第七講 輻射采暖

第七講

輻射采暖重點(diǎn)與難點(diǎn)：低溫?zé)崴膳到y(tǒng)電熱膜采暖系統(tǒng)一、輻射采暖(供冷)的定義與分類定義：依靠供熱（供冷）部件與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的輻射換熱向房間供熱（冷）的方式，稱為輻射采暖（供冷）。低溫輻射采暖的結(jié)構(gòu)形式是把加熱管(或其他發(fā)熱體)直接埋設(shè)在建筑構(gòu)件內(nèi)而形成散熱面。中溫輻射采暖通常是小鋼板和小管徑的鋼管制成矩形塊狀或帶狀散熱板。燃?xì)饧t外輻射器、電紅外線輻射器等，均為高溫輻射散熱設(shè)備.低溫輻射采暖中溫輻射采噯高溫輻射采暖輻射采暖(當(dāng)輻射表面溫度)小于80℃80℃~200℃大于500℃1.1輻射采暖分類

1.2、輻射采暖的熱媒輻射采暖的熱媒可用熱水、蒸汽、空氣、電和可燃?xì)怏w或液體(如人工煤氣、天然氣、液化石油氣等)。根據(jù)所用熱媒的不同，輻射采暖可分為：低溫?zé)崴剑簾崦剿疁囟鹊陀?00℃(民用建筑的供水溫度不大于60℃)；高溫?zé)崴剑簾崦剿疁囟鹊扔诨蚋哂?00℃：蒸汽式：熱媒為高壓或低壓蒸汽：熱風(fēng)式：以加熱后的空氣作為熱媒；電熱式：以電熱元件加熱特定表面或直接發(fā)熱；燃?xì)馐剑和ㄟ^燃燒可燃?xì)怏w或液體經(jīng)特制的輻射器發(fā)射紅外線。

目前，應(yīng)用量廣的是低溫?zé)崴椛洳膳?.3、輻射板分類（一）按與建筑物的結(jié)合關(guān)系分（二）采暖輻射板按其位置分（三）輻射供暖輻射板原則上也可分為：

整體式、貼附式和懸掛式整體式：埋管式，風(fēng)道式埋管式：將通冷、熱媒的金屬管或塑料管埋在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)。

風(fēng)道式：利用建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的連貫空腔輸送熱媒。貼附式：將輻射板貼附于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)表面。懸掛式：分為單體式和吊棚式。單體輻射板還可串聯(lián)成帶狀輻射板吊在頂棚下，掛在墻上或柱；吊棚式輻射板1.4、輻射供暖的特點(diǎn)1、提高了圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度，人舒適性增加2、輻射采暖同對流采暖相比提高了輻射換熱量的比例，但仍存在對流換熱。但并不一定是輻射熱占絕對優(yōu)勢。各種輻射采暖方式的輻射換熱量在其總換熱量中所占的大致比例是：地面式30~40%，墻面式30~60%，頂面式70~75%——注意：供暖方式并非是以哪種采暖方式占優(yōu)勢而定義3、沿高度方向溫度分布較均勻：4、不占用有效面積與空間，可冬、夏兩用。5、除可應(yīng)用在住宅等一般場合外，尤其適用于高大空間或有潔凈要求的場合，如展廳、大堂、高大廠房、游泳池等。6、節(jié)能——房間氣溫可比對流供暖時(shí)低1~3℃。

——減小了因房間上部溫度較高而產(chǎn)生的無效熱損失?！椛浒迕娣e大于散熱器等明裝散熱設(shè)備的表面積，故對于相同的熱負(fù)荷，輻射散熱表面的溫度可大幅度降低，因此可采用較低溫度的熱媒，如地?zé)崴崞鞑膳厮?，熱泵低溫?zé)崴?、施工方面：——與結(jié)構(gòu)同時(shí)安裝，易影響施工進(jìn)度?！笛b塑料類管材，有特殊的安裝工藝要求，在確保施工質(zhì)量外，還要適當(dāng)做出標(biāo)記，以免用戶無意中破壞：☆有用戶釘?shù)匕鍟r(shí)，無意中扎壞了暗裝的采暖塑料管?！钣袀€(gè)別初期工程使用中，出現(xiàn)漏水，需扒掉重做。8、埋管材質(zhì)多為塑料類管材，價(jià)格偏高。9、整體式輻射板熱惰性較大，啟動(dòng)時(shí)間長，但在間歇供暖中，這又成為優(yōu)點(diǎn)。10、層高略有增加，地面荷載增加，需給結(jié)構(gòu)提出，造價(jià)有所增加。二、低溫輻射采暖

低溫輻射采暖的散熱面是與建筑構(gòu)件合為一體的，根據(jù)其安裝位置分為頂棚式、地板式、墻壁式、踢腳板式等；根據(jù)其構(gòu)造分為埋管式、風(fēng)槽式或組合式。低溫輻射采暖系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)見表8—2。

采暖輻射板的加熱管加熱管的型式與板的位置，尺寸和類型有關(guān)。1、窗下采暖輻射加熱管2、踢腳板式采暖輻射板3、墻面采暖輻射板4、地面采暖輻射板樓板結(jié)構(gòu)層(或其他結(jié)構(gòu)層)、保溫層、細(xì)石混凝土層、砂漿找平層和地面層等組成保溫層

25mm結(jié)構(gòu)層細(xì)石混凝土層

50mm找平層地面層加熱管材膨脹縫塑料卡釘?shù)孛孑椛涔┡慕Y(jié)構(gòu)：密度≥20kg／m3的自熄型聚苯乙烯泡沫板

50mm設(shè)置保溫層，鋪設(shè)錫箔層電熱爐為熱源毛細(xì)管（PP-R）輻射末端裝置三、低溫輻射電熱膜采暖系統(tǒng)低溫輻射電熱膜供暖是以電力為熱源，以電熱膜為發(fā)熱體，通過紅外電磁波的紅外線將熱量以輻射的方式傳入房間，加熱地面，墻壁，并通過它們將熱量均勻地傳至整個(gè)房間內(nèi)，并以獨(dú)立的溫控裝置控制室內(nèi)溫度。電熱膜種類1、化學(xué)電熱膜2、金屬電熱膜3、稀土電熱膜電熱膜采暖系統(tǒng)的構(gòu)成1、地暖電熱膜加熱器（利用電能發(fā)熱）2、導(dǎo)線管通常用PE管，內(nèi)置通電導(dǎo)線3、溫控器控制、設(shè)定室內(nèi)溫度4、絕熱層用來隔絕熱量散失，保證單項(xiàng)傳熱5、輕鋼龍骨金屬材料，固定在房間頂部的樓板上，用6、石膏板及表面涂層系統(tǒng)的飾面層，起保護(hù)和裝飾作用來固定電熱膜和石膏板四、鍋爐及鍋爐房設(shè)備鍋爐及鍋爐房設(shè)備的任務(wù)，在于安全可靠、經(jīng)濟(jì)有效地把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而將熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水或蒸汽。鍋爐的重要性鍋爐是化工、石化、冶金、輕紡、造紙等行業(yè)的主要?jiǎng)恿肮嵩O(shè)備。除了電力行業(yè)以外，主要應(yīng)用中小型低壓鍋爐。鍋爐燃料以煤為主，約占80%。熱效率低、污染環(huán)境。面臨節(jié)能與環(huán)保兩大課題。Monday,March11,2024414.1鍋爐

一、前言鍋爐由本體設(shè)備、輔助設(shè)備和附件等購成。鍋爐本體設(shè)備由“鍋”和“爐”兩部分組成。鍋爐的用途鍋爐的用途（鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽的用途）：發(fā)電采暖Monday,March11,202443（1）“鍋”指鍋爐的汽水系統(tǒng)，用于盛放工質(zhì)，并接受燃料燃燒放出的熱量，使工質(zhì)由水逐漸被加熱至合乎要求的過熱蒸汽。它主要由汽包（鍋筒）、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、省煤器、過熱器和連接管道等組成。

Monday,March11,202444

鍋內(nèi)設(shè)備汽包：存放工質(zhì)和產(chǎn)生合格要求的飽和蒸汽水冷壁：位于爐膛的四壁，吸收輻射熱，使水受熱蒸發(fā)，保護(hù)爐墻。過熱器：加熱飽和蒸汽至過熱蒸汽，供給高壓缸省煤器：提高鍋爐效率，降低鍋爐的排煙溫度，節(jié)約燃料Monday,March11,202445（2）“爐”即燃燒系統(tǒng)，其任務(wù)是使燃料在其內(nèi)部快速、穩(wěn)定、完全地燃燒，放出熱量，產(chǎn)生高溫火焰和煙氣。燃燒系統(tǒng)主要由爐膛、燃燒器、空氣預(yù)熱器和煙道等組成。

Monday,March11,202446爐內(nèi)設(shè)備爐膛：由水冷壁和爐墻圍成，燃料在爐膛進(jìn)行合理的燃燒燃燒器：安裝在爐墻上面，其作用是將燃料和空氣以一定的速度送入爐膛內(nèi)部，使燃料能夠適時(shí)地著火，并迅速完全地燃燒?？諝忸A(yù)熱器：安裝在鍋爐的最末端，進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。Monday,March11,202447

（3）鍋爐的輔助設(shè)備

給水設(shè)備：包括給水泵、管道閥門等通風(fēng)設(shè)備：送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煙風(fēng)道、煙囪等除塵設(shè)備：分離除去煙氣中的飛灰顆粒，減輕飛灰對環(huán)境的污染和對引風(fēng)機(jī)的磨損。除灰設(shè)備：除去鍋爐底部的大渣和除塵器分離下來的細(xì)灰Monday,March11,202448二、鍋爐的分類1.按鍋爐用途分類

電站鍋爐:

發(fā)電工業(yè)鍋爐:

用于工業(yè)生產(chǎn)中的鍋爐。如化工、冶金、輕紡、造紙等工礦企業(yè)主要?jiǎng)恿肮嵩O(shè)備。熱水鍋爐:

生產(chǎn)的熱水作為取暖、制冷和生活。Monday,March11,202449余熱鍋爐:

利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量來加熱水使之變?yōu)檎羝驘崴脑O(shè)備太陽能鍋爐:

利用太陽能的加熱設(shè)備。電熱鍋爐:

利用電能的蒸汽發(fā)生器。垃圾鍋爐：垃圾的減容、滅菌和資源利用設(shè)備。Monday,March11,2024502.按照鍋爐的容量分類

分為大、中、小型鍋爐，沒有明顯的界線，與時(shí)代或科技生產(chǎn)水平有關(guān)。

目前，發(fā)電鍋爐3000t/h為大鍋爐，在上世紀(jì)80年代，1000t/h為大鍋爐。但工業(yè)鍋爐容量較小，按需安裝，考慮排放達(dá)標(biāo)，集中供汽、供熱水。如熱電廠，發(fā)電、供汽，鍋爐容量為35t/h、75t/h等。Monday,March11,2024513.按照蒸汽的壓力分類

按照鍋爐蒸汽出口壓力分為：低壓鍋爐(P<2.5ＭPa)

中壓鍋爐(P

3.9ＭPa)

高壓鍋爐(P

10.8ＭPa)

超高壓鍋爐(P

14.7ＭPa)

亞臨界壓力鍋爐(P

16.8～18.6ＭPa)

超臨界及超超臨界壓力鍋爐(P

25～40ＭPa)。Monday,March11,2024524.按照工質(zhì)的流動(dòng)方式分類

鍋爐給水經(jīng)過鍋爐受熱面變成蒸汽，水流動(dòng)的動(dòng)力來源分為：●自然循環(huán)鍋爐；●強(qiáng)制循環(huán)鍋爐；●直流鍋爐；●控制循環(huán)鍋爐。

Monday,March11,2024535.按照鍋爐排渣的相態(tài)分類

固態(tài)排渣、液態(tài)排渣（旋風(fēng)爐）。6.鍋爐燃燒室內(nèi)的壓力分類

負(fù)壓燃燒鍋爐和壓力燃燒鍋爐。

一般鍋爐燃燒室內(nèi)為微負(fù)壓。加煤。2.鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)。與皮帶輸送機(jī)類似。3.經(jīng)過預(yù)熱的空氣進(jìn)入風(fēng)倉。與煤混合。煤充分燃燒。4.鏟除灰渣。三、鍋爐的工作過程

①外部工作過程②煙氣向水傳熱

②煙氣向水傳熱1.爐膛4的四周墻面，布置一排水管，俗稱水冷壁（5-11，包括集水箱）。2.高溫?zé)煔馀c水冷壁進(jìn)行強(qiáng)烈的輻射換熱。3.煙氣掠過除渣管19，沖刷蒸汽過熱器16。煙氣掠過脹接在上下鍋筒1-2之間的對流管束3，繼續(xù)向水傳熱。煙氣溫度降低，進(jìn)入省煤器17（給水預(yù)熱器）和空氣預(yù)熱器18。最后排出。③水受熱汽化

2）水循環(huán)：汽鍋也是蒸汽的產(chǎn)生過程。

1）給水：水省煤器汽鍋下降管下集箱水冷壁（上升管）

3）汽水分離（一）、鍋爐容量1．蒸發(fā)量：鍋爐容量(額定蒸發(fā)量)：鍋爐每小時(shí)的最大連續(xù)蒸發(fā)量，簡稱BMCR。De表示，單位：噸/小時(shí)2．額定熱功率：供熱鍋爐在額定參數(shù)(壓力、溫度）和保證一定熱效率下，單位時(shí)間額定產(chǎn)熱量，用Q表示，單位MW。四、鍋爐的特性參數(shù)鍋爐的參數(shù)包括：鍋爐容量、鍋爐蒸汽參數(shù)、給水溫度等，用來說明鍋爐的基本工作特性。3.鍋爐蒸汽參數(shù)：鍋爐過熱器出口處的過熱蒸汽壓力（兆帕）和溫度（℃）。4.給水溫度：省煤器入口處的溫度。不同蒸汽參數(shù)的鍋爐其給水溫度也不相同。（二）、蒸汽（或熱水）參數(shù)1．蒸汽參數(shù)鍋爐出口的額定壓力（表壓）和溫度。壓力符號為P，單位為MPa。溫度符號為t，單位為℃。2．熱水參數(shù)鍋爐出口處熱水的額定壓力（表壓）和溫度及回水溫度。（三）、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率1.鍋爐受熱面煙氣與水（或蒸汽）進(jìn)行熱交換的表面積。在工程上一般以煙氣放熱的一側(cè)為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。用符號H表示，單位為m2。2.受熱面蒸發(fā)率每m2受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，符號D/H；單位kg/m2·h。各受熱面所處的煙氣溫度水平不同，因此受熱面蒸發(fā)率也有很大差異。例如爐內(nèi)輻射受熱面、對流管受熱面之間的蒸發(fā)率差異。（四）、鍋爐熱效率表征鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。每小時(shí)送進(jìn)鍋爐的燃料（全部完全燃燒時(shí)）所能發(fā)出的熱量中有百分之幾被用來產(chǎn)生蒸汽或加熱水，以百分?jǐn)?shù)表示。目前，我國生產(chǎn)的燃煤供熱鍋爐，熱效率為60-85%；燃油、燃?xì)忮仩t，熱效率為85%-92%。（五）、鍋爐的金屬耗率及耗電率1．金屬耗率蒸汽鍋爐產(chǎn)生每噸蒸發(fā)量、或熱水鍋爐產(chǎn)生每噸熱水量所需要的金屬量。目前鍋爐金屬耗率在2-6t/t范圍。2．耗電率蒸汽鍋爐每噸蒸發(fā)量、或熱水鍋爐每噸熱水量所需要的用電量。一般為10kWh/t。（六）、鍋爐型號

鍋爐型號由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。SHL10—1.25/350—WII

第一部分：鍋爐本體形式、燃燒設(shè)備形式或燃燒方式鍋爐容量：額定熱功率SHL10—1.25/350—WII

第一部分：鍋爐本體形式、燃燒設(shè)備形式或燃燒方式鍋爐容量：額定熱功率SHL10—1.25/350—WII

第二部分：介質(zhì)參數(shù)

蒸汽鍋爐：分兩段，第一段表示額定蒸汽壓力；第二段表示過熱蒸汽溫度。對于飽和蒸汽，無斜線和第二段。熱水鍋爐：分三段。第一段表示額定出水壓力；第二段和第三段表示額定出水溫度和額定進(jìn)水溫度。SHL10—1.25/350—WII

第三部分：燃料種類使用大寫漢語拼音代表燃料品種。同時(shí)使用羅馬數(shù)字代表同一燃料品種的不同類別。如果同時(shí)使用幾種燃料，主要燃料放在前面，中間以頓號隔開。SHL10—1.25/350—WII

SHL10-1.25/350-WII

蒸汽鍋爐。雙鍋筒橫置式

鏈條排鍋爐，額定蒸發(fā)量為10t/h，

SHL額定工作壓力為1.25MPa（表壓），出口過熱蒸汽溫度為350℃，燃料使用無煙煤，II類。

W

II鍋爐本體設(shè)備汽鍋：水冷壁、上下鍋筒、連接在上下鍋筒之間的對流管束。爐子：爐膛、鏈條爐排、爐排之下的風(fēng)室。蒸汽過熱器：布置在爐膛出口的眾多蛇形鋼管，是一個(gè)蒸汽加熱器。省煤器：給水預(yù)熱器?？諝忸A(yù)熱器：利用排煙余熱加熱空氣。Monday,March11,202469省煤器

省煤器主要作用降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料由于給水先在省煤器內(nèi)加熱，代替部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面；減少了給水與汽包壁之間的溫差，使汽包熱應(yīng)力降低Monday,March11,202470省煤器分類鋼管式、鑄鐵式(壓力<4MPa)鑄鐵式用在小容量鍋爐非沸騰式、沸騰式非沸騰式省煤器是出口水溫低于飽和溫度沸騰式省煤器是當(dāng)水被加熱到飽和溫度并產(chǎn)生部分蒸汽Monday,March1