供熱工程》第7章集中供熱系統(tǒng)

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1、7.1 集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷,第7章 集中供熱系統(tǒng),7.2 集中供熱系統(tǒng)的熱源,7.4 蒸汽供熱系統(tǒng),7.5 集中供熱系統(tǒng)的熱力站,7.3 熱水供熱系統(tǒng),7.2 集中供熱系統(tǒng)的熱源,7.2.1 熱電廠,7.2.2 區(qū)域鍋爐房,返回首頁(yè),7.2.1 熱電廠,熱電聯(lián)產(chǎn)的類(lèi)型,背壓式汽輪機(jī),抽汽式汽輪機(jī),排氣壓力高于大氣壓力 的供熱汽輪機(jī),背壓式汽輪機(jī)系統(tǒng),從汽輪機(jī)中間抽汽供熱 的汽輪機(jī),如果忽略不計(jì)管路沿途及動(dòng)力裝置的熱損失，背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)過(guò)程的理論熱能利用率為100,通過(guò)背壓式汽輪機(jī)的蒸汽量取決于熱用戶熱負(fù)荷的大小，所以背壓式汽輪機(jī)的發(fā)電功率受用戶熱負(fù)荷的制約，不能分別地獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié),7.2.1

2、 熱電廠,抽汽式汽輪機(jī)系統(tǒng),本系統(tǒng)有兩個(gè)可調(diào)節(jié)抽汽口：高壓抽汽口的抽汽壓力為810513105Pa，主要用來(lái)向工業(yè)用戶供應(yīng)高壓蒸汽；低壓抽汽口的抽汽壓力為1.21052.5105Pa，抽出的蒸汽，大部分送進(jìn)熱網(wǎng)主加熱器,被熱網(wǎng)主加熱器加熱的網(wǎng)路水，如溫度不能滿足供熱調(diào)節(jié)曲線所規(guī)定的供水溫度時(shí)，則送入高峰加熱器進(jìn)一步加熱。高峰加熱器所需的蒸汽是由鍋爐經(jīng)減壓加濕裝置直接供應(yīng)的。高峰加熱器產(chǎn)生的凝結(jié)可以二次汽化，再送入主加熱器。,抽汽式汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是抽汽量的多少不影響額定發(fā)電功率，亦即熱、電負(fù)荷不相互制約。但由于存在冷凝器的冷源損失，其熱能利用效率明顯低于背壓式汽輪機(jī)；而且，由于抽汽式汽輪機(jī)增設(shè)了調(diào)

3、節(jié)抽汽量的節(jié)流機(jī)構(gòu)，降低了其相對(duì)內(nèi)效率。,7.2.1 熱電廠,背壓抽汽式汽輪機(jī)系統(tǒng),高壓抽汽一般供給工業(yè)熱用戶，而汽輪機(jī)排汽一般都用于加熱熱水管網(wǎng)。和背壓式汽輪機(jī)組相比，供熱上具有一定的靈活性，但仍然沒(méi)有克服熱、電負(fù)荷相互制約的缺點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上仍屬于背壓式汽輪機(jī)組的范疇。,7.2.1 熱電廠,凝汽式汽輪機(jī)組的改造,提高凝汽式汽輪機(jī)排汽壓力，使其在供暖期間降低真空運(yùn)行（稱(chēng)為惡化真空），把冷凝器作為熱網(wǎng)回水加熱器，用熱水管網(wǎng)的循環(huán)水供暖。雖然降低了機(jī)組的發(fā)電功率和年總發(fā)電量，但由于實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)，提高了電廠的熱能利用率。,為滿足供熱需要，凝汽式汽輪機(jī)在低真空下運(yùn)行，排汽壓力從原來(lái)的4kPa提高到50k

4、Pa左右，使熱水在冷凝器中加熱到7080。采用惡化真空方式供熱，供水溫度低，供回水溫差小，外網(wǎng)管徑較大。當(dāng)需要更高的供水溫度，可利用電廠蒸汽增設(shè)高峰加熱器。,返回本節(jié),在蒸汽鍋爐房?jī)?nèi)同時(shí)制備蒸汽和熱水兩種熱媒,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,為集中供熱系統(tǒng)提供熱媒的蒸汽鍋爐及其附屬設(shè)備,設(shè)置集中熱交換站的系統(tǒng),通常應(yīng)用于系統(tǒng)供暖熱負(fù)荷較大，而且供暖時(shí)間又較長(zhǎng)的情況；室外管網(wǎng)一般由蒸汽供熱系統(tǒng)和熱水供熱系統(tǒng)并行構(gòu)成。 為了充分利用蒸汽的熱能，集中熱交換站大多采用兩級(jí)加熱的方式：凝結(jié)水冷卻器和汽-水換熱器。,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,設(shè)置蒸汽噴射裝置的的系統(tǒng),一部分高壓蒸汽從分汽缸出

5、來(lái)后直接進(jìn)入蒸汽噴射器，利用蒸汽噴射器抽引熱水管網(wǎng)回水并對(duì)其進(jìn)行加熱。噴射器進(jìn)汽管處設(shè)有止回閥，防止停止送汽時(shí)熱水管網(wǎng)中的水倒灌入分汽缸。,在熱水管網(wǎng)回水管上設(shè)有一臺(tái)高位膨脹水箱，它一方面起著給系統(tǒng)定壓的作用；另一方面又可以將蒸汽經(jīng)噴射器后冷卻相變后給系統(tǒng)增加的水量，通過(guò)溢流管送回鍋爐房的給水箱。,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,設(shè)置蒸汽噴射裝置的的系統(tǒng),如果安裝高位水箱困難，或者熱水管網(wǎng)要求的供水溫度比較高，可以利用壓力調(diào)節(jié)器定壓。圖中設(shè)有兩個(gè)壓力調(diào)節(jié)器，分別控制蒸汽冷卻相變后給系統(tǒng)增加的水量和補(bǔ)給水量。,利用壓力調(diào)節(jié)器定壓的方式,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,設(shè)置蒸汽噴射裝置的的

6、系統(tǒng),蒸汽噴射器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；既能加熱系統(tǒng)回水，又能為系統(tǒng)水循環(huán)提供動(dòng)力,由于蒸汽和熱水直接接觸換熱，不能回收純凝水，增加了鍋爐水處理設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用；尤其對(duì)高壓鍋爐，水質(zhì)要求十分嚴(yán)格，影響更大,系統(tǒng)特點(diǎn)：,進(jìn)汽壓力是保證蒸汽噴射器正常工作的一個(gè)重要參數(shù)，如蒸汽壓力調(diào)節(jié)不當(dāng)，超出了噴射器正常工作所要求的范圍，就會(huì)出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)等現(xiàn)象，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,采用淋水式加熱器的系統(tǒng),網(wǎng)路回水通過(guò)網(wǎng)路循環(huán)水泵5進(jìn)入淋水式加熱器3的上部。通過(guò)設(shè)置在加熱器上部的若干個(gè)淋水盤(pán)12的細(xì)孔，使水呈分散狀態(tài)流下。蒸汽鍋爐1送出的蒸汽，通過(guò)減壓閥2后從加熱器的淋

7、水盤(pán)的下部送入加熱器內(nèi)。與淋水盤(pán)下流的細(xì)水流直接接觸而將水加熱到接近水的沸騰溫度。,網(wǎng)路供水由加熱器下部蓄水箱11的底部引出，通過(guò)混水器4，與從網(wǎng)路循環(huán)水泵抽引過(guò)來(lái)的一小部分回水混合后，再向外網(wǎng)輸送。當(dāng)下部蓄水箱中水位超出時(shí)，通過(guò)水位信號(hào)器控制使電磁閥開(kāi)啟，將多余水量排到鍋爐給水箱9去；當(dāng)蓄水箱的水位降到最低水位時(shí)，通過(guò)水位信號(hào)器控制啟動(dòng)補(bǔ)水。,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,采用淋水式加熱器的系統(tǒng),混水器,系統(tǒng)特點(diǎn)：熱利用效率比表面式換熱器高，但對(duì)鍋爐的水處理不利,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,熱水鍋爐房,為熱水供熱系統(tǒng)制備熱媒的熱水鍋爐及其附屬設(shè)備,返回本節(jié),7.3 熱水供熱系統(tǒng),7.3.1

8、 概述,7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,返回首頁(yè),7.3.3 通風(fēng)系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,7.3.4 熱水供應(yīng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,7.3.5 閉式雙級(jí)串聯(lián)和混聯(lián)連接的系統(tǒng),7.3.1 概述,熱水供熱系統(tǒng)形式,閉式系統(tǒng),開(kāi)式系統(tǒng),開(kāi)式系統(tǒng)在我國(guó)并沒(méi)有得到應(yīng)用,熱媒參數(shù),以熱電廠為熱源的熱水供熱系統(tǒng),設(shè)計(jì)供水溫度：110150oC；設(shè)計(jì)回水溫度：70oC,以區(qū)域鍋爐房為熱源的熱水供熱系統(tǒng),與蒸汽系統(tǒng)相比，節(jié)約燃料2040,熱能利用率高,設(shè)計(jì)供水溫度：95oC；設(shè)計(jì)回水溫度：70oC,供熱半徑大,返回本節(jié),7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,無(wú)混合裝置的直接連接,簡(jiǎn)單的直

9、接連接： 網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供水溫度必須符合供暖系統(tǒng)熱用戶的需要 用戶引入口處熱網(wǎng)供回水管的資用壓差必須大于或等于供暖系統(tǒng)熱用戶的壓力損失,7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝自立式壓差控制閥的直接連接,安裝壓差控制閥的直接連接： 適用于變流量的供暖系統(tǒng)熱用戶 根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定控制壓差,7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝自立式流量控制閥的直接連接,安裝定流量閥的直接連接：適用于定流量的供暖系統(tǒng)熱用戶,7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝水噴射器的直接連接,噴射式泵依靠工作流體產(chǎn)生的高速射流引射流體，然后再通過(guò)動(dòng)量交換而使被引射流體的能量增加。,水噴射器,7.2.2

10、 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝水噴射器的直接連接,安裝水噴射器的直接連接： 構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠 供回水管之間需要足夠的資用壓差，才能保證水噴射器正常工作 通常只用于單棟建筑的供暖系統(tǒng)，需要分散管理,系統(tǒng),7.2.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝混合水泵的直接連接,安裝混合水泵的直接連接： 通過(guò)調(diào)節(jié)水泵的閥門(mén)開(kāi)度或熱網(wǎng)供回水管進(jìn)出口處的閥門(mén)開(kāi)度，可以較大范圍調(diào)節(jié)進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度和流量 在熱網(wǎng)供水管入口處應(yīng)裝設(shè)止回閥,7.2.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,間接連接,需要在建筑物用戶入口處或熱力站內(nèi)設(shè)置表面式水-水換熱器以及供暖熱用戶循環(huán)水泵等設(shè)備 熱網(wǎng)壓力工況和流量不

11、受熱用戶影響，便于運(yùn)行管理 熱源補(bǔ)水率降低，經(jīng)濟(jì)性提高,返回本節(jié),7.2.3 通風(fēng)系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣加熱器承壓能力較高，且對(duì)熱媒參數(shù)無(wú)嚴(yán)格限制，采用簡(jiǎn)單直接連接方式,返回本節(jié),7.2.4 熱水供應(yīng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,無(wú)儲(chǔ)水箱的連接方式：常用于一般住宅或公共建筑中,返回本節(jié),裝設(shè)下部?jī)?chǔ)水箱的連接方式：系統(tǒng)較為復(fù)雜，一般用于對(duì)熱水供應(yīng)要求較高的旅館或住宅中,裝設(shè)容積式換熱器的連接方式：常用于工業(yè)企業(yè)或公共建筑的小型熱水供應(yīng)系統(tǒng),裝設(shè)上部?jī)?chǔ)水箱的連接方式：常用于浴室或用水量很大的工業(yè)企業(yè)中,7.2.5 閉式雙級(jí)串聯(lián)和混聯(lián)連接的系統(tǒng),閉式雙級(jí)串聯(lián)系統(tǒng),7.2.5 閉式雙級(jí)

12、串聯(lián)和混聯(lián)連接的系統(tǒng),閉式混合連接系統(tǒng),返回本節(jié),7.3 蒸汽供熱系統(tǒng),7.3.2 各類(lèi)熱用戶與蒸汽管網(wǎng)的連接方式,返回首頁(yè),7.3.2 凝結(jié)水回收方式,7.3.1 概述,7.3.1 概述,返回本節(jié),初始供汽壓力,視用戶要求并隨熱源裝備而定：0.7851.27MPa,蒸汽管道根數(shù),有特殊要求的用戶設(shè)置單獨(dú)的供汽管道,供汽壓力特別高或用汽量波動(dòng)特別大的用戶,與季節(jié)性負(fù)荷相比很少時(shí)，全年性負(fù)荷單獨(dú)設(shè)置供汽管道,不允許中斷供汽的用戶，設(shè)置復(fù)線，各承擔(dān)50的負(fù)荷,凝結(jié)水的回收,凝結(jié)水含有高熱量，含鹽量低，應(yīng)盡量提高凝結(jié)水回收率,7.3.2 各類(lèi)熱用戶與蒸汽管網(wǎng)的連接,返回本節(jié),7.3.3 凝結(jié)水回收方

13、式,凝結(jié)水回收系統(tǒng)的分類(lèi),,開(kāi)式系統(tǒng),閉式系統(tǒng),按是否與大氣相通,按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,,余壓回水系統(tǒng),重力回水系統(tǒng),,單相滿管流,單相非滿管流,按流動(dòng)狀態(tài),凝結(jié)水回收系統(tǒng),從凝結(jié)水流出用熱設(shè)備起，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管網(wǎng)返回?zé)嵩吹恼麄€(gè)系統(tǒng),加壓回水系統(tǒng),兩相流,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,余壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),開(kāi)式余壓回水系統(tǒng)與閉式余壓回水系統(tǒng),7.3.3 凝結(jié)水回收方式,余壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),閉式凝結(jié)水箱,閉式凝結(jié)水箱，一般做成圓筒形的耐壓容器，設(shè)計(jì)工況下，箱內(nèi)維持一定值的蒸汽壓力（不小于5000KPa的表壓力）,為了穩(wěn)壓，設(shè)置閥前壓力調(diào)節(jié)閥9以及閥后壓力調(diào)節(jié)閥11 還應(yīng)裝設(shè)安全水封等防止超壓溢

14、流的安全設(shè)備,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,余壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),安全水封,余壓回水系統(tǒng)的特點(diǎn),用戶熱力入口處設(shè)備簡(jiǎn)單；凝結(jié)水管網(wǎng)可隨地形起伏傾斜，也可架空敷設(shè)；二次汽可以集中利用 凝結(jié)水管管徑較粗；疏水器的圍護(hù)工作量大,應(yīng)用廣泛 適用于作用半徑為5001000m、各用熱設(shè)備用汽壓力比較一致且用熱設(shè)備較為分散的中小型廠區(qū)規(guī)模的蒸汽供熱系統(tǒng),7.3.3 凝結(jié)水回收方式,重力回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),非滿管流的重力回水系統(tǒng),適用于低壓蒸汽供熱系統(tǒng)（蒸汽初始?jí)毫?70KPa）應(yīng)用廣泛 凝結(jié)水在外管網(wǎng)中不再汽化,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,重力回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),滿管流的重力回水系統(tǒng),采用開(kāi)式或閉式高

15、位水箱,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,加壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),采用水泵的加壓回水系統(tǒng),可以長(zhǎng)距離大流量輸送凝結(jié)水，應(yīng)用廣泛,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,加壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),采用噴射壓送器的加壓回水系統(tǒng),設(shè)置一臺(tái)水-水噴射泵，用以提高凝結(jié)水在水泵入口處的壓力，防止凝結(jié)水在水泵吸入口的汽化和水泵內(nèi)的汽蝕,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,加壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),采用凝結(jié)水回水泵的加壓回水系統(tǒng),凝結(jié)水回水泵利用蒸汽或壓縮空氣作為動(dòng)力，可以避免采用水泵時(shí)吸入口的凝結(jié)水汽化問(wèn)題,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,加壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),凝結(jié)水回水泵的工作過(guò)程,由水箱、加壓室、控制閥等部分組成 可以取代用熱

16、設(shè)備出口的疏水器，是無(wú)節(jié)流部件的疏水器機(jī)組 使用時(shí)可以做成閉式（利用二次蒸汽）或開(kāi)式（排除二次蒸汽）,7.3.3 凝結(jié)水回收方式,加壓回水的凝結(jié)水回收系統(tǒng),凝結(jié)水回水泵的結(jié)構(gòu),返回本節(jié),7.5 集中供熱系統(tǒng)的熱力站,7.5.2 熱力站的不同形式,返回首頁(yè),7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),7.5.1 概述,7.5.1 概述,熱力站,供熱管網(wǎng)與熱用戶之間的連接點(diǎn),熱力站的功能,返回本節(jié),檢測(cè) 計(jì)量 轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié) 分配,熱力站的分類(lèi),,熱水熱力站,蒸汽熱力站,根據(jù)熱媒,根據(jù)服務(wù)對(duì)象,,民用熱力站,工業(yè)熱力站,,用戶熱力站,集中熱力站,根據(jù)熱力站位置,區(qū)域熱力站,7.5.2 熱力站的不同形式,用戶熱力站,

17、無(wú)熱計(jì)量要求的用戶熱力站,分戶熱計(jì)量的用戶熱力站,用戶熱力站（用戶引入口）一般設(shè)置在熱用戶所在建筑物的地溝入口或地下室內(nèi)，通過(guò)它向該用戶分配熱量。,7.5.2 熱力站的不同形式,集中熱力站,7.5.2 熱力站的不同形式,集中熱力站,一般設(shè)置在單獨(dú)的建筑物內(nèi)，也可設(shè)置在某一棟建筑物內(nèi)，向一個(gè)街區(qū)或多棟建筑分配熱量。,7.5.2 熱力站的不同形式,蒸汽熱力站,返回本節(jié),7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),集中熱力站的調(diào)節(jié),二次網(wǎng)循環(huán)水泵不采用變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方案,間接連接系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案,直接連接系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案,7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),集中熱力站的調(diào)節(jié),二次網(wǎng)循環(huán)水泵不采用變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方案,控制最不

18、利環(huán)路最末端用戶供回水管之間壓差為定值,7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),集中熱力站的調(diào)節(jié),二次網(wǎng)循環(huán)水泵采用變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方案,控制熱力站二次網(wǎng)進(jìn)出口壓差為定值,7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),集中熱力站的調(diào)節(jié),二次網(wǎng)循環(huán)水泵采用變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方案,7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),用戶熱力站的調(diào)節(jié),設(shè)置壓差控制閥的直接連接系統(tǒng)的局部調(diào)節(jié),7.5.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),用戶熱力站的調(diào)節(jié),不設(shè)壓差控制閥的直接連接系統(tǒng)的局部調(diào)節(jié),7.4.3 熱力站的供熱調(diào)節(jié),用戶熱力站的調(diào)節(jié),間接連接系統(tǒng)的局部調(diào)節(jié),返回本節(jié),7.1 熱網(wǎng)系統(tǒng)形式,7.1.1 枝狀管網(wǎng),返回首頁(yè),7.1.2 環(huán)狀管網(wǎng),7.1.1 枝狀管網(wǎng),返回本節(jié),枝狀管網(wǎng)布置簡(jiǎn)單，基建投資少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，但不具有后備供熱性能 蒸汽供熱系統(tǒng)通常采用枝狀管網(wǎng)布置,7.1.2 環(huán)狀管網(wǎng),返回本節(jié),環(huán)狀管網(wǎng)具有很強(qiáng)的后備供熱能力，但熱網(wǎng)投資大，運(yùn)行管理復(fù)雜，要有較高的自動(dòng)控制水平。,7.2.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路的連接,安裝水噴射器的直接連接,噴射式泵依靠工作流體產(chǎn)生的高速射流引射流體，然后再通過(guò)動(dòng)量交換而使被引射流體的能量增加。,水噴射器,