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1、第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 第一節(jié):蒸汽作為供熱系統(tǒng)熱媒的特點(diǎn)第一節(jié):蒸汽作為供熱系統(tǒng)熱媒的特點(diǎn)第二節(jié):室內(nèi)蒸汽供暖系統(tǒng)第二節(jié):室內(nèi)蒸汽供暖系統(tǒng)第三節(jié):室內(nèi)蒸汽高壓供熱系統(tǒng)第三節(jié):室內(nèi)蒸汽高壓供熱系統(tǒng)第四節(jié):疏水器及其它附屬設(shè)備第四節(jié):疏水器及其它附屬設(shè)備第五節(jié):室內(nèi)低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題第五節(jié):室內(nèi)低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題第六節(jié):室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題第六節(jié):室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題5-1 蒸汽作為供熱系統(tǒng)熱媒的特點(diǎn)蒸汽作為供熱系統(tǒng)熱媒的特點(diǎn) 蒸汽作為供熱(暖)蒸汽作為供熱(暖)系統(tǒng)的熱媒,應(yīng)用極
2、為系統(tǒng)的熱媒,應(yīng)用極為普遍。普遍。 右圖是蒸汽供熱的原理右圖是蒸汽供熱的原理圖。蒸汽從熱源圖。蒸汽從熱源1沿蒸汽沿蒸汽管路管路2進(jìn)入散熱設(shè)備進(jìn)入散熱設(shè)備4,蒸汽凝結(jié)放出熱量后,蒸汽凝結(jié)放出熱量后,凝水通過疏水器凝水通過疏水器5再返回再返回?zé)嵩粗匦录訜帷嵩粗匦录訜?。蒸汽供熱原理圖蒸汽供熱原理圖1-熱源;熱源;2-蒸汽管路;蒸汽管路;3-分水器;分水器;4-散熱設(shè)備;散熱設(shè)備;5-疏水器;疏水器;6-凝水管路;凝水管路;7-凝水箱;凝水箱;8-空氣管;空氣管;9-凝水泵;凝水泵;10-凝水管凝水管 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 蒸汽作為熱媒的特點(diǎn)蒸汽作為熱媒的特點(diǎn)l與熱水作為供
3、熱(暖)系統(tǒng)的熱媒相對比,蒸汽具有如與熱水作為供熱(暖)系統(tǒng)的熱媒相對比,蒸汽具有如下一些特點(diǎn)。下一些特點(diǎn)。l1.熱水在系統(tǒng)散熱設(shè)備中,靠其溫度降放出熱量,而且熱水在系統(tǒng)散熱設(shè)備中,靠其溫度降放出熱量,而且熱水的相態(tài)不發(fā)生變化。蒸汽在系統(tǒng)散熱設(shè)備中,靠水熱水的相態(tài)不發(fā)生變化。蒸汽在系統(tǒng)散熱設(shè)備中,靠水蒸汽凝結(jié)成水放出熱量,相態(tài)發(fā)生了變化。蒸汽凝結(jié)成水放出熱量,相態(tài)發(fā)生了變化。l 2.熱水在封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動,其狀態(tài)參數(shù)(主要指流熱水在封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動,其狀態(tài)參數(shù)(主要指流量和比容)變化很小。蒸汽和凝水在系統(tǒng)管路內(nèi)流動時,量和比容)變化很小。蒸汽和凝水在系統(tǒng)管路內(nèi)流動時,其狀態(tài)參數(shù)變化比較大,
4、還會伴隨相態(tài)變化。其狀態(tài)參數(shù)變化比較大,還會伴隨相態(tài)變化。 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l3.在熱水供暖系統(tǒng)中,散熱設(shè)備內(nèi)熱媒溫度為在熱水供暖系統(tǒng)中,散熱設(shè)備內(nèi)熱媒溫度為熱水流進(jìn)和流出散熱設(shè)備的平均溫度。蒸汽在熱水流進(jìn)和流出散熱設(shè)備的平均溫度。蒸汽在散熱設(shè)備中定壓凝結(jié)放熱,散熱設(shè)備的熱媒溫散熱設(shè)備中定壓凝結(jié)放熱,散熱設(shè)備的熱媒溫度為該壓力下的飽和溫度。度為該壓力下的飽和溫度。l4.蒸汽供暖系統(tǒng)中的蒸汽比容,較熱水比容大蒸汽供暖系統(tǒng)中的蒸汽比容,較熱水比容大得多。所以在蒸汽管道中可以采用高流速。得多。所以在蒸汽管道中可以采用高流速。 l5.由于蒸汽具有比容大,密度小的特點(diǎn),因
5、而由于蒸汽具有比容大,密度小的特點(diǎn),因而在高層建筑供暖時,不會像熱水供暖那樣,產(chǎn)在高層建筑供暖時,不會像熱水供暖那樣,產(chǎn)生很大的水靜壓力。生很大的水靜壓力。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 5-2 室內(nèi)蒸汽供暖系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供暖系統(tǒng) 一、蒸汽供暖系統(tǒng)分類一、蒸汽供暖系統(tǒng)分類 按供汽壓力的大小按供汽壓力的大小高壓蒸汽供暖高壓蒸汽供暖( 70kPa)低壓蒸汽供暖低壓蒸汽供暖(70kPa)真空蒸汽供暖真空蒸汽供暖(低于大氣壓力(低于大氣壓力)按蒸汽干管按蒸汽干管布置的不同布置的不同上供式上供式中供式中供式下供式下供式第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 一、蒸汽供暖系統(tǒng)分類一、
6、蒸汽供暖系統(tǒng)分類 按立管的按立管的布置特點(diǎn)布置特點(diǎn)單管式單管式雙管式雙管式按回水動按回水動力的不同力的不同重力回水重力回水機(jī)械回水機(jī)械回水第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 二二 、低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的基本型式、低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的基本型式 圖圖5-2所示是重力回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)示意所示是重力回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)示意圖。在系統(tǒng)運(yùn)行前,鍋爐充水至圖。在系統(tǒng)運(yùn)行前,鍋爐充水至I-I平面。鍋爐加平面。鍋爐加熱后產(chǎn)生的蒸汽,在其自身壓力作用下,克服流熱后產(chǎn)生的蒸汽,在其自身壓力作用下,克服流動阻力,沿供汽管道輸進(jìn)散熱器內(nèi),并將積聚在動阻力,沿供汽管道輸進(jìn)散熱器內(nèi),并將積聚在供汽管道和散熱器內(nèi)
7、的空氣驅(qū)入凝水管,最后,供汽管道和散熱器內(nèi)的空氣驅(qū)入凝水管,最后,經(jīng)連接在凝水管末端的經(jīng)連接在凝水管末端的B點(diǎn)處排出。蒸汽在散熱點(diǎn)處排出。蒸汽在散熱器內(nèi)冷疑放熱。凝水靠重力作用沿凝水管路返回器內(nèi)冷疑放熱。凝水靠重力作用沿凝水管路返回鍋爐,重新加熱變成蒸汽。鍋爐,重新加熱變成蒸汽。 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) (a)上供式)上供式ABB(b)下供式)下供式ABB (a)上供式 (b)下供式 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l重力回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)型式簡單,無需設(shè)置凝水箱和重力回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)型式簡單,無需設(shè)置凝水箱和凝水泵,運(yùn)行時不消耗電能,宜在小型系統(tǒng)
8、中采用。凝水泵,運(yùn)行時不消耗電能,宜在小型系統(tǒng)中采用。l但在供暖系統(tǒng)作用半徑較長時,就要采用較高的蒸汽壓力但在供暖系統(tǒng)作用半徑較長時,就要采用較高的蒸汽壓力才能將蒸汽輸送到最遠(yuǎn)散熱器。如仍用重力回水方式,凝才能將蒸汽輸送到最遠(yuǎn)散熱器。如仍用重力回水方式,凝水管里面水管里面-高度就可能達(dá)到甚至超過底層散熱器的高度,高度就可能達(dá)到甚至超過底層散熱器的高度,底層散熱器就會充滿凝水、并積聚空氣,蒸汽就無法進(jìn)入,底層散熱器就會充滿凝水、并積聚空氣,蒸汽就無法進(jìn)入,從而影響散熱。從而影響散熱。l因此,因此,當(dāng)系統(tǒng)作用半徑較大,供汽壓力較高(通常供汽表當(dāng)系統(tǒng)作用半徑較大,供汽壓力較高(通常供汽表壓力高于壓力
9、高于20kPa20kPa)時,就都采用機(jī)械回水系統(tǒng)。)時,就都采用機(jī)械回水系統(tǒng)。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 室內(nèi)蒸汽供暖室內(nèi)蒸汽供暖機(jī)械回水系統(tǒng)機(jī)械回水系統(tǒng)不同于連續(xù)循環(huán)重力回水系統(tǒng),機(jī)械回水系統(tǒng)是一不同于連續(xù)循環(huán)重力回水系統(tǒng),機(jī)械回水系統(tǒng)是一個個“斷開式斷開式”系統(tǒng)。系統(tǒng)。凝水不直接返回鍋爐,而首先進(jìn)入凝水箱。然后再凝水不直接返回鍋爐,而首先進(jìn)入凝水箱。然后再用凝水泵將凝水送回?zé)嵩粗匦录訜?。在低壓蒸汽供用凝水泵將凝水送回?zé)嵩粗匦录訜?。在低壓蒸汽供暖系統(tǒng)中,凝水箱布置應(yīng)低于所有散熱器和凝水管。暖系統(tǒng)中,凝水箱布置應(yīng)低于所有散熱器和凝水管。進(jìn)凝水箱的凝水干管應(yīng)作順流向下的坡度
10、,使從散進(jìn)凝水箱的凝水干管應(yīng)作順流向下的坡度,使從散熱器流出的凝水靠重力自流進(jìn)入凝水箱。熱器流出的凝水靠重力自流進(jìn)入凝水箱。機(jī)械回水系統(tǒng)的最主要優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大了供熱范圍,因機(jī)械回水系統(tǒng)的最主要優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大了供熱范圍,因而應(yīng)用最為普通。而應(yīng)用最為普通。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 圖圖5-3是機(jī)械回水的中供式低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的是機(jī)械回水的中供式低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的示意圖示意圖。機(jī)械回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)示機(jī)械回水低壓蒸汽供暖系統(tǒng)示 1-低壓恒溫低壓恒溫 式疏水器;式疏水器;2-凝水箱;凝水箱;3-空氣管;空氣管;4-凝水泵凝水泵第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 低壓蒸汽供暖
11、系統(tǒng)在設(shè)計中應(yīng)注意的問題:低壓蒸汽供暖系統(tǒng)在設(shè)計中應(yīng)注意的問題:1.1.在設(shè)計低壓蒸汽供暖系統(tǒng)時,一方面盡可能采在設(shè)計低壓蒸汽供暖系統(tǒng)時,一方面盡可能采用較低的供汽壓力,另一方面系統(tǒng)的干式凝用較低的供汽壓力,另一方面系統(tǒng)的干式凝水管又與大氣相通;因此,散熱器內(nèi)的蒸汽水管又與大氣相通;因此,散熱器內(nèi)的蒸汽壓力只需比大氣壓力稍高一點(diǎn)即可,靠剩余壓力只需比大氣壓力稍高一點(diǎn)即可,靠剩余壓力以保證蒸汽流入散熱器所需的壓力損失,壓力以保證蒸汽流入散熱器所需的壓力損失,并靠蒸汽壓力將散熱器中的空氣驅(qū)入凝水管。并靠蒸汽壓力將散熱器中的空氣驅(qū)入凝水管。2.2.設(shè)計時,設(shè)計時,散熱器入口閥門前的蒸汽剩余壓力通散熱
12、器入口閥門前的蒸汽剩余壓力通常為常為150015002000Pa2000Pa。 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l3. 當(dāng)供汽壓力符合設(shè)計要求時,散熱器內(nèi)充滿當(dāng)供汽壓力符合設(shè)計要求時,散熱器內(nèi)充滿蒸汽。進(jìn)入的蒸汽量恰能被散熱器表面冷凝下來,蒸汽。進(jìn)入的蒸汽量恰能被散熱器表面冷凝下來,形成一層凝水薄膜,凝水順利流出,不積留在散形成一層凝水薄膜,凝水順利流出,不積留在散熱器內(nèi),空氣排除干凈,散熱器工作正常。熱器內(nèi),空氣排除干凈,散熱器工作正常。l 當(dāng)供汽壓力降低,進(jìn)入散熱器中的蒸汽量減當(dāng)供汽壓力降低,進(jìn)入散熱器中的蒸汽量減少,不能充滿整個散熱器,散熱器中的空氣不能少,不能充滿整個散
13、熱器,散熱器中的空氣不能排凈,或由于蒸汽冷凝,造成微負(fù)壓而從干式凝排凈,或由于蒸汽冷凝,造成微負(fù)壓而從干式凝水管吸入空氣。水管吸入空氣。l 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l 由于低壓蒸汽的比容比空氣大,蒸汽將只占由于低壓蒸汽的比容比空氣大,蒸汽將只占據(jù)散熱器上部空間,空氣則停留在散熱器下部。據(jù)散熱器上部空間,空氣則停留在散熱器下部。l l 在此情況下,沿散熱器壁流動的凝水,在通在此情況下,沿散熱器壁流動的凝水,在通過散熱器下部的空氣區(qū)時,將因蒸汽飽和分壓過散熱器下部的空氣區(qū)時,將因蒸汽飽和分壓力降低及器壁的散熱而發(fā)生過冷卻,散熱器表力降低及器壁的散熱而發(fā)生過冷卻,散熱器表面平
14、均溫度降低,散熱器的散熱量減少。面平均溫度降低,散熱器的散熱量減少。 反之,當(dāng)供汽壓力過高時,進(jìn)入散熱器的蒸汽量反之,當(dāng)供汽壓力過高時,進(jìn)入散熱器的蒸汽量超過了散熱表面的凝結(jié)能力,便會有未凝結(jié)的蒸超過了散熱表面的凝結(jié)能力,便會有未凝結(jié)的蒸汽竄入凝水管;同時,散熱器的表面溫度隨蒸汽汽竄入凝水管;同時,散熱器的表面溫度隨蒸汽壓力升高而高出設(shè)計值,散熱器的散熱量增加。壓力升高而高出設(shè)計值,散熱器的散熱量增加。在實(shí)際運(yùn)行過程中,供汽壓力總有波動,為了避在實(shí)際運(yùn)行過程中,供汽壓力總有波動,為了避免供汽壓力過高時未凝結(jié)的蒸汽竄入凝水管,免供汽壓力過高時未凝結(jié)的蒸汽竄入凝水管,可可在每個散熱器出口或在每根凝
15、水立管下端安裝疏在每個散熱器出口或在每根凝水立管下端安裝疏水器水器。4. 在蒸汽供暖管路中,排除沿途凝水,以免發(fā)生蒸在蒸汽供暖管路中,排除沿途凝水,以免發(fā)生蒸汽系統(tǒng)常有的汽系統(tǒng)常有的“水擊水擊”現(xiàn)象,是設(shè)計中必須認(rèn)真現(xiàn)象,是設(shè)計中必須認(rèn)真重視的一個問題。在蒸汽供暖系統(tǒng)中,沿管壁凝重視的一個問題。在蒸汽供暖系統(tǒng)中,沿管壁凝結(jié)的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹帶,形成隨結(jié)的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹帶,形成隨蒸汽流動的高速水滴;落在管底的沿途凝水也可蒸汽流動的高速水滴;落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起,形成能被高速蒸汽流重新掀起,形成“水塞水塞”,第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供
16、熱系統(tǒng) 并隨蒸汽一起高速流動,在遭到閥門、拐彎或向并隨蒸汽一起高速流動,在遭到閥門、拐彎或向上的管段等使流動方向改變時,水滴或水塞在上的管段等使流動方向改變時,水滴或水塞在高速下與管件或管子撞擊,就產(chǎn)生高速下與管件或管子撞擊,就產(chǎn)生“水擊水擊”,出現(xiàn)噪聲、振動或局部高壓,嚴(yán)重時能破壞管出現(xiàn)噪聲、振動或局部高壓,嚴(yán)重時能破壞管件接口的嚴(yán)密性和管路支架。件接口的嚴(yán)密性和管路支架。 為了減輕水擊現(xiàn)象,水平敷設(shè)的供汽管路,必須為了減輕水擊現(xiàn)象,水平敷設(shè)的供汽管路,必須具有足夠的坡度,并盡可能保持汽、水同向流具有足夠的坡度,并盡可能保持汽、水同向流動。動。供汽干管汽水供汽干管汽水同向流動時,同向流動時,
17、i=0.003,散熱,散熱器支管器支管i=0.010.02。 供汽干管向上拐彎處,必須設(shè)置疏水裝置。同時,供汽干管向上拐彎處,必須設(shè)置疏水裝置。同時,在下供式系統(tǒng)的蒸汽立管中,汽、水呈逆向流在下供式系統(tǒng)的蒸汽立管中,汽、水呈逆向流動,蒸汽立管要采用比較低的流速,以減輕水動,蒸汽立管要采用比較低的流速,以減輕水擊現(xiàn)象。擊現(xiàn)象。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 介紹歐美國家常采用的一種單管下供下回式低壓介紹歐美國家常采用的一種單管下供下回式低壓蒸汽供暖系統(tǒng)的圖式蒸汽供暖系統(tǒng)的圖式 單管下供下回式低壓蒸汽供暖系統(tǒng)單管下供下回式低壓蒸汽供暖系統(tǒng)1-閥門;閥門;2-自動排氣閥自動排氣閥第五
18、章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)l1.節(jié)省管道節(jié)省管道l2.散熱器支管與立管的連接點(diǎn)必須低于散熱器散熱器支管與立管的連接點(diǎn)必須低于散熱器 出口平面。出口平面。l3.立管汽水逆向流動立管汽水逆向流動l4.每個散熱器上,必須裝自動排氣閥,設(shè)在散每個散熱器上,必須裝自動排氣閥,設(shè)在散熱器熱器1/3高度處。高度處。5-3 室內(nèi)高壓蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)高壓蒸汽供熱系統(tǒng) l在工廠中,生產(chǎn)工藝用熱往往需要使用較高在工廠中,生產(chǎn)工藝用熱往往需要使用較高壓力的蒸汽。因此,利用高壓蒸汽作為熱媒,壓力的蒸汽。因此,利用高壓蒸汽作為熱媒,向工廠車間及其輔助建筑物各種不同用途的向工廠車間及其輔助建筑物各
19、種不同用途的熱用戶(生產(chǎn)工藝、熱水供應(yīng)、通風(fēng)及供暖熱用戶(生產(chǎn)工藝、熱水供應(yīng)、通風(fēng)及供暖熱用戶等)供熱,是一種常用的供熱方式。熱用戶等)供熱,是一種常用的供熱方式。 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 圖圖5-8所示是一個廠房的用戶入口和室內(nèi)高壓蒸所示是一個廠房的用戶入口和室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)示意圖。汽供暖系統(tǒng)示意圖。 圖圖5-8 室內(nèi)高壓蒸汽供暖示意圖室內(nèi)高壓蒸汽供暖示意圖1-室外蒸汽管;室外蒸汽管;2-室內(nèi)高壓蒸汽室內(nèi)高壓蒸汽供熱管;供熱管;3-室內(nèi)高壓蒸汽室內(nèi)高壓蒸汽供暖管;供暖管;4-減壓裝置;減壓裝置;5-補(bǔ)償器;補(bǔ)償器;6-疏水器;疏水器; 7-開式凝水箱;開式凝水箱;
20、8-空氣管;空氣管;9-凝水泵;凝水泵; 10-固定支點(diǎn);固定支點(diǎn);11-安全閥安全閥第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)特點(diǎn)室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)特點(diǎn)l高壓蒸汽通過室外蒸汽管路進(jìn)入用戶入口的高壓蒸汽通過室外蒸汽管路進(jìn)入用戶入口的高壓高壓分汽缸分汽缸。l根據(jù)各種熱用戶的使用情況和要求的壓力不同,根據(jù)各種熱用戶的使用情況和要求的壓力不同,季節(jié)性的室內(nèi)蒸汽供暖管道系統(tǒng)宜與其它熱用戶季節(jié)性的室內(nèi)蒸汽供暖管道系統(tǒng)宜與其它熱用戶的管道系統(tǒng)分開,即的管道系統(tǒng)分開,即從不同的分汽缸中引出蒸汽從不同的分汽缸中引出蒸汽分送不同的用戶分送不同的用戶。l當(dāng)蒸汽入口壓力或生產(chǎn)工藝用熱的使
21、用壓力高于當(dāng)蒸汽入口壓力或生產(chǎn)工藝用熱的使用壓力高于供暖系統(tǒng)的工作壓力時,應(yīng)在分汽缸之間設(shè)置供暖系統(tǒng)的工作壓力時,應(yīng)在分汽缸之間設(shè)置減減壓裝置壓裝置(見圖(見圖5-8)。)。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l室內(nèi)各供暖系統(tǒng)的蒸汽,在用熱設(shè)備冷凝放熱,室內(nèi)各供暖系統(tǒng)的蒸汽,在用熱設(shè)備冷凝放熱,冷凝水沿凝水管道流動,經(jīng)過疏水器后匯流到冷凝水沿凝水管道流動,經(jīng)過疏水器后匯流到凝水箱,然后,用凝結(jié)水泵壓送回鍋爐房重新凝水箱,然后,用凝結(jié)水泵壓送回鍋爐房重新加熱。加熱。l凝水箱可布置在該廠房內(nèi),也可布置在工廠區(qū)凝水箱可布置在該廠房內(nèi),也可布置在工廠區(qū)的凝水回收分站或直接布置在鍋爐房內(nèi)。的
22、凝水回收分站或直接布置在鍋爐房內(nèi)。l凝水箱可以與大氣相通,稱為開式凝水箱凝水箱可以與大氣相通,稱為開式凝水箱(如(如圖圖5-8中中7所示),也可以所示),也可以密封且具有一定的壓密封且具有一定的壓力,稱為閉式凝水箱力,稱為閉式凝水箱。l凝水通過疏水器的排水孔和沿疏水器后面的凝凝水通過疏水器的排水孔和沿疏水器后面的凝水管路流動時,由于壓力降低,相應(yīng)的飽和溫水管路流動時,由于壓力降低,相應(yīng)的飽和溫度降低,凝水會部分重新汽化,生成二次蒸汽。度降低,凝水會部分重新汽化,生成二次蒸汽。同時,疏水器因動作滯后或阻汽不嚴(yán)也必會有同時,疏水器因動作滯后或阻汽不嚴(yán)也必會有部分漏氣現(xiàn)象。因此,部分漏氣現(xiàn)象。因此,
23、疏水器后的管道流動狀疏水器后的管道流動狀態(tài)屬兩相流(蒸汽與凝水)??渴杷骱蟮挠鄳B(tài)屬兩相流(蒸汽與凝水)??渴杷骱蟮挠鄩狠斔湍姆绞剑ǔ7Q為余壓回水。壓輸送凝水的方式,通常稱為余壓回水。l當(dāng)工業(yè)廠房的蒸汽供熱系統(tǒng)使用較高壓力時,當(dāng)工業(yè)廠房的蒸汽供熱系統(tǒng)使用較高壓力時,凝水管道內(nèi)生成的二次汽量就會增多。如有條凝水管道內(nèi)生成的二次汽量就會增多。如有條件利用二次汽,則可將使用壓力較高的室內(nèi)各件利用二次汽,則可將使用壓力較高的室內(nèi)各熱用戶的高溫凝水先引入專門設(shè)置的二次蒸發(fā)熱用戶的高溫凝水先引入專門設(shè)置的二次蒸發(fā)箱(器),通過二次蒸發(fā)箱分離出二次蒸汽,箱(器),通過二次蒸發(fā)箱分離出二次蒸汽,再就地
24、利用。分離后留下的純凝水靠壓差作用再就地利用。分離后留下的純凝水靠壓差作用送回凝水箱。送回凝水箱。 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 設(shè)置二次蒸發(fā)箱的室內(nèi)高壓蒸汽供暖示意圖設(shè)置二次蒸發(fā)箱的室內(nèi)高壓蒸汽供暖示意圖1-暖風(fēng)機(jī);暖風(fēng)機(jī);2-泄水閥;泄水閥;3-疏水裝置;疏水裝置;4-止回閥;止回閥;5-二次蒸發(fā)箱;二次蒸發(fā)箱; 6安全閥;安全閥;7蒸汽壓力蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥;調(diào)節(jié)閥;8排氣閥排氣閥第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 5-4 疏水器及其它附屬設(shè)備疏水器及其它附屬設(shè)備 一、疏水器一、疏水器 l(一)疏水器的分類(一)疏水器的分類 l根據(jù)疏水器的作用原理根據(jù)疏水器的作
25、用原理不同,可分為三種類型的不同,可分為三種類型的疏水器。疏水器。l(1)機(jī)械型疏水器機(jī)械型疏水器 利用蒸汽和凝水的密度不同,利用蒸汽和凝水的密度不同,形成凝水液位,以控制凝水排水孔自動啟閉工作形成凝水液位,以控制凝水排水孔自動啟閉工作的疏水器。主要產(chǎn)品有浮筒式、鐘形浮子式、自的疏水器。主要產(chǎn)品有浮筒式、鐘形浮子式、自由浮球式、倒吊筒式疏水器等。由浮球式、倒吊筒式疏水器等。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 吊桶式疏水器(機(jī)械型)吊桶式疏水器(機(jī)械型)l特點(diǎn)特點(diǎn)體積大、體積大、排量小,排量小,活動部件多,活動部件多,筒內(nèi)易沉渣,筒內(nèi)易沉渣,維修量大。維修量大。(2)熱動力型疏水器熱
26、動力型疏水器l利用蒸汽和凝水熱動力學(xué)(流動)特性的利用蒸汽和凝水熱動力學(xué)(流動)特性的不同來工作的疏水器。不同來工作的疏水器。l主要產(chǎn)品有圓盤式、脈沖式、孔板或迷宮主要產(chǎn)品有圓盤式、脈沖式、孔板或迷宮式疏水器等。式疏水器等。l特點(diǎn)特點(diǎn)體積小,重量輕,體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,安裝結(jié)構(gòu)簡單,安裝維修方便,但有周維修方便,但有周期性漏氣現(xiàn)象,且期性漏氣現(xiàn)象,且當(dāng)凝水量較小時當(dāng)凝水量較小時,會發(fā)生連續(xù)漏氣,會發(fā)生連續(xù)漏氣現(xiàn)象,周圍環(huán)境溫現(xiàn)象,周圍環(huán)境溫度較高時,排水量度較高時,排水量減少減少。(3)熱靜力型(恒溫型)疏水器熱靜力型(恒溫型)疏水器l利用蒸汽和凝水的溫度不同引起恒溫元件膨脹利用蒸汽和凝
27、水的溫度不同引起恒溫元件膨脹或變形來工作的疏水器?;蜃冃蝸砉ぷ鞯氖杷鳌主要產(chǎn)品有波紋管式、雙金屬片式和液體膨脹主要產(chǎn)品有波紋管式、雙金屬片式和液體膨脹式疏水器等。式疏水器等。溫調(diào)式疏水器(熱靜力型)溫調(diào)式疏水器(熱靜力型)l特點(diǎn)特點(diǎn)要求加工工藝較要求加工工藝較高,適用于排除高,適用于排除過冷凝水,但不過冷凝水,但不易安裝在周圍環(huán)易安裝在周圍環(huán)境溫度高的場合境溫度高的場合.(二)疏水器的作用(二)疏水器的作用 自動阻止蒸汽逸漏而且迅速排除用熱設(shè)備中的凝自動阻止蒸汽逸漏而且迅速排除用熱設(shè)備中的凝結(jié)水,同時排除系統(tǒng)中積存的空氣和其他不凝結(jié)水,同時排除系統(tǒng)中積存的空氣和其他不凝性氣體。性氣體。(三
28、)疏水器的選擇(三)疏水器的選擇(1)疏水器排水量)疏水器排水量即確定排水小孔的直徑即確定排水小孔的直徑或面積或面積 G=0.1APd2p kg/h AP疏水器的排水系數(shù),查附錄疏水器的排水系數(shù),查附錄5-1 p疏水器前后的壓力差疏水器前后的壓力差, KPa。 d 疏水器的排水閥孔直徑,疏水器的排水閥孔直徑,mm .(2)疏水器的選擇倍率)疏水器的選擇倍率K 疏水器的實(shí)際排水量應(yīng)大于用熱設(shè)備的理論排水量,即疏水器的實(shí)際排水量應(yīng)大于用熱設(shè)備的理論排水量,即 Gsh=GlK GL用熱設(shè)備的理論排水量用熱設(shè)備的理論排水量, kg/h K選擇倍率,查表選擇倍率,查表5-1(3)疏水器前后壓力確定)疏水
29、器前后壓力確定 P1疏水器前壓力疏水器前壓力A.疏水器用于排除管路凝結(jié)水,疏水器用于排除管路凝結(jié)水,P1=Pb Pb 疏水點(diǎn)的蒸汽表壓力;疏水點(diǎn)的蒸汽表壓力;B.疏水器安裝在用熱設(shè)備出口,疏水器安裝在用熱設(shè)備出口, P1=0.95Pb Pb 用熱設(shè)備前的蒸汽表壓力;用熱設(shè)備前的蒸汽表壓力;C.疏水器安裝在凝水干管末端,疏水器安裝在凝水干管末端,P1=0.7Pb Pb 供熱系統(tǒng)的入口蒸汽表壓力;供熱系統(tǒng)的入口蒸汽表壓力;P2疏水器后壓力,疏水器后壓力, P2 不得大于疏水器的最大背壓不得大于疏水器的最大背壓P2max(廠家(廠家提供數(shù)據(jù)),提供數(shù)據(jù)), 一般一般P2=0.5P1 如果疏水器后按干
30、式凝水管設(shè)計,如果疏水器后按干式凝水管設(shè)計, P2=0(四)疏水器與管路的連接方式(四)疏水器與管路的連接方式 (a)不帶旁通管水平安裝)不帶旁通管水平安裝 (b)帶旁通管水平安裝)帶旁通管水平安裝 (c)旁通管垂直安裝)旁通管垂直安裝 (d)旁通管垂直安裝)旁通管垂直安裝 (e)不帶旁通管并聯(lián)安裝)不帶旁通管并聯(lián)安裝 (f)帶旁通管并聯(lián)安裝)帶旁通管并聯(lián)安裝 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l疏水器疏水器前后需設(shè)置閥門,用以截斷檢修用前后需設(shè)置閥門,用以截斷檢修用。l疏水器疏水器前后應(yīng)設(shè)置沖洗管和檢查管前后應(yīng)設(shè)置沖洗管和檢查管。沖洗管位于疏水器前。沖洗管位于疏水器前閥門的前面
31、,用以放空氣和沖洗管路。檢查管位于疏水器閥門的前面,用以放空氣和沖洗管路。檢查管位于疏水器與后閥門之間,用以檢查疏水器工作情況。圖與后閥門之間,用以檢查疏水器工作情況。圖5-16(b)為帶旁通管的安裝方式。實(shí)踐表明:裝旁通管極易產(chǎn)生副為帶旁通管的安裝方式。實(shí)踐表明:裝旁通管極易產(chǎn)生副作用。作用。l因此,對因此,對小型供暖系統(tǒng)和熱風(fēng)供暖系統(tǒng),可考慮不設(shè)旁通小型供暖系統(tǒng)和熱風(fēng)供暖系統(tǒng),可考慮不設(shè)旁通管管(如圖(如圖5-16a)。)。對于不允許中斷供汽的生產(chǎn)用熱設(shè)備,對于不允許中斷供汽的生產(chǎn)用熱設(shè)備,為了進(jìn)行檢修疏水器,應(yīng)安裝旁通管和閥門為了進(jìn)行檢修疏水器,應(yīng)安裝旁通管和閥門。l 當(dāng)多臺疏水器并聯(lián)安
32、裝(圖當(dāng)多臺疏水器并聯(lián)安裝(圖5-16f)時,也可不設(shè)旁通管)時,也可不設(shè)旁通管(圖(圖5-16e)。)。第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 二、減壓閥二、減壓閥 l1.原理:原理:通過調(diào)節(jié)閥孔大小,對蒸汽進(jìn)行通過調(diào)節(jié)閥孔大小,對蒸汽進(jìn)行節(jié)流達(dá)到減壓目的,并能自動地閥后壓力節(jié)流達(dá)到減壓目的,并能自動地閥后壓力維持在一定范圍內(nèi)。維持在一定范圍內(nèi)。2、種類種類 活塞式減壓閥:工作可靠、工作溫度和壓力較高活塞式減壓閥:工作可靠、工作溫度和壓力較高 ,使用范圍廣。,使用范圍廣。波紋管式減壓閥:調(diào)節(jié)范圍大、壓力波動范圍小,波紋管式減壓閥:調(diào)節(jié)范圍大、壓力波動范圍小, 適用于減為低壓的低壓蒸汽
33、供暖系統(tǒng)適用于減為低壓的低壓蒸汽供暖系統(tǒng)薄膜式減壓閥:薄膜式減壓閥:第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 波紋管減壓閥波紋管減壓閥3、減壓閥選擇:、減壓閥選擇:根據(jù)所需減壓的前后壓力大小根據(jù)所需減壓的前后壓力大小,計算出蒸汽流量,然后確定閥孔面積。當(dāng)減,計算出蒸汽流量,然后確定閥孔面積。當(dāng)減壓前后壓力比大于壓前后壓力比大于57倍時,應(yīng)串聯(lián)兩個減壓倍時,應(yīng)串聯(lián)兩個減壓閥。選擇計算見課本閥。選擇計算見課本4、減壓閥的安裝:、減壓閥的安裝:必須有旁通管,閥前后有關(guān)必須有旁通管,閥前后有關(guān)斷閥、壓力表等斷閥、壓力表等5-4 疏水器及其它附屬設(shè)備疏水器及其它附屬設(shè)備三、二次蒸發(fā)箱(器)三、二次
34、蒸發(fā)箱(器) l二次蒸發(fā)箱的作用二次蒸發(fā)箱的作用是將室內(nèi)是將室內(nèi)各用汽設(shè)備排出的凝水,在各用汽設(shè)備排出的凝水,在較低的壓力下分離出一部分較低的壓力下分離出一部分二次蒸汽,并將低壓的二次二次蒸汽,并將低壓的二次蒸汽輸送到熱用戶利用,二蒸汽輸送到熱用戶利用,二次蒸發(fā)箱構(gòu)造簡單,如圖次蒸發(fā)箱構(gòu)造簡單,如圖5-20所示。高壓含汽凝水沿切所示。高壓含汽凝水沿切線方向的管道進(jìn)入箱內(nèi),由線方向的管道進(jìn)入箱內(nèi),由于進(jìn)口閥的節(jié)流作用,壓力于進(jìn)口閥的節(jié)流作用,壓力下降,凝水分離出一部分二下降,凝水分離出一部分二次蒸汽。水的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動更易次蒸汽。水的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動更易使汽水分離,水向下流動,使汽水分離,水向下流動,沿凝水管
35、送回凝水箱去沿凝水管送回凝水箱去。 二次蒸發(fā)箱 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) 5-5室內(nèi)低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題室內(nèi)低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算方法和例題 蒸汽在管道流動時,同樣有摩擦壓力損失和局部阻力損失。蒸汽在管道流動時,同樣有摩擦壓力損失和局部阻力損失。 計算蒸汽管道內(nèi)的單位長度摩擦壓力損失(比摩阻)計算蒸汽管道內(nèi)的單位長度摩擦壓力損失(比摩阻)時,同樣可利用第四章式(時,同樣可利用第四章式(4-2)即達(dá)西)即達(dá)西維斯巴赫公式進(jìn)維斯巴赫公式進(jìn)行計算。行計算。l 在利用上式為基礎(chǔ)進(jìn)行水力計算時,雖然蒸汽的流量在利用上式為基礎(chǔ)進(jìn)行水力計算時,雖然蒸汽的流量
36、因沿途凝結(jié)而不斷減少,蒸汽的密度也因蒸汽壓力沿管路因沿途凝結(jié)而不斷減少,蒸汽的密度也因蒸汽壓力沿管路降低而變小,但這些變化并不大,降低而變小,但這些變化并不大,在計算低壓蒸汽管路時在計算低壓蒸汽管路時可以忽略,而認(rèn)為這個管段內(nèi)的流量和整個系統(tǒng)的密度可以忽略,而認(rèn)為這個管段內(nèi)的流量和整個系統(tǒng)的密度是不變的。是不變的。l 低壓蒸汽供暖管路的局部壓力損失的確定方法與熱水低壓蒸汽供暖管路的局部壓力損失的確定方法與熱水供暖管路相同,各構(gòu)件的局部阻力系數(shù)供暖管路相同,各構(gòu)件的局部阻力系數(shù)值同樣可按附錄值同樣可按附錄4-2確定,其動壓頭值可見附錄確定,其動壓頭值可見附錄5-4 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)
37、室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) l在進(jìn)行低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算時,在進(jìn)行低壓蒸汽供暖系統(tǒng)管路的水力計算時,同同樣先從最不利的管路開始樣先從最不利的管路開始,亦即從鍋爐到最遠(yuǎn)散,亦即從鍋爐到最遠(yuǎn)散熱器的管路開始計算。熱器的管路開始計算。l為保證系統(tǒng)均勻可靠地供暖,盡可能使用較低的為保證系統(tǒng)均勻可靠地供暖,盡可能使用較低的蒸汽壓力供暖,進(jìn)行最不利的管路的水力計算時,蒸汽壓力供暖,進(jìn)行最不利的管路的水力計算時,通常采用控制比壓降或按平均比摩阻方法進(jìn)行計通常采用控制比壓降或按平均比摩阻方法進(jìn)行計算算。最不利管路各管段的水力計算完成后,即可。最不利管路各管段的水力計算完成后,即可進(jìn)行其它立管的水力計算??砂雌骄饶ψ璺▉磉M(jìn)行其它立管的水力計算??砂雌骄饶ψ璺▉磉x擇其它立管的管徑,但管內(nèi)流速不得超過下列選擇其它立管的管徑,但管內(nèi)流速不得超過下列的規(guī)定最大允許流速(見的規(guī)定最大允許流速(見暖通規(guī)范暖通規(guī)范););l 當(dāng)汽、水同向流動時當(dāng)汽、水同向流動時 30m/sl 當(dāng)汽、水逆向流動時當(dāng)汽、水逆向流動時 20m/s 第五章第五章 室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng) lPRgp
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