《室内蒸汽供热系统》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 第一节:蒸汽作为供热系统热媒的特点第一节:蒸汽作为供热系统热媒的特点第二节:室内蒸汽供暖系统第二节:室内蒸汽供暖系统第三节:室内蒸汽高压供热系统第三节:室内蒸汽高压供热系统第四节:疏水器及其它附属设备第四节:疏水器及其它附属设备第五节:室内低压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题第五节:室内低压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题第六节:室内高压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题第六节:室内高压蒸汽供暖系统管路的水力计算方法和例题5-1 蒸汽作为供热系统热媒的特点蒸汽作为供热系统热媒的特点 蒸汽作为供热(暖)蒸汽作为供热(暖)系统的热媒,应用极
2、为系统的热媒,应用极为普遍。普遍。右图是蒸汽供热的原理右图是蒸汽供热的原理图。蒸汽从热源图。蒸汽从热源1沿蒸汽沿蒸汽管路管路2进入散热设备进入散热设备4,蒸汽凝结放出热量后,蒸汽凝结放出热量后,凝水通过疏水器凝水通过疏水器5再返回再返回热源重新加热。热源重新加热。蒸汽供热原理图蒸汽供热原理图1-热源;热源;2-蒸汽管路;蒸汽管路;3-分水器;分水器;4-散热设备;散热设备;5-疏水器;疏水器;6-凝水管路;凝水管路;7-凝水箱;凝水箱;8-空气管;空气管;9-凝水泵;凝水泵;10-凝水管凝水管 第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 蒸汽作为热媒的特点蒸汽作为热媒的特点l与热水作为供热
3、(暖)系统的热媒相对比,蒸汽具有如与热水作为供热(暖)系统的热媒相对比,蒸汽具有如下一些特点。下一些特点。l1.热水在系统散热设备中,靠其温度降放出热量,而且热水在系统散热设备中,靠其温度降放出热量,而且热水的相态不发生变化。蒸汽在系统散热设备中,靠水热水的相态不发生变化。蒸汽在系统散热设备中,靠水蒸汽凝结成水放出热量,相态发生了变化。蒸汽凝结成水放出热量,相态发生了变化。l 2.热水在封闭系统内循环流动,其状态参数(主要指流热水在封闭系统内循环流动,其状态参数(主要指流量和比容)变化很小。蒸汽和凝水在系统管路内流动时,量和比容)变化很小。蒸汽和凝水在系统管路内流动时,其状态参数变化比较大,还
4、会伴随相态变化。其状态参数变化比较大,还会伴随相态变化。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 l3.在热水供暖系统中,散热设备内热媒温度为在热水供暖系统中,散热设备内热媒温度为热水流进和流出散热设备的平均温度。蒸汽在热水流进和流出散热设备的平均温度。蒸汽在散热设备中定压凝结放热,散热设备的热媒温散热设备中定压凝结放热,散热设备的热媒温度为该压力下的饱和温度。度为该压力下的饱和温度。l4.蒸汽供暖系统中的蒸汽比容,较热水比容大蒸汽供暖系统中的蒸汽比容,较热水比容大得多。所以在蒸汽管道中可以采用高流速。得多。所以在蒸汽管道中可以采用高流速。l5.由于蒸汽具有比容大,密度小的特点,因而由于
5、蒸汽具有比容大,密度小的特点,因而在高层建筑供暖时,不会像热水供暖那样,产在高层建筑供暖时,不会像热水供暖那样,产生很大的水静压力。生很大的水静压力。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 5-2 室内蒸汽供暖系统室内蒸汽供暖系统 一、蒸汽供暖系统分类一、蒸汽供暖系统分类 按供汽压力的大小按供汽压力的大小高压蒸汽供暖高压蒸汽供暖(70kPa)低压蒸汽供暖低压蒸汽供暖(70kPa)真空蒸汽供暖真空蒸汽供暖(低于大气压力(低于大气压力)按蒸汽干管按蒸汽干管布置的不同布置的不同上供式上供式中供式中供式下供式下供式第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 一、蒸汽供暖系统分类一、蒸汽供暖
6、系统分类 按立管的按立管的布置特点布置特点单管式单管式双管式双管式按回水动按回水动力的不同力的不同重力回水重力回水机械回水机械回水第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 二二、低压蒸汽供暖系统的基本型式、低压蒸汽供暖系统的基本型式 图图5-2所示是重力回水低压蒸汽供暖系统示意所示是重力回水低压蒸汽供暖系统示意图。在系统运行前,锅炉充水至图。在系统运行前,锅炉充水至I-I平面。锅炉加平面。锅炉加热后产生的蒸汽,在其自身压力作用下,克服流热后产生的蒸汽,在其自身压力作用下,克服流动阻力,沿供汽管道输进散热器内,并将积聚在动阻力,沿供汽管道输进散热器内,并将积聚在供汽管道和散热器内的空气驱入
7、凝水管,最后,供汽管道和散热器内的空气驱入凝水管,最后,经连接在凝水管末端的经连接在凝水管末端的B点处排出。蒸汽在散热器点处排出。蒸汽在散热器内冷疑放热。凝水靠重力作用沿凝水管路返回锅内冷疑放热。凝水靠重力作用沿凝水管路返回锅炉,重新加热变成蒸汽。炉,重新加热变成蒸汽。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统(a)上供式)上供式(b)下供式)下供式 (a)上供式 (b)下供式 第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 l重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单,无需设置凝水箱和凝重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单,无需设置凝水箱和凝水泵,运行时不消耗电能,宜在小型系统中采用。水泵,运行时不消
8、耗电能,宜在小型系统中采用。l但在供暖系统作用半径较长时,就要采用较高的蒸汽压力才但在供暖系统作用半径较长时,就要采用较高的蒸汽压力才能将蒸汽输送到最远散热器。如仍用重力回水方式,凝水管能将蒸汽输送到最远散热器。如仍用重力回水方式,凝水管里面里面-高度就可能达到甚至超过底层散热器的高度,底高度就可能达到甚至超过底层散热器的高度,底层散热器就会充满凝水、并积聚空气,蒸汽就无法进入,从层散热器就会充满凝水、并积聚空气,蒸汽就无法进入,从而影响散热。而影响散热。l因此,因此,当系统作用半径较大,供汽压力较高(通常供汽表压当系统作用半径较大,供汽压力较高(通常供汽表压力高于力高于20kPa20kPa)
9、时,就都采用机械回水系统。)时,就都采用机械回水系统。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 室内蒸汽供暖室内蒸汽供暖机械回水系统机械回水系统不同于连续循环重力回水系统,机械回水系统是一不同于连续循环重力回水系统,机械回水系统是一个个“断开式断开式”系统。系统。凝水不直接返回锅炉,而首先进入凝水箱。然后再凝水不直接返回锅炉,而首先进入凝水箱。然后再用凝水泵将凝水送回热源重新加热。在低压蒸汽供用凝水泵将凝水送回热源重新加热。在低压蒸汽供暖系统中,凝水箱布置应低于所有散热器和凝水管。暖系统中,凝水箱布置应低于所有散热器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流向下的坡度,使从散进凝水箱的凝水干管
10、应作顺流向下的坡度,使从散热器流出的凝水靠重力自流进入凝水箱。热器流出的凝水靠重力自流进入凝水箱。机械回水系统的最主要优点是扩大了供热范围,因机械回水系统的最主要优点是扩大了供热范围,因而应用最为普通。而应用最为普通。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 图图5-3是机械回水的中供式低压蒸汽供暖系统的示是机械回水的中供式低压蒸汽供暖系统的示意图意图。机械回水低压蒸汽供暖系统示机械回水低压蒸汽供暖系统示 1-低压恒温低压恒温 式疏水器;式疏水器;2-凝水箱;凝水箱;3-空气管;空气管;4-凝水泵凝水泵第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 低压蒸汽供暖系统在设计中应注意的问题:
11、低压蒸汽供暖系统在设计中应注意的问题:1.1.在设计低压蒸汽供暖系统时,一方面尽可能采在设计低压蒸汽供暖系统时,一方面尽可能采用较低的供汽压力,另一方面系统的干式凝用较低的供汽压力,另一方面系统的干式凝水管又与大气相通;因此,散热器内的蒸汽水管又与大气相通;因此,散热器内的蒸汽压力只需比大气压力稍高一点即可,靠剩余压力只需比大气压力稍高一点即可,靠剩余压力以保证蒸汽流入散热器所需的压力损失,压力以保证蒸汽流入散热器所需的压力损失,并靠蒸汽压力将散热器中的空气驱入凝水管。并靠蒸汽压力将散热器中的空气驱入凝水管。2.2.设计时,设计时,散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力
12、通常为常为150015002000Pa2000Pa。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 1.3.当供汽压力符合设计要求时,散热器内充满当供汽压力符合设计要求时,散热器内充满蒸汽。进入的蒸汽量恰能被散热器表面冷凝下来,蒸汽。进入的蒸汽量恰能被散热器表面冷凝下来,形成一层凝水薄膜,凝水顺利流出,不积留在散形成一层凝水薄膜,凝水顺利流出,不积留在散热器内,空气排除干净,散热器工作正常。热器内,空气排除干净,散热器工作正常。2.当供汽压力降低,进入散热器中的蒸汽量减当供汽压力降低,进入散热器中的蒸汽量减少,不能充满整个散热器,散热器中的空气不能少,不能充满整个散热器,散热器中的空气不能排净
13、,或由于蒸汽冷凝,造成微负压而从干式凝排净,或由于蒸汽冷凝,造成微负压而从干式凝水管吸入空气。水管吸入空气。3.第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 1.由于低压蒸汽的比容比空气大,蒸汽将只占由于低压蒸汽的比容比空气大,蒸汽将只占据散热器上部空间,空气则停留在散热器下部。据散热器上部空间,空气则停留在散热器下部。2.3.在此情况下,沿散热器壁流动的凝水,在通在此情况下,沿散热器壁流动的凝水,在通过散热器下部的空气区时,将因蒸汽饱和分压过散热器下部的空气区时,将因蒸汽饱和分压力降低及器壁的散热而发生过冷却,散热器表力降低及器壁的散热而发生过冷却,散热器表面平均温度降低,散热器的散热量减
14、少。面平均温度降低,散热器的散热量减少。反之,当供汽压力过高时,进入散热器的蒸汽量超反之,当供汽压力过高时,进入散热器的蒸汽量超过了散热表面的凝结能力,便会有未凝结的蒸汽窜过了散热表面的凝结能力,便会有未凝结的蒸汽窜入凝水管;同时,散热器的表面温度随蒸汽压力升入凝水管;同时,散热器的表面温度随蒸汽压力升高而高出设计值,散热器的散热量增加。在实际运高而高出设计值,散热器的散热量增加。在实际运行过程中,供汽压力总有波动,为了避免供汽压力行过程中,供汽压力总有波动,为了避免供汽压力过高时未凝结的蒸汽窜入凝水管,过高时未凝结的蒸汽窜入凝水管,可在每个散热器可在每个散热器出口或在每根凝水立管下端安装疏水
15、器出口或在每根凝水立管下端安装疏水器。4.在蒸汽供暖管路中,排除沿途凝水,以免发生蒸在蒸汽供暖管路中,排除沿途凝水,以免发生蒸汽系统常有的汽系统常有的“水击水击”现象,是设计中必须认真重现象,是设计中必须认真重视的一个问题。在蒸汽供暖系统中,沿管壁凝结的视的一个问题。在蒸汽供暖系统中,沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹带,形成随蒸汽流沿途凝水可能被高速的蒸汽流裹带,形成随蒸汽流动的高速水滴;落在管底的沿途凝水也可能被高速动的高速水滴;落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起,形成蒸汽流重新掀起,形成“水塞水塞”,第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 并随蒸汽一起高速流动,在
16、遭到阀门、拐弯或向并随蒸汽一起高速流动,在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时,水滴或水塞在高上的管段等使流动方向改变时,水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击,就产生速下与管件或管子撞击,就产生“水击水击”,出现,出现噪声、振动或局部高压,严重时能破坏管件接口噪声、振动或局部高压,严重时能破坏管件接口的严密性和管路支架。的严密性和管路支架。为了减轻水击现象,水平敷设的供汽管路,必须为了减轻水击现象,水平敷设的供汽管路,必须具有足够的坡度,并尽可能保持汽、水同向流动。具有足够的坡度,并尽可能保持汽、水同向流动。供汽干管汽水供汽干管汽水同向流动时,散热器支管。同向流动时,散热器支管。供汽干管
17、向上拐弯处,必须设置疏水装置。同时,供汽干管向上拐弯处,必须设置疏水装置。同时,在下供式系统的蒸汽立管中,汽、水呈逆向流动在下供式系统的蒸汽立管中,汽、水呈逆向流动,蒸汽立管要采用比较低的流速,以减轻水击现,蒸汽立管要采用比较低的流速,以减轻水击现象。象。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 介绍欧美国家常采用的一种单管下供下回式低压介绍欧美国家常采用的一种单管下供下回式低压蒸汽供暖系统的图式蒸汽供暖系统的图式 单管下供下回式低压蒸汽供暖系统单管下供下回式低压蒸汽供暖系统1-阀门;阀门;2-自动排气阀自动排气阀第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 特点特点l1.节省管道节省
18、管道l2.散热器支管与立管的连接点必须低于散热器散热器支管与立管的连接点必须低于散热器 出口平面。出口平面。l3.立管汽水逆向流动立管汽水逆向流动l4.每个散热器上,必须装自动排气阀,设在散每个散热器上,必须装自动排气阀,设在散热器热器1/3高度处。高度处。5-3 室内高压蒸汽供热系统室内高压蒸汽供热系统 l在工厂中,生产工艺用热往往需要使用较高在工厂中,生产工艺用热往往需要使用较高压力的蒸汽。因此,利用高压蒸汽作为热媒,压力的蒸汽。因此,利用高压蒸汽作为热媒,向工厂车间及其辅助建筑物各种不同用途的向工厂车间及其辅助建筑物各种不同用途的热用户(生产工艺、热水供应、通风及供暖热用户(生产工艺、热
19、水供应、通风及供暖热用户等)供热,是一种常用的供热方式。热用户等)供热,是一种常用的供热方式。第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 图图5-8所示是一个厂房的用户入口和室内高压蒸汽所示是一个厂房的用户入口和室内高压蒸汽供暖系统示意图。供暖系统示意图。图图5-8 室内高压蒸汽供暖示意图室内高压蒸汽供暖示意图1-室外蒸汽管;室外蒸汽管;2-室内高压蒸汽室内高压蒸汽供热管;供热管;3-室内高压蒸汽室内高压蒸汽供暖管;供暖管;4-减压装置;减压装置;5-补偿器;补偿器;6-疏水器;疏水器;7-开式凝水箱;开式凝水箱;8-空气管;空气管;9-凝水泵;凝水泵;10-固定支点;固定支点;11-安全
20、阀安全阀第五章第五章 室内蒸汽供热系统室内蒸汽供热系统 室内高压蒸汽供暖系统特点室内高压蒸汽供暖系统特点l高压蒸汽通过室外蒸汽管路进入用户入口的高压蒸汽通过室外蒸汽管路进入用户入口的高压高压分汽缸分汽缸。l根据各种热用户的使用情况和要求的压力不同,根据各种热用户的使用情况和要求的压力不同,季节性的室内蒸汽供暖管道系统宜与其它热用户季节性的室内蒸汽供暖管道系统宜与其它热用户的管道系统分开,即的管道系统分开,即从不同的分汽缸中引出蒸汽从不同的分汽缸中引出蒸汽分送不同的用户分送不同的用户。l当蒸汽入口压力或生产工艺用热的使用压力高于当蒸汽入口压力或生产工艺用热的使用压力高于供暖系统的工作压力时,应在
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