單元 集中供熱系統(tǒng)

單元集中供熱系統(tǒng)第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月單元8集中供熱系統(tǒng)【知識目標(biāo)】1.掌握集中供熱系統(tǒng)熱媒特點(diǎn)、熱媒參數(shù)的確定方法；2.掌握集中供熱系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)形式、特點(diǎn)；3.了解其它熱源系統(tǒng)的基本原理、特點(diǎn)；4.掌握熱水、蒸汽供熱系統(tǒng)與供熱管網(wǎng)的連接方式、適用場合；5.熟悉凝結(jié)水回收系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)形式及適用場合?！灸芰δ繕?biāo)】1.能夠進(jìn)行集中供熱系統(tǒng)熱媒種類及參數(shù)的選擇；2.會進(jìn)行熱水、蒸汽采暖熱用戶與供熱管網(wǎng)的連接方式的確定；3.會進(jìn)行凝結(jié)水回收系統(tǒng)選擇。第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定課題2熱水供熱系統(tǒng)課題3蒸汽供熱系統(tǒng)123第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定集中供熱是以集中熱源所產(chǎn)生的熱水或蒸汽作為熱媒，通過熱網(wǎng)向一個(gè)城鎮(zhèn)或較大區(qū)域的生產(chǎn)、采暖和生活熱用戶供熱的方式。集中供熱具有熱負(fù)荷多、熱源規(guī)模大、熱效率高、節(jié)約燃料和勞動(dòng)力、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)。集中供熱系統(tǒng)，可按下列方式分類：（1）根據(jù)熱媒不同，可分為：熱水供熱系統(tǒng)和蒸汽供熱系統(tǒng)；（2）根據(jù)供熱管道的不同，可分為：單管制、雙管制和多管制的供熱系統(tǒng)。（3）根據(jù)熱源不同，主要有熱電廠供熱系統(tǒng)；區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)；利用工業(yè)余熱的供熱系統(tǒng)；以核能、太陽能、地?zé)崮艿茸鳛闊嵩吹墓嵯到y(tǒng)。8.1.1集中供熱系統(tǒng)的定義第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月按熱源形式的不同，可分為以下種類：(1)區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)

1）區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)，其組成如圖8-1所示。8.1.2集中供熱系統(tǒng)的形式圖8-1區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)示意圖1-熱水鍋爐；2-循環(huán)水泵；3-除污器；4-壓力調(diào)節(jié)閥；5-補(bǔ)給水泵；6-補(bǔ)充水處理裝置；7-采暖散熱器；8-生活熱水加熱器；9-水龍頭課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月2）區(qū)域蒸汽鍋爐房供熱系統(tǒng)，其組成如圖8-2所示。

圖8-2區(qū)域蒸汽鍋爐房集中供熱系統(tǒng)示意圖(a)室內(nèi)采暖系統(tǒng)；(b)通風(fēng)系統(tǒng)；(c)熱水供應(yīng)系統(tǒng)；(d)生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)1-蒸汽鍋爐；2-蒸汽干管；3-疏永器；4-凝水干管；5-凝結(jié)水箱；6-鍋爐給水泵課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)熱電廠供熱系統(tǒng)熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠，在熱電廠中高溫高壓蒸汽首先在汽輪機(jī)中膨脹作功,轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)基軸上的機(jī)械能,再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變化成電能。汽輪機(jī)中的乏汽供給熱用戶，然后在用戶處放出汽化潛熱，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送回鍋爐。避免了蒸汽直接進(jìn)入凝汽器而引起的熱量損失，提高了熱能利用率。根據(jù)熱電廠供熱汽輪機(jī)的不同，可分為背壓式汽輪機(jī)和抽汽式汽輪機(jī)等。課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)其它熱源供熱系統(tǒng)除了上述介紹的熱電廠與區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)外，還可以利用工業(yè)余熱、核能和地?zé)岬饶茉葱问阶鳛橄到y(tǒng)的熱源，以節(jié)約在供熱系統(tǒng)中對一次能源的消耗。

1）工業(yè)余熱

工業(yè)余熱是指工業(yè)生產(chǎn)過程的產(chǎn)品和排放物料所含的熱或設(shè)備的散熱。

2）核能供熱系統(tǒng)

核能是指核裂變產(chǎn)生的能量，以這種能量為熱源的城市集中供熱稱為核能供熱。

3）地?zé)崴?/p>

地?zé)崮芫哂刑N(yùn)藏量豐富、相比于火力及核能發(fā)電要安全、污染較少、地?zé)崮茈娬镜娜昀寐矢?、?jié)省礦物燃料等優(yōu)點(diǎn)。課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月集中供熱系統(tǒng)熱媒主要有熱水和蒸汽兩種，其供熱參數(shù)及運(yùn)行方式是由熱電廠、熱網(wǎng)、熱用戶的條件、特性和要求所決定的。（1）供熱介質(zhì)比較：熱水的主要優(yōu)點(diǎn)：

1）熱水介質(zhì)熱能效率高。

2）調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)室外空氣溫度進(jìn)行熱水溫度調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能、保證室內(nèi)采暖溫度、滿足衛(wèi)生要求的目的；

3）熱水采暖系統(tǒng)的蓄熱能力高，熱穩(wěn)定性好；

4）輸送距離長。一般可達(dá)5～lOkm，甚至達(dá)到15～20km；

5）熱損失小。8.1.3集中供熱系統(tǒng)熱媒種類及參數(shù)的確定課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽的主要優(yōu)點(diǎn)：

1）可以滿足多種熱用戶的需要，適用面廣；

2）蒸汽介質(zhì)的輸送靠自身壓力，不用循環(huán)泵，不用耗電。輸送凝結(jié)水所耗的電能較供熱管網(wǎng)輸送網(wǎng)路循環(huán)水所耗的電能少得多；

3）蒸汽的密度小，使用和輸送過程中不用考慮靜壓；

4）使用蒸汽介質(zhì)，熱用戶的散熱器或熱交換器中，因溫度和傳熱系數(shù)都比水高，所以散熱設(shè)備的面積可減小，設(shè)備投資費(fèi)用降低。課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)供熱介質(zhì)的選擇

對熱電廠供熱系統(tǒng)，可以利用低位熱能的熱用戶（如采暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)等），應(yīng)首先考慮以熱水作為熱媒。對于生產(chǎn)工藝的熱用戶，通常以蒸汽作為熱媒。對民用建筑物，采暖、通風(fēng)、空調(diào)及生活熱水供熱的城市熱網(wǎng)宜采用熱水作為其供熱介質(zhì)。對既有生產(chǎn)工藝，又有采暖、通風(fēng)等熱負(fù)荷的城市熱網(wǎng)供熱介質(zhì)的確定原則為：

1）當(dāng)生產(chǎn)工藝為主要熱負(fù)荷，采暖用熱量不大，并且采暖時(shí)間又不長時(shí)，應(yīng)采用蒸汽作為供熱介質(zhì)；

2）當(dāng)以水為供熱介質(zhì)能夠滿足生產(chǎn)工藝需要(包括在用戶處轉(zhuǎn)換為蒸汽)，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，宜采用熱水作為供熱介質(zhì)；

3）當(dāng)采暖、通風(fēng)等熱負(fù)荷為主要熱負(fù)荷，生產(chǎn)工藝又必須采用蒸汽供熱，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理時(shí)，可采用熱水和蒸汽兩種供熱介質(zhì)。課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)供熱熱媒參數(shù)的選擇熱水熱力網(wǎng)最佳設(shè)計(jì)供、回水溫度，應(yīng)結(jié)合具體工程條件，考慮熱源、管網(wǎng)、用戶內(nèi)系統(tǒng)等方面的因素，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。當(dāng)不具備確定最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較條件時(shí)，熱水供、回水溫度可按以下原則確定：

1）以熱電廠為熱源時(shí)，設(shè)計(jì)供水溫度可取用110～150℃，回水溫度可取70～80℃或更低一些；

2）以區(qū)域熱水鍋爐房為熱源，當(dāng)供熱規(guī)模較小時(shí)，通常采用的供、回水溫度為95／70℃或80／60℃的水溫；當(dāng)供熱規(guī)模較大時(shí)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可采用110／70℃、130／70℃、150／80℃等高溫水作為供熱介質(zhì)。課題1集中供熱系統(tǒng)方案的確定第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月在熱水供熱系統(tǒng)中，根據(jù)熱網(wǎng)循環(huán)水是否被直接取出，用于生產(chǎn)或熱水供應(yīng)系統(tǒng)，可分為閉式熱水供熱系統(tǒng)和開式熱水供熱系統(tǒng)。在閉式熱水供熱系統(tǒng)中，作為熱媒的熱網(wǎng)循環(huán)水，沿?zé)峋W(wǎng)供水管輸送到各個(gè)熱用戶，在熱用戶系統(tǒng)的用熱設(shè)備內(nèi)放出熱量后，沿?zé)峋W(wǎng)回水管返回?zé)嵩?。閉式熱網(wǎng)只供應(yīng)用戶所需熱量，水作為供熱介質(zhì)不被取出，我們可認(rèn)為系統(tǒng)的流量是不變的，但實(shí)際上熱媒通過閥門、水泵軸承、補(bǔ)償器（套筒或膨脹節(jié)）以及其它不嚴(yán)密處時(shí)，總會向外部泄漏少量循環(huán)水，使系統(tǒng)循環(huán)水流量減少。在正常情況下，系統(tǒng)的泄漏水量一般不超過系統(tǒng)總?cè)菟康?%，泄漏的水靠補(bǔ)水裝置來補(bǔ)充。閉式雙管（由一條供水管和一條回水管組成）熱水供熱系統(tǒng)是我國目前應(yīng)用最廣泛的一種供熱系統(tǒng)形式。圖8-3所示為雙管閉式熱水供熱系統(tǒng)示意圖。課題2熱水供熱系統(tǒng)第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-3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)設(shè)水噴射器的直接連接；c)設(shè)混合水泵的直接連接；d)供暖熱用戶與熱網(wǎng)的間接連接；e)通風(fēng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接；f)無儲水箱的連接方式；g)裝設(shè)上部儲水箱的連接方式；h)裝置容積式換熱器的連接方式；i)裝設(shè)下部儲水箱的連接方式l-熱源的加熱裝置；2-網(wǎng)路循環(huán)水泵；3-補(bǔ)給水泵；4-補(bǔ)給水壓力調(diào)節(jié)器；5-散熱器；6-水噴射器；7-混合水泵；8-表面式水-水換熱器；9-采暖熱用戶系統(tǒng)的循環(huán)水泵；10-膨脹水箱；11-空氣加熱器；12-溫度調(diào)節(jié)器；13-水-水換熱器；14-儲水箱；15-容積式換熱器；16-下部儲水箱；17-熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)水泵；18-熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)管路課題2熱水供熱系統(tǒng)第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）直接連接

直接連接是用戶系統(tǒng)直接連接于熱水網(wǎng)路上。

1）無混合裝置的直接連接(圖8-3a)

2）裝水噴射器的直接連接(圖8-3b)

3）設(shè)混合水泵的直接連接(圖8-3c)課題2熱水供熱系統(tǒng)第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)間接連接間接連接方式是在采暖系統(tǒng)熱用戶入口處設(shè)置表面式水-水換熱器(或在熱力站處設(shè)置擔(dān)負(fù)該區(qū)采暖熱負(fù)荷的表面式水-水換熱器)，用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路被表面式水-水換熱器隔離，形成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。用戶與管網(wǎng)水力工況不發(fā)生直接聯(lián)系的連接方式稱為間接連接，如圖8-3d。間接連接系統(tǒng)的工作方式是：熱網(wǎng)供水管的熱水進(jìn)入設(shè)置在建筑物用戶引入口或熱力站的表面式水-水換熱器內(nèi)，采暖系統(tǒng)熱用戶的循環(huán)水也進(jìn)入表面式水-水換熱器，二者通過換熱器的表面進(jìn)行熱量交換，冷卻后的熱網(wǎng)回水返回?zé)峋W(wǎng)回水管去，被加熱的采暖系統(tǒng)熱用戶的循環(huán)水由熱用戶系統(tǒng)的循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)循環(huán)流動(dòng)。課題2熱水供熱系統(tǒng)第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）通風(fēng)系統(tǒng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接通風(fēng)系統(tǒng)中加熱空氣的設(shè)備的承壓能力較高，對熱媒參數(shù)也無嚴(yán)格限制，因此用戶通風(fēng)系統(tǒng)與熱水供熱管網(wǎng)的連接，通常采用簡單的直接連接，如圖8-3e所示。（4）熱水供應(yīng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接1）無儲水箱的連接方式(圖8-3f)2）裝設(shè)上部儲水箱的連接方式(圖8-3g)3）裝設(shè)容積式換熱器的連接方式(圖8-3h)4）裝設(shè)下部儲水箱的連接方式（圖8-3i）課題2熱水供熱系統(tǒng)第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽供熱管網(wǎng)與熱用戶的連接方式有直接連接和間接連接兩大類。蒸汽熱力網(wǎng)的蒸汽管道，可采用單管式（同一蒸汽壓力參數(shù)）、雙管式（兩種蒸汽壓力參數(shù)）或多管式（不同蒸汽壓力參數(shù)），凝結(jié)水可采用回收或不回收的方式進(jìn)行。當(dāng)各用戶之間所需蒸汽參數(shù)相差不大，或季節(jié)性負(fù)荷占總負(fù)荷比例不大時(shí)，一般都采用一根蒸汽管道供汽，這樣最經(jīng)濟(jì)，也比較可靠，采用的比較普遍。當(dāng)用戶間所需蒸汽參數(shù)相差較大，或季節(jié)性負(fù)荷較大時(shí)，可以采用雙管或多管。課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-4為蒸汽供熱系統(tǒng)示意圖。鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)，經(jīng)熱用戶放熱后產(chǎn)生凝水，經(jīng)凝結(jié)水管網(wǎng)返回?zé)嵩刺幍目偰Y(jié)水箱，經(jīng)鍋爐給水泵加壓進(jìn)入鍋爐重新加熱變成蒸汽。圖8-4a為生產(chǎn)工藝熱用戶與蒸汽網(wǎng)路連接方式示意圖。圖8-4b為蒸汽采暖用戶系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路的連接方式示意圖。圖8-4c是熱水采暖用戶系統(tǒng)與蒸汽供熱系統(tǒng)采用蒸汽-水換熱器的連接圖。圖8-4d是采用蒸汽噴射裝置的直接連接方式。圖8-4e是通風(fēng)系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路系統(tǒng)采用直接連接方式。熱水供應(yīng)系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路的連接方式，見圖8-4f、圖8-4g、圖8-4h。8.3.1熱用戶與蒸汽網(wǎng)路的連接方式課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-4蒸汽供熱系統(tǒng)示意圖a)生產(chǎn)工藝熱用戶與蒸汽管網(wǎng)連接圖；b)蒸汽供暖用戶系統(tǒng)與蒸汽管網(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(fēng)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(yīng)圖示；g)采用容積式加熱器的熱水供應(yīng)圖式；h)無儲水箱的熱水供應(yīng)圖式l-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-采暖系統(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(yīng)系統(tǒng)的蒸汽-水換熱器課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽在用熱設(shè)備內(nèi)放熱凝結(jié)后，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管道返回?zé)嵩吹墓苈废到y(tǒng)及其設(shè)備組成的整個(gè)系統(tǒng)，稱為凝結(jié)水回收系統(tǒng)。按驅(qū)使凝水流動(dòng)的動(dòng)力不同，可分為重力回水、余壓回水和機(jī)械回水等。凝結(jié)水依靠自身重力，利用凝水位能差或管線坡度，流回鍋爐房的，稱為重力回水系統(tǒng)；凝結(jié)水依靠疏水器的剩余壓力返回鍋爐房的，稱為余壓回水系統(tǒng)；當(dāng)凝結(jié)水先流入用戶（或凝結(jié)水泵分站）凝結(jié)水箱，再通過水泵加壓返回鍋爐房總凝結(jié)水箱的，稱為加壓回水（或機(jī)械回水）系統(tǒng)。課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月凝結(jié)水回收系統(tǒng)與大氣相通的，為開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)；凝結(jié)水回收系統(tǒng)不與大氣相通的，為閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)。按凝水的流動(dòng)方式不同，凝結(jié)水回收系統(tǒng)可分為單相流和兩相流兩大類，單相流又可分為滿管流和非滿管流兩種。滿管流是指凝水靠水泵動(dòng)力或位能差，充滿整個(gè)管道截面，呈有壓流動(dòng)的流動(dòng)形式；非滿管流是指凝水并不充滿整個(gè)管道斷面，靠管路坡度流動(dòng)的流動(dòng)方式。課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）非滿管流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)(低壓自流式系統(tǒng))工廠內(nèi)各車間的低壓蒸汽采暖的凝結(jié)水經(jīng)疏水器或不經(jīng)過疏水器，依靠重力，通過坡向凝結(jié)水箱的凝結(jié)水管自流返回凝結(jié)水箱，如圖8-5所示。圖8-5低壓自流式凝結(jié)水回收系統(tǒng)課題3蒸汽供熱系統(tǒng)第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）兩相流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)(余壓回水系統(tǒng))工廠內(nèi)各用汽點(diǎn)的高壓蒸