熱水及燃氣供應(yīng)

熱水及燃氣供應(yīng)第6章熱水及燃氣供應(yīng)本章概要通過本章的學習，了解熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式，了解燃氣工程的一般知識，掌握熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)布置與敷設(shè)的要求及熱水量的計算。2024/1/1626.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類熱水供應(yīng)系統(tǒng)按照其供應(yīng)范圍的不同可分為：局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)和區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)。1．局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用小型加熱器（如爐灶、小型蒸汽加熱器、小型燃氣加熱器、小型電加熱器、太陽能熱水器等）在用水場所就地加熱，供局部范圍內(nèi)的一個或幾個用水點使用。該系統(tǒng)設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，造價低，維護方便，一般適用于熱水用水量較小且分散的建筑，如：飲食店、理發(fā)店、診所等。2．集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)利用鍋爐或換熱器等將冷水集中加熱，通過管道輸送至一幢或多幢建筑。該系統(tǒng)加熱設(shè)備集中，便于維修管理，設(shè)備的熱效率較高，但系統(tǒng)較復(fù)雜，初投資較大，適用于熱水用水量大、用水點多且比較集中的建筑，如：醫(yī)院、旅館、住宅、公共浴室等。3．區(qū)域熱水供應(yīng)系統(tǒng)利用熱電廠或區(qū)域鍋爐房集中加熱冷水，通過室外熱水管網(wǎng)向建筑群供應(yīng)熱水。該系統(tǒng)適用于建筑較多且較集中的城鎮(zhèn)住宅區(qū)和大型工業(yè)企業(yè)。2024/1/1636.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式熱水供應(yīng)系統(tǒng)的組成熱水供應(yīng)系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng)、熱水輸送系統(tǒng)和附件三部分組成，如圖6-1所示。2024/1/1646.1熱水供應(yīng)系統(tǒng)的分類、組成和供水方式1．熱媒系統(tǒng)又稱第一循環(huán)系統(tǒng)，包括熱源、水加熱器和熱媒管道。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱媒管送入加熱器將冷水加熱，蒸汽凝結(jié)水靠余壓排入凝結(jié)水池，再經(jīng)凝結(jié)水泵的作用壓入鍋爐重新生成蒸汽，如此循環(huán)完成換熱過程。2．熱水輸送系統(tǒng)又稱第二循環(huán)系統(tǒng)，包括熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)。在加熱器中被加熱到所需溫度的熱水經(jīng)配水管網(wǎng)送到各用水點，消耗的冷水由高位水箱或給水管網(wǎng)補給?；厮⒐?、回水干管使一定量的熱水循環(huán)流回加熱器重新加熱，以補償配水管網(wǎng)的熱損失，保證各配水點處的熱水溫度。3．附件包括各種控制附件和配水附件，如疏水器、補償器、閘閥、配水龍頭等。2024/1/165供水方式1．根據(jù)熱水加熱方式的不同分為（1）直接加熱：利用燃料直接燒鍋爐將水加熱；或利用清潔的熱媒如蒸汽與水混合來加熱水；在燃料缺少、而當?shù)仉娏Τ渥闱矣泄╇姉l件時，也可采用電力加熱水；在太陽能源豐富地區(qū)可采用太陽能加熱水。這些都是一次換熱的直接加熱方式。（2）間接加熱：冷水不與熱媒直接接觸，而是通過加熱器中的傳熱作用來加熱水。如用蒸汽或過熱水、地熱水、廢熱等來加熱水，熱媒放熱后溫度降低，仍可回流到原鍋爐循環(huán)使用，因此熱媒不需要大量補充，既可節(jié)省用水，又可保護鍋爐不生水垢，提高熱效率。間接加熱法適用于要求供水穩(wěn)定、安全、對噪聲要求低的旅館、住宅、醫(yī)院、辦公樓等建筑。2024/1/166供水方式2．根據(jù)設(shè)置循環(huán)管網(wǎng)的方式不同分為（1）全循環(huán)：指熱水干管、熱水立管、熱水支管均設(shè)循環(huán)管，這種系統(tǒng)可使配水管網(wǎng)的任意點都能保證設(shè)計水溫，多用于高級賓館、飯店、高級住宅等。（2）半循環(huán)：僅對局部的干管設(shè)循環(huán)管，只能保證干管的設(shè)計水溫。（3）不循環(huán)：不設(shè)循環(huán)管道，用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)較小、使用要求不高的定時供應(yīng)系統(tǒng)，如：公共浴室、洗衣房等。如圖6-2。2024/1/167供水方式2024/1/168供水方式3．根據(jù)熱水循環(huán)中采用的循環(huán)動力不同分為（1）自然循環(huán)方式：靠水溫的密度差進行循環(huán)。（2）機械循環(huán)方式：設(shè)循環(huán)水泵。4．根據(jù)熱水配水管網(wǎng)水平干管的位置不同分為（1）上行下給式；（2）下行上給式。5．按熱水系統(tǒng)是否通大氣分為（1）開式；（2）閉式。2024/1/1696.2熱水系統(tǒng)的計算熱水用水定額、水溫及水質(zhì)1．熱水用量定額及水溫熱水用水量定額分為生產(chǎn)和生活兩大類。生產(chǎn)用的熱水量定額，按照生產(chǎn)工藝的要求確定。生活用熱水量定額根據(jù)衛(wèi)生器具完善程度和地區(qū)條件，按照表6-1確定；衛(wèi)生器具的一次和小時熱水用量和水溫按照表6-2確定。2024/1/16106.2熱水系統(tǒng)的計算2．熱水水質(zhì)要求熱水供應(yīng)系統(tǒng)中管道、設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢是兩個較普遍的問題，直接影響其使用壽命與投資維修費用。水中溶解氧的含量是腐蝕的主要因素；水垢的形成則主要與水的硬度有關(guān)。我國《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015-2003）中規(guī)定：生活熱水水質(zhì)的衛(wèi)生指標，應(yīng)符合現(xiàn)行的《生活飲用水衛(wèi)生標準》的要求。集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的原水是否要進行軟化處理，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量、水溫、水加熱設(shè)備的構(gòu)造、使用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。2024/1/16116.3熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)的布置和敷設(shè)熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)布置和敷設(shè)的要求基本與室內(nèi)給水管道相同，但應(yīng)注意其不同之處和特殊要求。熱水管道應(yīng)選用耐腐蝕和安裝連接方便、可靠的管材，可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼管、塑料熱水管、塑料和金屬復(fù)合熱水管等。熱水管道系統(tǒng)，應(yīng)有補償管道熱脹冷縮的措施。立管與水平干管連接時，應(yīng)設(shè)乙字彎，以消除伸縮應(yīng)力的影響，如圖6-3所示。2024/1/16126.3熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)的布置和敷設(shè)上行下給式系統(tǒng)配水干管的最高點應(yīng)設(shè)排氣裝置，下行上給式熱水配水系統(tǒng)，可利用最高配水點放氣；系統(tǒng)最低點應(yīng)設(shè)泄水裝置。下行上給式系統(tǒng)設(shè)有循環(huán)管時，其回水立管可在最高配水點以下（約0.5m）與配水立管連接，上行下給式系統(tǒng)可將循環(huán)管道與各立管連接。熱水橫管的坡度不應(yīng)小于0.003，以便放氣和泄水。熱水管穿越建筑物樓板和基礎(chǔ)處應(yīng)加套管，穿越屋面及地下室外墻時應(yīng)加防水套管。2024/1/16136.3熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)的布置和敷設(shè)為了便于調(diào)節(jié)和檢修，在與配水、回水干管連接的分干管、配水立管和回水立管、從立管接出的支管、3個及3個以上配水點的配水支管、與水加熱設(shè)備、水處理設(shè)備、溫度、壓力控制閥件連接處的管段上均應(yīng)按照要求裝設(shè)閥門，并應(yīng)在水加熱器或貯水器的冷水供水管、機械循環(huán)第二循環(huán)回水管、混水器的冷、熱水供水管管段上裝設(shè)止回閥。2024/1/16146.3熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)的布置和敷設(shè)

熱水供應(yīng)管道系統(tǒng)中的加熱設(shè)備、配水干管、機械循環(huán)回水干管和有凍結(jié)可能的自然循環(huán)回水管等應(yīng)采取保溫措施，以減少熱損失。保溫層厚度按經(jīng)濟厚度選用，常用保溫材料有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、玻璃棉、礦渣棉、石棉、硅藻土等。2024/1/16156.4燃氣工程

燃氣的種類和性質(zhì)

燃氣又稱煤氣，根據(jù)其來源不同，主要有人工煤氣、天然氣和液化石油氣三大類。人工煤氣有固體燃料干餾煤氣和固體燃料氣化煤氣、油制氣、高爐煤氣四種。它是將礦物燃料（如煤、重油等）通過熱加工而得到的，其主要成分為氫、一氧化碳及甲烷（CH4）。常用的有干餾煤氣（如焦爐煤氣）和重油裂解氣，其發(fā)熱值較低，但均可滿足作為供應(yīng)城市的人工燃氣的要求（低位發(fā)熱值大于14654kJ/Nm3）。人工燃氣具有強烈的氣味及毒性，容易腐蝕及堵塞管道，因此，使用前必須加以凈化。2024/1/16166.4燃氣工程

天然氣一般可分為四種：從氣井開采出來的氣田氣（或稱為純天然氣、干天然氣）；含石油輕質(zhì)餾分的凝析氣田氣；從井下煤層抽出的煤礦礦井氣；在石油產(chǎn)區(qū)伴隨石油一起開采出來的天然氣中含有石油蒸汽，稱為伴生天然氣。天然氣的主要成分是甲烷，其熱值比人工煤氣高。天然氣是寶貴的化工原料和工業(yè)原料，也是理想的民用燃料。天然氣通常沒有氣味，故在使用時需混入某種無害而有臭味的氣體（如乙硫醇），以便于發(fā)現(xiàn)漏氣，避免發(fā)生中毒或爆炸燃燒事故。2024/1/16176.4燃氣工程

液化石油氣是在開采和煉制石油過程中得到的副產(chǎn)品，它的主要成分是丙烷、丙烯、正（異）丁烷、正（異）丁烯等，熱值最高。在標準狀態(tài)下呈氣態(tài)，而當溫度低于臨界值或壓力升高到某一數(shù)值時轉(zhuǎn)為液態(tài)。

燃氣作為城市的新能源，具有容易點火、便于調(diào)節(jié)計量和控制、燃燒迅速完全、沒有灰渣、清潔衛(wèi)生、燃燒效率高、可以用管道輸送等優(yōu)點。但也有明顯的缺點：首先是具有毒性，人工燃氣中含有一氧化碳、天然氣中含有硫化氫等有毒氣體，在空氣中達到一定程度時，會引起中毒和窒息；其次是爆炸性，當燃氣和空氣混合到一定比例時，遇明火會發(fā)生爆炸。因此，燃氣設(shè)備及管道的設(shè)計、施工和運行必須嚴格遵守相關(guān)規(guī)程。2024/1/1618燃氣管道的分類

燃氣管道根據(jù)用途和輸氣壓力分類。1．根據(jù)用途分類

（1）長距離輸氣管線——干管及支管末端連接城市或大型工業(yè)企業(yè)，作為該供應(yīng)區(qū)的氣源點。

（2）城市燃氣管道1）分配管道（包括街區(qū)和庭院的分配管道）——在供氣地區(qū)將燃氣分配給用戶。2）用戶引入管——將燃氣分配管道引到用戶引入口的總閥門。3）室內(nèi)燃氣管道——由用戶引入口總閥門引入室內(nèi)并分配到每個燃氣用具。2024/1/1619燃氣管道的分類2．根據(jù)輸氣壓力分類燃氣管道漏氣可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒或其他事故，因此其氣密性與其他管道相比，有特別的要求。燃氣管道中的壓力越高，危險性越大。當管道內(nèi)燃氣的壓力不同時，對管道材質(zhì)、安裝質(zhì)量、檢驗標準和運行管理的要求也不同。2024/1/1620燃氣管道的分類我國城市燃氣管道根據(jù)輸氣壓力一般分為：（1）低壓燃氣管道（P<0.01MPa）；（2）中壓B燃氣管道（0.01MPa≤P≤0.2MPa）；（3）中壓A燃氣管道（0.2MPa<P≤0.4MPa）；（4）次高壓B燃氣管道（0.4MPa＜P≤0.8MPa）；（5）次高壓A燃氣管道（0.8MPa＜P≤1.6MPa）；（6）高壓B燃氣管道（1.6MPa＜P≤2.5MPa）；（7）高壓A燃氣管道（2.5MPa＜P≤4.0MPa）。2024/1/16216.4.2燃氣管道的分類

居民和小型公共建筑用戶一般直接由低壓管道供氣。中壓B和中壓A管道必須通過區(qū)域調(diào)壓站或用戶專用調(diào)壓站，才能給城市分配管網(wǎng)中的低壓和中壓管道供氣，或給工業(yè)企業(yè)、大型公共建筑用戶或鍋爐房供氣。

2024/1/1622室內(nèi)燃氣供應(yīng)管道2024/1/1623室內(nèi)燃氣供應(yīng)管道

室內(nèi)燃氣系統(tǒng)的構(gòu)成隨城市燃氣系統(tǒng)的供氣方式不同而有所變化，圖6-4所示是由城市低壓燃氣管道直接供氣的系統(tǒng)，由用戶引入管、立管、水平干管、用戶支管、燃氣計量表、用具連接管和燃氣用具組成。室內(nèi)燃氣管道宜選用鋼管，埋于地下部分應(yīng)涂防腐涂料，明裝時應(yīng)采用熱鍍鋅鋼管。室內(nèi)燃氣供應(yīng)管道室內(nèi)燃氣供應(yīng)管道燃氣引入管不得敷設(shè)在臥室、衛(wèi)生間、易燃易爆品倉庫、有腐蝕性介質(zhì)的房間、發(fā)電間、配電間、變電室、不使用燃氣的空調(diào)機房、通風機房、計算機房、電纜溝、暖氣溝、煙道和進風道、垃圾道等地方。燃氣引入管穿過建筑物基礎(chǔ)、墻或管溝時，均應(yīng)設(shè)置在套管中，并應(yīng)考慮沉降的影響，必要時應(yīng)采取設(shè)軟管接頭等補償措施。2024/1/1625室內(nèi)燃氣供應(yīng)管道室內(nèi)燃氣管道應(yīng)明設(shè)，當穿過樓板、樓梯平臺、墻壁和隔墻、通風不良的吊頂時，必須安裝在套管中。燃氣立管不得敷設(shè)在臥室或衛(wèi)生間內(nèi)。燃氣引入管上、燃氣表前、用氣設(shè)備和燃燒器前、點火器和測壓點前、放散管前管段均應(yīng)設(shè)置閥門。2024/1/1626燃氣計量表和燃氣用具1．燃氣計量表燃氣用戶應(yīng)單獨設(shè)置燃氣表，根據(jù)燃氣的工作壓力、溫度、流量和允許的壓力降（阻力損失）等條件選擇。我國目前常用的是一種干式皮囊燃氣流量表，如圖6-5所示。它適用于室內(nèi)低壓燃氣系統(tǒng)，計量范圍在2.8～260m3/h，配管為左進右出式。燃氣表宜安裝在不燃或難燃結(jié)構(gòu)的室內(nèi)通風良好和便于查表、檢修的地方。住宅內(nèi)高位安裝燃氣表時，表底距地面不宜小于1.4m；當燃氣表安裝在燃氣灶具上方時，燃氣表與燃氣灶的水平凈距不得小于30cm；低位安裝時，表底距地面不得小于10cm。2024/1/1627燃氣表2．燃氣用具（1）廚房燃氣灶廚房燃氣灶是最常用的燃氣用具，它由爐體、工作面及燃燒器三部分組成。有單火眼、雙火眼、多火眼灶，圖6-6為國產(chǎn)JZ-2型焦爐燃氣雙眼灶，其額定流量為1.4m3/h。安裝燃氣灶具的房間凈高不宜低于2.2m,燃氣灶具與墻面的凈距不得低于10cm，當墻面為可燃或難燃材料時，應(yīng)加防火隔熱板。廚房燃氣灶廚房燃氣灶壓電陶瓷點火器脈沖點火器熄火保護裝置規(guī)定，嵌入式燃氣灶必須安裝，保證爐火被外溢的液體澆滅或者被風吹滅時在60秒內(nèi)自動切斷燃氣。燃氣灶，帶熄火保護裝置的雙針頭燃氣灶要比單有點火針頭的灶具貴一兩百元，價格在五六百元以上。2024/1/1635（2）燃氣熱水器燃氣熱水器是一種局部熱水供應(yīng)的加熱設(shè)備，按其構(gòu)造，可分為直流式和容積式。圖6-7所示是一種直流式燃氣熱水器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。容積式燃氣熱水器能貯存一定容積的熱水。燃氣熱水器應(yīng)安裝在通風良好的非居住房間、過道或陽臺內(nèi)。燃氣熱水器燃氣熱水器的工作原理：打開熱水器開關(guān)，冷水進入熱水器，流經(jīng)水量傳感器的時侯，位于水量傳感器外部的集成原器件發(fā)出電子脈沖，燃火用風機啟動，燃氣進入燃燒器，同時點火器讓點火針擦出火花放電而點火，這時分位于燃燒器上部的火焰檢測棒檢測出火焰的信號，經(jīng)過控制電路將熄滅燃燒器指示燈點亮，并使之連續(xù)下去。

選擇燃氣熱水器的控制方式燃氣熱水器出水溫度調(diào)理，主要有兩種控制方式，機械控制及自動恒溫控制。機械控制普通多用于中、低檔產(chǎn)品，主要應(yīng)用于煙道式、強排式及強迫均衡式熱水器，多采用旋鈕調(diào)理，需求用戶調(diào)理熱水流量及燃氣流量，或者固定熱水流量及燃氣流量、由用戶在浴室摻混冷水，控制出熱水溫度。機械控制型熱水器，構(gòu)造簡單、產(chǎn)品價錢較低，適用性強，但運用不夠便當。