif(2)余壓回水圖7-16閉式凝水回收系統(tǒng)原理1蒸汽管2用熱設(shè)備3疏水器4閉式凝水箱5凝水泵6止回閥7凝水管8水位計9、11壓力調(diào)節(jié)閥10二次蒸汽管12汽-水換熱器13水封14溫度調(diào)節(jié)器(2)余壓回水0717.tif(2)余壓回水圖7-18安全水封A壓力罐B真空儲水罐(2)余壓回水圖7-19低

12、壓自流式凝結(jié)水回收系統(tǒng)1車間用熱設(shè)備2疏水器3室外自流凝結(jié)水管4凝結(jié)水箱5排汽管6凝結(jié)水泵(3加壓回水0720.tif(4)加壓回水0721.tif(4)加壓回水0722.tif(4)加壓回水0723.tif(4)加壓回水圖7-24冷凝水回水泵例圖(4)加壓回水圖7-25噴射壓送器示意圖1引水室入口2引水室3噴嘴4混合室5擴壓段6離心泵入口7離心凝水回送泵8電動機部分9調(diào)節(jié)閥10回送凝結(jié)水出口7.4集中供熱系統(tǒng)的熱力站7.4.1熱力站7.4.2熱力站的控制7.4.1熱力站1.用戶熱力站2.集中熱力站3.區(qū)域性熱力站4.蒸汽熱力站1.用戶熱力站圖7-26a)用戶熱力站示意圖1壓力表2用戶供回水總

13、管閥門3除污器4調(diào)節(jié)閥5溫度計6旁通閥b)分戶計量供暖系統(tǒng)典型建筑物熱力入口裝置圖1閥門2壓力表3粗過濾器4細過濾器5流量計6自力式壓差控制閥或流量控制閥7自動排氣閥8溫度測點9積算儀2.集中熱力站0727.tif3.區(qū)域性熱力站0728.tif4.蒸汽熱力站0729.tif7.4.2熱力站的控制1.熱力站的集中調(diào)節(jié)2.建筑物入口局部調(diào)節(jié)1.熱力站的集中調(diào)節(jié)(1)循環(huán)水泵不調(diào)速的控制方案(2)循環(huán)水泵調(diào)速的控制方案 控制水泵變頻調(diào)速的方式很多，較適合的方式有兩種：一種是控制最不利環(huán)路最末端用戶供回水管之間壓差為定值，如圖7-32所示。(1)循環(huán)水泵不調(diào)速的控制方案1)間接連接系統(tǒng)，如圖7-30

14、所示。2)直接連接，如圖7-31所示。2)直接連接，如圖7-31所示。圖7-30熱力站間接連接系統(tǒng)1電動二通閥2換熱器3電動三通閥4二次網(wǎng)循環(huán)水泵2)直接連接，如圖7-31所示。圖7-31二次網(wǎng)定流量的直接連接熱力站1電動二通閥2二次網(wǎng)循環(huán)水泵(2)循環(huán)水泵調(diào)速的控制方案圖7-32變頻水泵控制方案控制最不利環(huán)路壓差1、7壓差控制閥2電動二通閥3換熱器4流量計5變頻水泵6壓差控制器(2)循環(huán)水泵調(diào)速的控制方案圖7-33變頻水泵控制方案控制熱力站進出口壓差1、7壓差控制閥2電動二通閥3換熱器4流量計5變頻水泵6壓差控制器(2)循環(huán)水泵調(diào)速的控制方案圖7-34變流量系統(tǒng)不設(shè)氣候補償器的方案1電動二通

15、閥2換熱器3二次網(wǎng)變頻水泵2.建筑物入口局部調(diào)節(jié)1)加壓差控制閥的直接連接，如圖7-35所示。2)不加壓差控制閥的直接連接，如圖7-36所示。3) 建筑物入口間接連接方案，如圖7-37所示。1)加壓差控制閥的直接連接，如圖7-35所示。圖7-35加壓差控制閥的直接連接系統(tǒng)1壓差控制閥2電動二通閥3二次網(wǎng)循環(huán)水泵2)不加壓差控制閥的直接連接，如圖7-36所示。圖7-36不加壓差控制閥的直接連接1電動二通閥2二次網(wǎng)循環(huán)水泵3) 建筑物入口間接連接方案，如圖7-37所示。圖7-37建筑物入口間接連接方案1壓差控制閥2電動二通閥3換熱器4二次網(wǎng)循環(huán)水泵7.5集中供熱系統(tǒng)的熱媒及其參數(shù)選擇1)熱水供熱系

16、統(tǒng)的熱能利用率高。2)以水作為熱媒用于供暖系統(tǒng)時，可以改變供水溫度來進行供熱調(diào)節(jié)(質(zhì)調(diào)節(jié))，既能減少熱網(wǎng)熱損失，又能較好地滿足衛(wèi)生要求。3)熱水供熱系統(tǒng)的蓄熱能力高，由于系統(tǒng)中水量多，水的比熱容大，因此，在水力工況和熱力工況短時間失調(diào)時，也不會引起供暖狀況的很大波動。4)熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大。5)在以熱電廠為熱源的情況下，可以充分利用汽輪機低壓抽汽，得到較高的經(jīng)濟效益。7.5集中供熱系統(tǒng)的熱媒及其參數(shù)選擇1)以蒸汽作為熱媒的適用面更廣，能滿足多種熱用戶的要求，特別是生產(chǎn)工藝用熱，一般都要求蒸汽供熱。2)與熱水網(wǎng)路輸送循環(huán)水所耗的電能相比，汽網(wǎng)中輸送凝結(jié)水所耗的電能少得多。3)蒸汽在散熱器或換熱器中，因溫度和傳熱系數(shù)都比水高，可以減少散熱設(shè)備面積，降低設(shè)備費用。4)蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地區(qū)或高層建