室外供热管网设计课件.pptx
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1、14:29:151第一节第一节 室外供热管网系统室外供热管网系统o按热媒分为:热水供热系统、蒸汽供热系统按热媒分为:热水供热系统、蒸汽供热系统o按热源分为:热电厂供热系统、区域锅炉房按热源分为:热电厂供热系统、区域锅炉房供热系统供热系统o按供热管道分为:单管制、双管制和多管制按供热管道分为:单管制、双管制和多管制供热系统供热系统14:29:152一、热水供热室外管网系统一、热水供热室外管网系统o(一)热水供热系统的型式(一)热水供热系统的型式 o1按热媒流动形式按热媒流动形式o 闭式系统闭式系统热网循环水仅作为热媒,不取热网循环水仅作为热媒,不取出使用。出使用。o 开式系统开式系统热网循环水全
2、部取出使用。热网循环水全部取出使用。o 半开式系统半开式系统热网循环水部分取出使用。热网循环水部分取出使用。14:29:153o2按供热管道按供热管道o单管制、双管制和多管制供热系统。单管制、双管制和多管制供热系统。o单管制开式系统单管制开式系统o如如图图5-1(a),只有一条供水管。只有一条供水管。o使用条件:使用条件:供暖和空调等所需管网平均小时供暖和空调等所需管网平均小时水量水量=热水供应平均小时水量。热水供应平均小时水量。o Gp.k=Gp.r14:29:154o双管制闭式系统双管制闭式系统o如图如图5-1(b),一条供水管和一条回水管。一条供水管和一条回水管。o供水量供水量=回水量,
3、是应用最广泛的一种系回水量,是应用最广泛的一种系统。统。14:29:155o双管制半闭式系统双管制半闭式系统o如如图图5-1(c)。o一条供水管和一条回水管。一条供水管和一条回水管。o大部分回水返回热源,一小部分回水与高温大部分回水返回热源,一小部分回水与高温水混合后至热水供应用户。水混合后至热水供应用户。14:29:156o三管制闭式系统三管制闭式系统o如如图图5-1(d)。o两条供水管,一条回水管路。两条供水管,一条回水管路。o四管制闭式系统四管制闭式系统o如如图图5-1(e)。o将季节性用热户与常年性如用户分开,各有一将季节性用热户与常年性如用户分开,各有一条供水管和一条回水管。条供水管
4、和一条回水管。14:29:157(二)闭式热水供热系统(二)闭式热水供热系统o我国目前最广泛采用的热水供热系统。我国目前最广泛采用的热水供热系统。o热水网路与热用户的连接方式:热水网路与热用户的连接方式:o直接连接:直接连接:热网的水力工况和供热工况与热热网的水力工况和供热工况与热用户密切联系。二者热媒相同,温度也相同。用户密切联系。二者热媒相同,温度也相同。o间接连接:间接连接:热网水力工况与热用户无关。二热网水力工况与热用户无关。二者热媒和温度均不相同。者热媒和温度均不相同。14:29:1581间接连接间接连接o如如图图5-2(a)。o特点:特点:o热网系统与供暖系统由换热器隔离。热网系统
5、与供暖系统由换热器隔离。造价高,消耗电能,运行管理费用增加。造价高,消耗电能,运行管理费用增加。14:29:1592装设容积式换热器的连接方式装设容积式换热器的连接方式o如如图图5-2(b)。o特点:特点:o换热器具有换热和储存热水两种功能。换热器具有换热和储存热水两种功能。o传热系数低,换热面积大。传热系数低,换热面积大。o清洗水垢方便。清洗水垢方便。n适用于适用于工业企业和公用建筑的小型热水供应工业企业和公用建筑的小型热水供应系统。系统。14:29:15103无混合装置的直接连接无混合装置的直接连接o如如图图5-2(c)。o特点特点o连接方式简单,造价低。连接方式简单,造价低。o设计要求设
6、计要求o网路设计供水温度网路设计供水温度 暖通规范暖通规范规定的规定的散热器供暖系统最高热媒温度。散热器供暖系统最高热媒温度。o用户入口处的热网供、回水管的资用压用户入口处的热网供、回水管的资用压力供暖系统用户要求的压力损失,即力供暖系统用户要求的压力损失,即 14:29:15114装水喷射器的直接连接装水喷射器的直接连接o如如图图5-2(d)。o特点:特点:水喷射器无活动部件,构造简单,运行可水喷射器无活动部件,构造简单,运行可靠,网路系统的水力稳定性好。靠,网路系统的水力稳定性好。o设计要求设计要求o网路设计供水温度网路设计供水温度供暖系统用户要求的供水温供暖系统用户要求的供水温度时采用。
7、度时采用。o供回水管之间有足够的资用压力,能满足水喷射供回水管之间有足够的资用压力,能满足水喷射器正常工作。器正常工作。o通常只用在通常只用在单幢建筑物的供暖系统上,需分散管理。单幢建筑物的供暖系统上,需分散管理。14:29:15125装混合水泵的直接连接装混合水泵的直接连接o如如图图5-2(e)。o特点特点o 可适当集中管理,但造价和运行费用可适当集中管理,但造价和运行费用高。高。o 调节混合水泵和热网供、回水管进出调节混合水泵和热网供、回水管进出口处的阀门开度,可调节进入用户的供水温口处的阀门开度,可调节进入用户的供水温度和流量。度和流量。14:29:1513o设计要求设计要求o 当供回水
8、管之间的资用压力,不能满当供回水管之间的资用压力,不能满足水喷射器正常工作时采用。足水喷射器正常工作时采用。o 在热网供水管入口处应装设止回阀在热网供水管入口处应装设止回阀(以防止混合水泵扬程高于热网供、回水压(以防止混合水泵扬程高于热网供、回水压差时,将热网回水送入热网供水管内)。差时,将热网回水送入热网供水管内)。o 在混合水泵入口装设止回装置(防止在混合水泵入口装设止回装置(防止水泵扬程低时,供水进入回水管)。水泵扬程低时,供水进入回水管)。14:29:15146通风空调热用户与热水网路的连接通风空调热用户与热水网路的连接o如如图图5-2(f)。o特点:特点:o 空气加热设备承压能力高,
9、对热媒空气加热设备承压能力高,对热媒参数无严格限制。参数无严格限制。o 连接方式简单。连接方式简单。14:29:1515(三三)闭式双级串联和混联连接的热水供热系统闭式双级串联和混联连接的热水供热系统o1双级串联的连接方式双级串联的连接方式o图图5-3(a)。u通过水温调节器通过水温调节器3控制阀门的开度,可达控制阀门的开度,可达到调节热水供应系统水温的目的。到调节热水供应系统水温的目的。u通过流量调节器通过流量调节器4控制用户系统流量,达控制用户系统流量,达到稳定供暖系统水力工况的目的。到稳定供暖系统水力工况的目的。14:29:15162混联连接的方式混联连接的方式o图图5-3(b)。o调节
10、进入各热交换器的热网供水阀的开度,控调节进入各热交换器的热网供水阀的开度,控制进入各热交换器的网路水流量。制进入各热交换器的网路水流量。o上述两种连接方式的特点:上述两种连接方式的特点:u用热网回水预热上水,可减少网路循环水量。用热网回水预热上水,可减少网路循环水量。u用户系统与热水网路的水力工况隔离,便于管用户系统与热水网路的水力工况隔离,便于管理。理。o适用于城市大型热水供热系统。适用于城市大型热水供热系统。14:29:1517(五五)开式热水供热系统开式热水供热系统o1无储水箱的连接方式无储水箱的连接方式o图图5-4(a)。o特点:特点:连接方式简单。连接方式简单。o设计要求:设计要求:
11、o回水进水管上设止回阀。供水管上设水温调回水进水管上设止回阀。供水管上设水温调节阀。节阀。o适用于小型住宅和公用建筑中。适用于小型住宅和公用建筑中。o用户的热水供应用水直接取自热水网路系统。用户的热水供应用水直接取自热水网路系统。14:29:1518o如如图图5-4(b)。o特点:特点:热水水温稳定。热水水温稳定。o设计要求:设计要求:o回水进水管上加止回阀。回水进水管上加止回阀。o供水管上设水温调节阀。供水管上设水温调节阀。o适用于适用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房中。中。o2.装设上部储水箱的连接方式装设上部储水箱的连接方式14:29:1519o3与
12、上水混合的连接方式与上水混合的连接方式o图图5-4(c)。o特点:特点:可减少热网补水量;连接方式简单。可减少热网补水量;连接方式简单。o设计要求:设计要求:o要求供水管压力上水管压力,需在上水管上设止要求供水管压力上水管压力,需在上水管上设止回阀。回阀。o适用于适用于热水供应用水量很大的场合。热水供应用水量很大的场合。14:29:1520(六六)设计方案的选择与比较设计方案的选择与比较u在供热工程设计中,设计方案的确定是一项在供热工程设计中,设计方案的确定是一项重要的、且影响全局的工作,供热系统设计重要的、且影响全局的工作,供热系统设计方案涉及到:方案涉及到:能源合理利用和运行管理;能能源合
13、理利用和运行管理;能源、外网和热用户源、外网和热用户三个方面。三个方面。u供热系统设计方案的确定:应根据现行国家供热系统设计方案的确定:应根据现行国家能源政策能源政策、有关、有关规程规范规程规范,全面考虑,全面考虑热源热源、热网热网和和热用户热用户三个方面,经过三个方面,经过技术经济技术经济比较比较综合分析后加以确定。综合分析后加以确定。14:29:15211设计方案比较设计方案比较u以以图图5-5所示的两个小区供热方案为例,讨论所示的两个小区供热方案为例,讨论A、B小区小区供热方案,即热网加热器和热网循环水泵的组合配套问供热方案,即热网加热器和热网循环水泵的组合配套问题。题。u在在A、B小区
14、域各有二级热网向热用户供热,有小区域各有二级热网向热用户供热,有三个供热三个供热方案。方案。图图5-5供热区域供热区域A、B示意图示意图 14:29:1522方案一:采用两套热网方案一:采用两套热网o如如图图5-6所示,对所示,对A、B两个区域采用两套热网加热系统分两个区域采用两套热网加热系统分别供热。别供热。o优点:优点:供热系统互不干扰,可采用不同的定压方式,不同供热系统互不干扰,可采用不同的定压方式,不同的定压点压力,不同的供、回水温度。的定压点压力,不同的供、回水温度。图图5-6 5-6 供热方案一供热方案一1 1热网加热器;热网加热器;2 2热网循环水泵热网循环水泵缺点:缺点:初投资
15、和运行费较高,初投资和运行费较高,占地面积大。占地面积大。适用条件:适用条件:A、B区地形高区地形高度差较大,要求不同定压值,度差较大,要求不同定压值,或热用户需要不同的供、回或热用户需要不同的供、回水温度的情况。水温度的情况。14:29:1523方案二:采用一套热网方案二:采用一套热网o如如图图5-7所示,循环泵扬程按最远的所示,循环泵扬程按最远的B区选择,对距热源较区选择,对距热源较近的近的A区进行节流。区进行节流。o优点:优点:系统最为简单。系统最为简单。图图5-7 供热方案二供热方案二1热网加热器;热网加热器;2热网循环水泵热网循环水泵 缺点:缺点:A区节流损失大,运行区节流损失大,运
16、行不经济。特别是当不经济。特别是当A区的流量区的流量明显大于明显大于B区时。区时。适用条件:适用条件:A区的流量小于区的流量小于B区,两区所需水泵扬程相差不区,两区所需水泵扬程相差不大,经经济分析证明合理。大,经经济分析证明合理。14:29:1624方案三:采用一套热网设中继站方案三:采用一套热网设中继站o如如图图5-8所示。所示。o优点:优点:合理、节能。合理、节能。o适用条件:适用条件:特别适合于特别适合于A区区的流量明显大于的流量明显大于B区流量,区流量,和和A、B两区之间距离两区之间距离L2较较大的情况。大的情况。图图5-8供热方案三供热方案三 1热网加热器;热网加热器;2热网循环泵;
17、热网循环泵;3中继泵中继泵L2L114:29:1625o上述三个方案是工程中常见的并有可能采用的上述三个方案是工程中常见的并有可能采用的实际方案,具体评价哪个方案优哪个方案劣,实际方案,具体评价哪个方案优哪个方案劣,需要根据实际情况来比较。需要根据实际情况来比较。o可比较的因素有:可比较的因素有:o技术因素:技术因素:A区和区和B区的流量;两区到热源的距区的流量;两区到热源的距离,地形高差等。离,地形高差等。o经济因素:初投资、运行费用。经济因素:初投资、运行费用。o最佳方案:首先是最佳方案:首先是“在技术上是可行的,在经在技术上是可行的,在经济上是合理的济上是合理的”,从中选出最佳方案。,从
18、中选出最佳方案。14:29:16262网路系统的划分网路系统的划分o在工程设计中,首先是要在在工程设计中,首先是要在技术上可行技术上可行,然后才,然后才能进行能进行经济比较经济比较。因此,系统划分是确定方案经。因此,系统划分是确定方案经常遇到的问题。常遇到的问题。o以以图图5-5作为例,假定在热电厂内设置一套热网作为例,假定在热电厂内设置一套热网加热器、一套热网循环泵,供热管道有两种不同加热器、一套热网循环泵,供热管道有两种不同的布置方案。的布置方案。图图5-5供热区域供热区域A、B示意图示意图 14:29:1627方案一:四管制方案一:四管制o在热源处设分水器、集水器,在热源处设分水器、集水
19、器,分别向分别向A区和区和B区供热,热区供热,热源出口处共有四根管道,如源出口处共有四根管道,如图图5-9所示。所示。o优点:优点:可在热源处集中控制可在热源处集中控制A、B区的供热时间和调节区的供热时间和调节流量。流量。o缺点:缺点:管道多。管道多。图图5-9 5-9 方案一及水压图方案一及水压图1热网加热器;热网加热器;2热网循环水泵热网循环水泵3分水器;分水器;4集水器集水器14:29:1628方案二:两管制方案二:两管制o在热源处不设置分水器、在热源处不设置分水器、集水器,热源出口仅有供集水器,热源出口仅有供回水两根管,如回水两根管,如图图5-10所所示。示。o优点:优点:管道材料少。
20、管道材料少。o缺点:缺点:调节控制不灵活。调节控制不灵活。图图5-10 5-10 方案二及水压图方案二及水压图1 1热闷加热器;热闷加热器;2 2热网循环水泵热网循环水泵14:29:1629两个方案的水压图也不同两个方案的水压图也不同o在方案一,距离热源较近的在方案一,距离热源较近的A区可在热源内部区可在热源内部的分水器、集水器的阀门上节流;的分水器、集水器的阀门上节流;o在方案二,则在热网分支处在方案二,则在热网分支处(或在或在A区热力站入区热力站入口处口处)节流。节流。图图5-10 方案二及水压图方案二及水压图 图图5-9 5-9 方案一及水压图方案一及水压图14:29:1630二、蒸汽供
21、热室外管网系统二、蒸汽供热室外管网系统o蒸汽供热系统,被广泛地应用于工业建筑,蒸汽供热系统,被广泛地应用于工业建筑,承担:承担:生产工艺生产工艺、热水供应热水供应、通风空调通风空调和和供暖热负荷供暖热负荷。o根据热用户的要求,蒸汽供热系统可以分根据热用户的要求,蒸汽供热系统可以分为:为:单管制单管制、双管制双管制和和多管制多管制等。等。14:29:1631(一一)系统形式系统形式按管道数可分为:按管道数可分为:u单管制单管制u双管制双管制u多管制多管制 14:29:16321单管制蒸汽供热系统单管制蒸汽供热系统 如如图图5-11(a)所示。只有一根供汽管,凝结水不所示。只有一根供汽管,凝结水不
22、回收,用于热水供应及工艺用途或排入疏水系统。回收,用于热水供应及工艺用途或排入疏水系统。使用条件:使用条件:一般用于用汽量不大的系统。一般用于用汽量不大的系统。(a)不回收凝结水的单管式系统不回收凝结水的单管式系统14:29:16332双管制蒸汽供热系统双管制蒸汽供热系统o如如图图5-11(b)所示。一根供汽管,一根回所示。一根供汽管,一根回(凝凝)水水管。管。o使用条件:使用条件:应用最广的系统。应用最广的系统。(b)回收凝结水的双管式系统回收凝结水的双管式系统14:29:16343多管制蒸汽供热系统多管制蒸汽供热系统u如如图图5-11(c)所示。有两根或两根以上的供汽管,所示。有两根或两根
23、以上的供汽管,一根或一根以上的回一根或一根以上的回(凝凝)水管。水管。u使用条件:使用条件:常用于生产工艺要求有几种不同压力的常用于生产工艺要求有几种不同压力的蒸汽的场合。蒸汽的场合。(c)回收凝结水的三管式系统回收凝结水的三管式系统14:29:1635(二二)与热用户的连接方式与热用户的连接方式图图5-12 5-12 蒸汽供热系统示意图蒸汽供热系统示意图(a)(a)生产工艺热用户与蒸汽网连接图;生产工艺热用户与蒸汽网连接图;(b)(b)蒸汽供暖用户系统与蒸汽网直接蒸汽供暖用户系统与蒸汽网直接连接图;连接图;(c)(c)采用汽采用汽-水换热器的连接图;水换热器的连接图;(d)(d)采用蒸汽喷射
24、器的连接图;采用蒸汽喷射器的连接图;(e)(e)通风系统与蒸汽网路的连接图;通风系统与蒸汽网路的连接图;(f)(f)无储水箱的热水供应图无储水箱的热水供应图14:29:16361与生产工艺热用户的连接方式与生产工艺热用户的连接方式o如如图图5-12(a)所示为所示为直接连接直接连接。外网蒸汽,经用户。外网蒸汽,经用户减压阀减压后,供给工艺用热设备,凝结水经疏水减压阀减压后,供给工艺用热设备,凝结水经疏水器、用户凝结水箱,由凝水泵送回外网凝水管。器、用户凝结水箱,由凝水泵送回外网凝水管。14:29:16372与蒸汽供暖用户的连接方式与蒸汽供暖用户的连接方式o如如图图5-12(b)所示为所示为直接
25、连接直接连接。外网蒸汽经减压。外网蒸汽经减压阀降压,进入散热设备,凝结水通过疏水器进入用阀降压,进入散热设备,凝结水通过疏水器进入用户凝结水箱,由凝结水泵送回外网凝水管。户凝结水箱,由凝结水泵送回外网凝水管。14:29:16383与热水供暖用户的连接方式与热水供暖用户的连接方式o图图5-12(c)所示为所示为间接连接间接连接。外网蒸汽减压后进入汽。外网蒸汽减压后进入汽-水换水换热器,散热后的凝结水经疏水器靠余压流回外网凝水管。热器,散热后的凝结水经疏水器靠余压流回外网凝水管。o热水供暖用户成独立的封闭系统,循环水泵将采暖回水送入汽热水供暖用户成独立的封闭系统,循环水泵将采暖回水送入汽-水换热器
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