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供熱工程,,GONG RE GONG CHENG,,單元8 集中供熱系統(tǒng),單元8 集中供熱系統(tǒng),【知識目標】 1.掌握集中供熱系統(tǒng)熱媒特點、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； 3.了解其它熱源系統(tǒng)的基本原理、特點； 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。 【能力目標】 1.能夠進行集中供熱系統(tǒng)熱媒種類及參數(shù)的選擇； 2.會進行熱水、蒸汽采暖熱用戶與供熱管網(wǎng)的連接方式的確定； 3.會進行凝結(jié)水回收系統(tǒng)選擇。,,,,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),1,2,3,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。集中供熱具有熱負荷多、熱源規(guī)模大、熱效率高、節(jié)約燃料和勞動力、占地面積少等優(yōu)點。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、地熱能等作為熱源的供熱系統(tǒng)。,8.1.1 集中供熱系統(tǒng)的定義,,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-補給水泵； 6-補充水處理裝置；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,,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)通風系統(tǒng)；(c)熱水供應系統(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,,(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中膨脹作功,轉(zhuǎn)化為汽輪機基軸上的機械能,再由發(fā)電機轉(zhuǎn)變化成電能。汽輪機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)熱電廠供熱汽輪機的不同，可分為背壓式汽輪機和抽汽式汽輪機等。,課題1 集中供熱系統(tǒng)方案的確定,,(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、核能和地熱等能源形式作為系統(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）地熱水供熱 地熱能具有蘊藏量豐富、相比于火力及核能發(fā)電要安全、污染較少、地熱能電站的全年利用率高、節(jié)省礦物燃料等優(yōu)點。,課題1 集中供熱系統(tǒng)方案的確定,,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： 1）熱水介質(zhì)熱能效率高。 2）調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)室外空氣溫度進行熱水溫度調(diào)節(jié)，以達到節(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5～lOkm，甚至達到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,,蒸汽的主要優(yōu)點： 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，所以散熱設備的面積可減小，設備投資費用降低。,課題1 集中供熱系統(tǒng)方案的確定,,(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、熱水供應等），應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、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、通風等熱負荷的城市熱網(wǎng)供熱介質(zhì)的確定原則為： 1）當生產(chǎn)工藝為主要熱負荷，采暖用熱量不大，并且采暖時間又不長時，應采用蒸汽作為供熱介質(zhì)； 2）當以水為供熱介質(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)濟合理時，宜采用熱水作為供熱介質(zhì)； 3）當采暖、通風等熱負荷為主要熱負荷，生產(chǎn)工藝又必須采用蒸汽供熱，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較認為合理時，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,,(3)供熱熱媒參數(shù)的選擇 熱水熱力網(wǎng)最佳設計供、回水溫度，應結(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，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。當不具備確定最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟比較條件時，熱水供、回水溫度可按以下原則確定： 1） 以熱電廠為熱源時，設計供水溫度可取用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，當供熱規(guī)模較小時，通常采用的供、回水溫度為95／70℃或80／60℃的水溫；當供熱規(guī)模較大時，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較可采用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,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，沿熱網(wǎng)供水管輸送到各個熱用戶，在熱用戶系統(tǒng)的用熱設備內(nèi)放出熱量后，沿熱網(wǎng)回水管返回熱源。閉式熱網(wǎng)只供應用戶所需熱量，水作為供熱介質(zhì)不被取出，我們可認為系統(tǒng)的流量是不變的，但實際上熱媒通過閥門、水泵軸承、補償器（套筒或膨脹節(jié)）以及其它不嚴密處時，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?%，泄漏的水靠補水裝置來補充。 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),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)設水噴射器的直接連接；c)設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)通風熱用戶與熱網(wǎng)的連接；f)無儲水箱的連接方式； g)裝設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-補給水泵；4-補給水壓力調(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-熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)水泵；18-熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)管路,課題2 熱水供熱系統(tǒng),,（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）設混合水泵的直接連接(圖8-3c),課題2 熱水供熱系統(tǒng),,(2)間接連接 間接連接方式是在采暖系統(tǒng)熱用戶入口處設置表面式水-水換熱器(或在熱力站處設置擔負該區(qū)采暖熱負荷的表面式水-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，形成兩個獨立的系統(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)供水管的熱水進入設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)水也進入表面式水-水換熱器，二者通過換熱器的表面進行熱量交換，冷卻后的熱網(wǎng)回水返回熱網(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)動循環(huán)流動。,課題2 熱水供熱系統(tǒng),,（3）通風系統(tǒng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接 通風系統(tǒng)中加熱空氣的設備的承壓能力較高，對熱媒參數(shù)也無嚴格限制，因此用戶通風系統(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）裝設上部儲水箱的連接方式(圖8-3g) 3）裝設容積式換熱器的連接方式(圖8-3h) 4）裝設下部儲水箱的連接方式 （圖8-3i）,課題2 熱水供熱系統(tǒng),,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行。 當各用戶之間所需蒸汽參數(shù)相差不大，或季節(jié)性負荷占總負荷比例不大時，一般都采用一根蒸汽管道供汽，這樣最經(jīng)濟，也比較可靠，采用的比較普遍。 當用戶間所需蒸汽參數(shù)相差較大，或季節(jié)性負荷較大時，可以采用雙管或多管。,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,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)返回熱源處的總凝結(jié)水箱，經(jīng)鍋爐給水泵加壓進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是通風系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路系統(tǒng)采用直接連接方式。 熱水供應系統(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),,,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,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圖示； g)采用容積式加熱器的熱水供應圖式； h)無儲水箱的熱水供應圖式 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-熱水供應系統(tǒng)的蒸汽-水換熱器,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,蒸汽在用熱設備內(nèi)放熱凝結(jié)后，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管道返回熱源的管路系統(tǒng)及其設備組成的整個系統(tǒng)，稱為凝結(jié)水回收系統(tǒng)。 按驅(qū)使凝水流動的動力不同，可分為重力回水、余壓回水和機械回水等。 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（或機械回水）系統(tǒng)。,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,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力或位能差，充滿整個管道截面，呈有壓流動的流動形式；非滿管流是指凝水并不充滿整個管道斷面，靠管路坡度流動的流動方式。,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,（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),,（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)各用汽點的高壓蒸汽凝結(jié)水，通過疏水器后直接進入室外凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水器后的背壓將凝水送回開式凝結(jié)水箱，由凝結(jié)水泵將凝水送回管網(wǎng)，如圖8-6所示。,圖8-6 余壓回水系統(tǒng),課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,（3）閉式余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng) 工廠內(nèi)各用氣點的高壓蒸汽凝結(jié)水，通過疏水器后直接進入室外凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水器后的背壓將凝水送回閉式凝結(jié)水箱；從凝結(jié)水箱分離出來大量的二次汽和漏汽，通過換熱器，加熱鍋爐房的軟化水或上水，用于熱水供應或生產(chǎn)工藝用水，如圖8-7所示。,圖8-7閉式余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng) 1－車間用熱設備；2-疏水器；3-余壓凝水管；4-閉式凝結(jié)水箱；5-安全水封； 6-凝結(jié)水泵；7-二次汽管道；8-利用二次汽的換熱器；9-壓力調(diào)節(jié)器,課題3 蒸汽供熱系統(tǒng),,本單元系統(tǒng)介紹了集中供熱系統(tǒng)方案的確定、閉式熱水供熱系統(tǒng)、開式熱水供熱系統(tǒng)、蒸汽供熱系統(tǒng)、凝結(jié)水回收系統(tǒng)等基本知識。 通過學習，使同學們掌握集中供熱系統(tǒng)熱媒的特點、熱媒參數(shù)的確定方法；集中供熱系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)形式及特點；熱水、蒸汽供熱系統(tǒng)與供熱管網(wǎng)的連接方式、適用場合；凝結(jié)水回收系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)形式及適用場合；在此基礎(chǔ)上能夠正確進行集中供熱系統(tǒng)熱媒種類及參數(shù)的選擇；會進行熱水、蒸汽采暖熱用戶與供熱管網(wǎng)的連接方式的確定；會進行凝結(jié)水回收系統(tǒng)選擇。,小 結(jié),Thank You!,,