第四章蒸汽系統(tǒng)1203

1、School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China第四章 蒸汽系統(tǒng)School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China一、蒸汽利用系統(tǒng)的示意圖一、蒸汽利用系統(tǒng)的示意圖示意圖見教材1、工業(yè)熱用戶（汽錘、干燥等）工業(yè)熱用戶（汽錘、干燥等）2、采暖熱用戶（蒸汽采暖和熱水采暖）、采暖熱用戶（蒸汽采暖和熱水采暖）3、熱水供應(yīng)熱用戶、熱水供應(yīng)熱用戶4、通風及空調(diào)用戶、通風及空調(diào)用戶School of Civil Engineering Dalia

2、n University of Technology, China二、凝結(jié)水處理二、凝結(jié)水處理處理原則：處理原則：1、盡量回收，以利節(jié)能、盡量回收，以利節(jié)能蒸汽鍋爐的水處理嚴格，成本高凝水溫度高，含大量可利用熱能 用熱設(shè)備出口的疏水器 凝結(jié)水箱 熱源或熱力站2、只有在凝水可就地利用，通過技術(shù)經(jīng)濟、只有在凝水可就地利用，通過技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可不回收比較合理時，可不回收凝水泵School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China蒸汽系統(tǒng)循環(huán)示意圖蒸汽系統(tǒng)循環(huán)示意圖補水補水蒸汽鍋爐蒸汽鍋爐蒸汽生成蒸汽生成蒸汽分配蒸汽分

3、配用熱設(shè)備用熱設(shè)備熱量傳遞熱量傳遞疏水器疏水器排除凝水排除凝水二次蒸汽二次蒸汽二次蒸發(fā)箱二次蒸發(fā)箱凝水泵凝水泵蒸汽減壓站蒸汽減壓站水箱水箱冷凝水收集冷凝水收集凝結(jié)水箱凝結(jié)水箱分汽缸分汽缸School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China三、蒸汽做熱媒的特點（與水比）三、蒸汽做熱媒的特點（與水比）2、單位質(zhì)量熱媒放熱遠大于水單位質(zhì)量熱媒放熱遠大于水蒸汽相變傳熱：steam: 1at, 0 , r=2500KJ/Kg; water: Q=cmt=4.19125=104.75KJ/Kg Q/r=23.9；由此帶來的好處

4、？（管徑，初投資，能耗） 1、可同時滿足同時滿足對熱媒溫度、壓力有不同要求的多種多種用戶的用熱需求用戶的用熱需求；并可滿足某些工藝或場合的直接用汽要求 3、就供暖而言，散熱器?。?、就供暖而言，散熱器?。ㄔ?？原因？） 4、用于高層和超高層建筑中，避免超壓、用于高層和超高層建筑中，避免超壓School of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaTransfer Heat at a Constant Temperature熱水熱水熱水熱水熱蒸汽熱蒸汽冷凝水冷凝水省散熱器省散熱器School of Civil Enginee

5、ring Dalian University of Technology, China三、蒸汽做熱媒的特點三、蒸汽做熱媒的特點 5、管內(nèi)狀態(tài)參數(shù)變化大，設(shè)計及運行管理復雜，易、管內(nèi)狀態(tài)參數(shù)變化大，設(shè)計及運行管理復雜，易“跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏”6、蒸汽熱惰性小，熱得快，冷得也快、蒸汽熱惰性小，熱得快，冷得也快 7、無法質(zhì)調(diào)節(jié)，量調(diào)節(jié)非常有限，只能間歇調(diào)節(jié)、無法質(zhì)調(diào)節(jié)，量調(diào)節(jié)非常有限，只能間歇調(diào)節(jié) 供暖室內(nèi)溫度波動大，有噪聲供暖室內(nèi)溫度波動大，有噪聲 8、供暖時，散熱器表面溫度高，有機灰塵易分解，、供暖時，散熱器表面溫度高，有機灰塵易分解，衛(wèi)生條件差衛(wèi)生條件差 9、管道易受腐蝕（特別是凝結(jié)

6、水管），壽命短、管道易受腐蝕（特別是凝結(jié)水管），壽命短 10、管道表面溫度高，無效熱損失大、管道表面溫度高，無效熱損失大School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China四、蒸汽采暖系統(tǒng)的設(shè)計要點四、蒸汽采暖系統(tǒng)的設(shè)計要點（一）蒸汽采暖系統(tǒng)的分類（一）蒸汽采暖系統(tǒng)的分類1、按供汽壓力分：、按供汽壓力分： 表壓表壓P0.07MPa (70KPa) 高壓高壓 表壓表壓P0.07MPa (70KPa) 低壓低壓 絕對壓力絕對壓力P0.1MPa (100KPa) 真空采暖系統(tǒng)真空采暖系統(tǒng)2、按立管數(shù)量分：單管和雙管、按立

7、管數(shù)量分：單管和雙管3、按蒸汽干管位置分：上供式、下供式、中供式、按蒸汽干管位置分：上供式、下供式、中供式4、按凝水回收動力分：重力回水、機械回水、按凝水回收動力分：重力回水、機械回水5、按凝水系統(tǒng)是否通大氣：開式和閉式系統(tǒng)、按凝水系統(tǒng)是否通大氣：開式和閉式系統(tǒng)6、按凝水充滿管道斷面程度分：干式和濕式、按凝水充滿管道斷面程度分：干式和濕式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China四、蒸汽采暖系統(tǒng)的設(shè)計要點四、蒸汽采暖系統(tǒng)的設(shè)計要點（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點1、應(yīng)用場合、應(yīng)

8、用場合:一般為開式系統(tǒng)，用在輔助建筑或廠區(qū)樓內(nèi)等處一般為開式系統(tǒng)，用在輔助建筑或廠區(qū)樓內(nèi)等處2、蒸汽密度變化不大，按定值計算、蒸汽密度變化不大，按定值計算3、水力計算、水力計算分蒸汽管和凝水管分別進行分蒸汽管和凝水管分別進行（1 1）蒸汽流量蒸汽流量M=Q/r（2 2）散熱器面積散熱器面積F計算公式同熱水采暖系統(tǒng)（公式計算公式同熱水采暖系統(tǒng)（公式？）（3 3）散熱器上的排氣閥應(yīng)裝在何處？（散熱器上的排氣閥應(yīng)裝在何處？（見下頁見下頁 ）（4 4）最不利管路的平均比摩阻計算公式（？）最不利管路的平均比摩阻計算公式（？）School of Civil Engineering Dalian Unive

9、rsity of Technology, China（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點蒸氣在散熱器內(nèi)蒸氣在散熱器內(nèi)凝結(jié)示意圖凝結(jié)示意圖1、積氣分析、積氣分析2、三個圖分別對應(yīng)、三個圖分別對應(yīng)哪幾種情況？哪幾種情況？（1 1）蒸氣流量正好）蒸氣流量正好等于熱負荷；等于熱負荷；（2 2）蒸氣流量大于）蒸氣流量大于熱負荷；熱負荷；（3 3）蒸氣流量小于）蒸氣流量小于熱負荷；熱負荷；（4 4）凝結(jié)水排除不）凝結(jié)水排除不暢暢School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China（二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)

10、計要點二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點（5 5）可在每根立管或支管上設(shè)疏水器）可在每根立管或支管上設(shè)疏水器（6 6）注意防止凝水泵發(fā)生氣蝕，其吸入口應(yīng)在）注意防止凝水泵發(fā)生氣蝕，其吸入口應(yīng)在水箱最低水位以下水箱最低水位以下（7 7）蒸汽管或凝水管過門做法）蒸汽管或凝水管過門做法（見教材）注意（見教材）注意排氣排氣濕式凝結(jié)水管濕式凝結(jié)水管干式凝結(jié)水管干式凝結(jié)水管或蒸氣管或蒸氣管對應(yīng)：對應(yīng)：空氣管、空氣管、繞行管、繞行管、排污放水絲堵、排污放水絲堵、排氣閥排氣閥School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China（二）低壓

11、蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點二）低壓蒸汽采暖系統(tǒng)設(shè)計要點（8 8）設(shè)法減輕設(shè)法減輕“水擊水擊”現(xiàn)象（圖見下面幾頁）現(xiàn)象（圖見下面幾頁）水平供汽管有足夠坡度，并盡可能使汽水同向流動水平供汽管有足夠坡度，并盡可能使汽水同向流動，此時坡度，此時坡度i 0.002散熱器支管坡度散熱器支管坡度i 0.010.02蒸汽干管向上拐彎處，要設(shè)疏水器或水封蒸汽干管向上拐彎處，要設(shè)疏水器或水封（9 9）凝水管（干式、濕式重力回水）管徑可查表得到凝水管（干式、濕式重力回水）管徑可查表得到（1010）蒸汽管內(nèi)流速不能過大，見表蒸汽管內(nèi)流速不能過大，見表(P81)(1430m/s)(P81)(1430m/s)School of

12、 Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaCauses of Water HammerHEAT LOSSWET STEAMFROM BOILERSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaSources Of Water Hammer School of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaSources Of Water Hammer School of Ci

13、vil Engineering Dalian University of Technology, ChinaWater Hammer Formation HIGHVELOCITYSTEAMSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, China30 m/s (100ft/s)WET STEAMCondensate Collection PointSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, China30 m/s (100ft/s)BLOWVA

14、LVEWET STEAMCondensate Collection PointSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaCondensate Collection PointsEvery 30 to 50 metres(100 to 150 feet)Bottom of large rises Beforevalves Bottom of large fallsEnd of lineSTEAMSchool of Civil Engineering Dalian University of Technolo

15、gy, China五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用（一）加熱空氣（一）加熱空氣暖風機、大門空氣幕、空調(diào)機組、新暖風機、大門空氣幕、空調(diào)機組、新風機組等空氣處理設(shè)備中加熱空氣風機組等空氣處理設(shè)備中加熱空氣北方地區(qū)要注意換熱器安裝，以防停止工作時北方地區(qū)要注意換熱器安裝，以防停止工作時換熱器凍結(jié)（肋片管處于垂直狀況）換熱器凍結(jié)（肋片管處于垂直狀況） 蒸汽入口裝壓力表和調(diào)節(jié)閥蒸汽入口裝壓力表和調(diào)節(jié)閥 蒸汽出口裝疏水器蒸汽出口裝疏水器 注意蒸汽管路的串、并聯(lián)注意蒸汽管路的串、并聯(lián)School of Civil Engineering Dalian University of

16、 Technology, China蒸汽加熱器KL型鋁制翅片管空氣熱交換器School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用（二）加熱水（二）加熱水全水系統(tǒng)、空氣全水系統(tǒng)、空氣水系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)中所水系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)中所用的熱水都可以用蒸汽來加熱用的熱水都可以用蒸汽來加熱 汽動加熱器School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用五、蒸汽在通

17、風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用（三）加濕空氣（三）加濕空氣干蒸汽加濕屬于哪種空氣處理過程？（為什干蒸汽加濕屬于哪種空氣處理過程？（為什么？）么？）干蒸汽加濕的特點：干蒸汽加濕的特點：P一般為一般為0.020.4MPa加濕迅速、均勻、穩(wěn)定、效率高加濕迅速、均勻、穩(wěn)定、效率高 不帶水滴或細菌不帶水滴或細菌節(jié)能節(jié)能布置方便布置方便School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China有單蒸汽分配管和多蒸汽分配管系列, 利用蒸汽潛熱將分配套管加熱，確保分配套管中噴出的是純的干蒸汽，即不夾帶凝水的蒸汽。凝水從分離器底部排出，通過輸水閥流入

18、凝水收集槽，重新返回鍋爐使用加濕器材料為304號不銹鋼加濕量為0-1456kg/h可配開/關(guān)型電磁閥或電動控制閥 School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用五、蒸汽在通風空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用（四）用于吸收式制冷（四）用于吸收式制冷用溴化鋰做工質(zhì)有：用溴化鋰做工質(zhì)有：1）單效溴化鋰吸收式制冷機）單效溴化鋰吸收式制冷機蒸汽壓力蒸汽壓力P=0.020.1MPa2）雙效溴化鋰吸收式制冷機）雙效溴化鋰吸收式制冷機蒸汽壓力蒸汽壓力P=0.60.8MPa效率比單效高效率比單效高6070%!注意

19、注意：它們的一次能源利用效率均不如電制冷：它們的一次能源利用效率均不如電制冷機；機；吸收式制冷機的優(yōu)勢在于它可以利用廢熱資源吸收式制冷機的優(yōu)勢在于它可以利用廢熱資源School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備1、疏水器、疏水器A、按作用原理不同，分三類：、按作用原理不同，分三類：（1）機械型）機械型 靠凝結(jié)水液位變化疏水靠凝結(jié)水液位變化疏水吊桶式、浮筒式、浮球式吊桶式、浮筒式、浮球式鐘型浮子式鐘型浮子式自由浮球式自由浮球式自由浮

20、子式自由浮子式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China 倒吊桶式疏水閥的工作原理倒吊桶式疏水閥的工作原理 排 氣 孔 冷冷 凝凝 水水 到到 達達 疏疏 水水 閥閥 在在 內(nèi)內(nèi) 部部 形形 成成 水水 封封. . 桶桶 下下 沉沉, , 打打 開開 閥閥, , 冷冷 凝凝 水水 沿沿 著著 桶桶 流流 出出 疏疏 水水 閥閥. . 蒸蒸 汽汽 進進 入入 桶桶 內(nèi)內(nèi), , 桶桶 浮浮 起起, , 關(guān)關(guān) 閉閉 閥閥 門門. . 桶桶 內(nèi)內(nèi) 的的 蒸蒸 汽汽 冷冷 凝凝 并并 從從 排排 氣氣 孔孔 流流

21、出出. . 桶桶 的的 重重 量量 使使 閥閥 門門 再再 次次 打打 開開, , 循循 環(huán)環(huán) 開開 始始 重重 復復. . 排排 氣氣 孔孔 使使 空空 氣氣 進進 入入 疏疏 水水 閥閥 的的 頂頂 部部. . 排排 氣氣 孔孔 不不 能能 太太 大大, , 因因 此此 排排 氣氣 慢慢, , 通通 常常 需需 要要 單單 獨獨 的的 排排 氣氣 閥閥. .School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China優(yōu)點優(yōu)點:正常工作時,漏氣量??；能排除飽和溫度的凝水；阻力較小缺點：缺點：體積大；排量??；活動部件多，噪

22、聲大，易沉渣結(jié)垢，維修量大School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備（2）熱動力型）熱動力型靠蒸氣與凝結(jié)水流動時熱動力特性不同工作靠蒸氣與凝結(jié)水流動時熱動力特性不同工作熱動力式、脈沖式熱動力式、脈沖式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China 熱動力式疏水閥的工作原理熱動力式疏水閥的工作原理1234啟啟 動動 時時, 進進 口口 壓壓 力力 使使 碟碟 片片 升升 起起, 空空

23、 氣氣 和和 冷冷 態(tài)態(tài) 冷冷 凝凝 水水 通通 過過. 當當 熱熱 的的 冷冷 凝凝 水或蒸水或蒸汽通汽通 過過 疏疏 水水 閥閥 時時, 由由 于于 壓壓 力力 降降 產(chǎn)產(chǎn) 生生 二二 次次 蒸蒸 汽汽, 在在 碟碟 片片 下下 方方 產(chǎn)產(chǎn) 生生 低低 壓壓, 使使 碟碟 片片 向向 閥閥 座座 移移 動動同同 時時 二二 次次 蒸蒸 汽汽 在在 碟碟 片片 上上 方方 積積 聚聚, 式式 碟碟 片片 下下 閥閥 座座 移移 動動, 關(guān)關(guān) 閉閉 疏疏 水水 閥閥.由由 于于 閥閥 蓋蓋 的的 散散 熱熱, 碟碟 片片 上上 方方 的的 二二 次次 蒸蒸 汽汽 冷冷 凝凝. 碟碟 片片 升升

24、 起起, 循循 環(huán)環(huán) 重重 復復.School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備優(yōu)點優(yōu)點:排水能力大；自身帶過濾器；有止回閥作用；體積小，重量輕；結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便缺點：缺點：周期性漏氣；只能水平安裝；在凝結(jié)水量較小或前后壓差過小時，會連續(xù)漏氣；周圍環(huán)境溫度過高時，閥片不易打開，排水量減少School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備（3）熱

25、靜力型）熱靜力型 靠疏水器內(nèi)凝結(jié)水溫度的變化來排水阻汽靠疏水器內(nèi)凝結(jié)水溫度的變化來排水阻汽 波紋管式、雙金屬片式波紋管式、雙金屬片式正常工組時，排出的凝結(jié)水為過冷狀態(tài)，不再出現(xiàn)二次氣化正常工組時，排出的凝結(jié)水為過冷狀態(tài)，不再出現(xiàn)二次氣化School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備1、疏水器疏水器B、疏水器選擇疏水器選擇thdeMKMdeMthM疏水器設(shè)計排水量，疏水器設(shè)計排水量，Kg/h；疏水器理論排水量，疏水器理論排水量，Kg

26、/h；K K 疏水器選擇倍率，一般為疏水器選擇倍率，一般為24，詳見，詳見P88School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備（一）排除凝結(jié)水設(shè)備C、疏水器與管路連接方式疏水器與管路連接方式一般蒸汽供暖系統(tǒng)可不設(shè)旁通一般蒸汽供暖系統(tǒng)可不設(shè)旁通請問：圖中各閥門的作用如何？請問：圖中各閥門的作用如何？School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、

27、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備疏水器并聯(lián)疏水器并聯(lián)School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備 帶旁通管的單個疏水器連接帶旁通管的單個疏水器連接 請問：請問：旁通管的作用是什么？旁通管的作用是什么？1）系統(tǒng)啟動時排除凝結(jié)水和空氣）系統(tǒng)啟動時排除凝結(jié)水和空氣2）檢修疏水器時不中斷供汽）檢修疏水器時不中斷供汽School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備旁通管也可以垂直連接旁通管也可以垂直連接School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備六、蒸汽系統(tǒng)專用設(shè)備并聯(lián)的疏水器帶旁通管并聯(lián)的疏水器帶旁通管