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,7.2.1 熱電廠,熱電聯產的類型,背壓式汽輪機,抽汽式汽輪機,排氣壓力高于大氣壓力 的供熱汽輪機,背壓式汽輪機系統(tǒng),從汽輪機中間抽汽供熱 的汽輪機,如果忽略不計管路沿途及動力裝置的熱損失，背壓式熱電聯產過程的理論熱能利用率為100,通過背壓式汽輪機的蒸汽量取決于熱用戶熱負荷的大小，所以背壓式汽輪機的發(fā)電功率受用戶熱負荷的制約，不能分別地獨立進行調節(jié),7.2.1

2、 熱電廠,抽汽式汽輪機系統(tǒng),本系統(tǒng)有兩個可調節(jié)抽汽口：高壓抽汽口的抽汽壓力為810513105Pa，主要用來向工業(yè)用戶供應高壓蒸汽；低壓抽汽口的抽汽壓力為1.21052.5105Pa，抽出的蒸汽，大部分送進熱網主加熱器,被熱網主加熱器加熱的網路水，如溫度不能滿足供熱調節(jié)曲線所規(guī)定的供水溫度時，則送入高峰加熱器進一步加熱。高峰加熱器所需的蒸汽是由鍋爐經減壓加濕裝置直接供應的。高峰加熱器產生的凝結可以二次汽化，再送入主加熱器。,抽汽式汽輪機的優(yōu)點是抽汽量的多少不影響額定發(fā)電功率，亦即熱、電負荷不相互制約。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；而且，由于抽汽式汽輪機增設了調

3、節(jié)抽汽量的節(jié)流機構，降低了其相對內效率。,7.2.1 熱電廠,背壓抽汽式汽輪機系統(tǒng),高壓抽汽一般供給工業(yè)熱用戶，而汽輪機排汽一般都用于加熱熱水管網。和背壓式汽輪機組相比，供熱上具有一定的靈活性，但仍然沒有克服熱、電負荷相互制約的缺點，實質上仍屬于背壓式汽輪機組的范疇。,7.2.1 熱電廠,凝汽式汽輪機組的改造,提高凝汽式汽輪機排汽壓力，使其在供暖期間降低真空運行（稱為惡化真空），把冷凝器作為熱網回水加熱器，用熱水管網的循環(huán)水供暖。雖然降低了機組的發(fā)電功率和年總發(fā)電量，但由于實現了熱電聯產，提高了電廠的熱能利用率。,為滿足供熱需要，凝汽式汽輪機在低真空下運行，排汽壓力從原來的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，外網管徑較大。當需要更高的供水溫度，可利用電廠蒸汽增設高峰加熱器。,返回本節(jié),在蒸汽鍋爐房內同時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備,設置集中熱交換站的系統(tǒng),通常應用于系統(tǒng)供暖熱負荷較大，而且供暖時間又較長的情況；室外管網一般由蒸汽供熱系統(tǒng)和熱水供熱系統(tǒng)并行構成。 為了充分利用蒸汽的熱能，集中熱交換站大多采用兩級加熱的方式：凝結水冷卻器和汽-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、來后直接進入蒸汽噴射器，利用蒸汽噴射器抽引熱水管網回水并對其進行加熱。噴射器進汽管處設有止回閥，防止停止送汽時熱水管網中的水倒灌入分汽缸。,在熱水管網回水管上設有一臺高位膨脹水箱，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噴射器后冷卻相變后給系統(tǒng)增加的水量，通過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，或者熱水管網要求的供水溫度比較高，可以利用壓力調節(jié)器定壓。圖中設有兩個壓力調節(jié)器，分別控制蒸汽冷卻相變后給系統(tǒng)增加的水量和補給水量。,利用壓力調節(jié)器定壓的方式,7.2.1 區(qū)域鍋爐房,蒸汽鍋爐房,設置蒸汽噴射裝置的的

6、系統(tǒng),蒸汽噴射器結構簡單，造價低；既能加熱系統(tǒng)回水，又能為系統(tǒng)水循環(huán)提供動力,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備的投資及運行費用；尤其對高壓鍋爐，水質要求十分嚴格，影響更大,系統(tǒng)特點：,進汽壓力是保證蒸汽噴射器正常工作的一個重要參數，如蒸汽壓力調節(jié)不當，超出了噴射器正常工作所要求的范圍，就會出現噪聲、振動等現象，甚至會破壞整個系統(tǒng)的正常運行,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),網路回水通過網路循環(huán)水泵5進入淋水式加熱器3的上部。通過設置在加熱器上部的若干個淋水盤12的細孔，使水呈分散狀態(tài)流下。蒸汽鍋爐1送出的蒸汽，通過減壓閥2后從加熱器的淋

7、水盤的下部送入加熱器內。與淋水盤下流的細水流直接接觸而將水加熱到接近水的沸騰溫度。,網路供水由加熱器下部蓄水箱11的底部引出，通過混水器4，與從網路循環(huán)水泵抽引過來的一小部分回水混合后，再向外網輸送。當下部蓄水箱中水位超出時，通過水位信號器控制使電磁閥開啟，將多余水量排到鍋爐給水箱9去；當蓄水箱的水位降到最低水位時，通過水位信號器控制啟動補水。,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：熱利用效率比表面式換熱器高，但對鍋爐的水處理不利,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)熱用戶與熱水網路的連接,返回首頁,7.3.3 通風系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,7.3.4 熱水供應熱用戶與熱水網路的連接,7.3.5 閉式雙級串聯和混聯連接的系統(tǒng),7.3.1 概述,熱水供熱系統(tǒng)形式,閉式系統(tǒng),開式系統(tǒng),開式系統(tǒng)在我國并沒有得到應用,熱媒參數,以熱電廠為熱源的熱水供熱系統(tǒng),設計供水溫度：110150oC；設計回水溫度：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,設計供水溫度：95oC；設計回水溫度：70oC,供熱半徑大,返回本節(jié),7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,無混合裝置的直接連接,簡單的直

9、接連接： 網路的設計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 根據實際需要設定控制壓差,7.3.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,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生的高速射流引射流體，然后再通過動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： 構造簡單，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： 通過調節(jié)水泵的閥門開度或熱網供回水管進出口處的閥門開度，可以較大范圍調節(jié)進入供暖熱用戶的供水溫度和流量 在熱網供水管入口處應裝設止回閥,7.2.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,間接連接,需要在建筑物用戶入口處或熱力站內設置表面式水-水換熱器以及供暖熱用戶循環(huán)水泵等設備 熱網壓力工況和流量不

11、受熱用戶影響，便于運行管理 熱源補水率降低，經濟性提高,返回本節(jié),7.2.3 通風系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,通風系統(tǒng)中的空氣加熱器承壓能力較高，且對熱媒參數無嚴格限制，采用簡單直接連接方式,返回本節(jié),7.2.4 熱水供應熱用戶與熱水網路的連接,無儲水箱的連接方式：常用于一般住宅或公共建筑中,返回本節(jié),裝設下部儲水箱的連接方式：系統(tǒng)較為復雜，一般用于對熱水供應要求較高的旅館或住宅中,裝設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系統(tǒng),裝設上部儲水箱的連接方式：常用于浴室或用水量很大的工業(yè)企業(yè)中,7.2.5 閉式雙級串聯和混聯連接的系統(tǒng),閉式雙級串聯系統(tǒng),7.2.5 閉式雙級

12、串聯和混聯連接的系統(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 各類熱用戶與蒸汽管網的連接方式,返回首頁,7.3.2 凝結水回收方式,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,有特殊要求的用戶設置單獨的供汽管道,供汽壓力特別高或用汽量波動特別大的用戶,與季節(jié)性負荷相比很少時，全年性負荷單獨設置供汽管道,不允許中斷供汽的用戶，設置復線，各承擔50的負荷,凝結水的回收,凝結水含有高熱量，含鹽量低，應盡量提高凝結水回收率,7.3.2 各類熱用戶與蒸汽管網的連接,返回本節(jié),7.3.3 凝結水回收方

13、式,凝結水回收系統(tǒng)的分類,,開式系統(tǒng),閉式系統(tǒng),按是否與大氣相通,按驅動動力,,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,按流動狀態(tài),凝結水回收系統(tǒng),從凝結水流出用熱設備起，經疏水器、凝結水管網返回熱源的整個系統(tǒng),加壓回水系統(tǒng),兩相流,7.3.3 凝結水回收方式,余壓回水的凝結水回收系統(tǒng),開式余壓回水系統(tǒng)與閉式余壓回水系統(tǒng),7.3.3 凝結水回收方式,余壓回水的凝結水回收系統(tǒng),閉式凝結水箱,閉式凝結水箱，一般做成圓筒形的耐壓容器，設計工況下，箱內維持一定值的蒸汽壓力（不小于5000KPa的表壓力）,為了穩(wěn)壓，設置閥前壓力調節(jié)閥9以及閥后壓力調節(jié)閥11 還應裝設安全水封等防止超壓溢

14、流的安全設備,7.3.3 凝結水回收方式,余壓回水的凝結水回收系統(tǒng),安全水封,余壓回水系統(tǒng)的特點,用戶熱力入口處設備簡單；凝結水管網可隨地形起伏傾斜，也可架空敷設；二次汽可以集中利用 凝結水管管徑較粗；疏水器的圍護工作量大,應用廣泛 適用于作用半徑為5001000m、各用熱設備用汽壓力比較一致且用熱設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 凝結水回收方式,重力回水的凝結水回收系統(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)（蒸汽初始壓力<70KPa）應用廣泛 凝結水在外管網中不再汽化,7.3.3 凝結水回收方式,重力回水的凝結水回收系統(tǒng),滿管流的重力回水系統(tǒng),采用開式或閉式高

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

16、設備出口的疏水器，是無節(jié)流部件的疏水器機組 使用時可以做成閉式（利用二次蒸汽）或開式（排除二次蒸汽）,7.3.3 凝結水回收方式,加壓回水的凝結水回收系統(tǒng),凝結水回水泵的結構,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,7.5.3 熱力站的供熱調節(jié),7.5.1 概述,7.5.1 概述,熱力站,供熱管網與熱用戶之間的連接點,熱力站的功能,返回本節(jié),檢測 計量 轉換 調節(jié) 分配,熱力站的分類,,熱水熱力站,蒸汽熱力站,根據熱媒,根據服務對象,,民用熱力站,工業(yè)熱力站,,用戶熱力站,集中熱力站,根據熱力站位置,區(qū)域熱力站,7.5.2 熱力站的不同形式,用戶熱力站,

17、無熱計量要求的用戶熱力站,分戶熱計量的用戶熱力站,用戶熱力站（用戶引入口）一般設置在熱用戶所在建筑物的地溝入口或地下室內，通過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,一般設置在單獨的建筑物內，也可設置在某一棟建筑物內，向一個街區(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 熱力站的供熱調節(jié),集中熱力站的調節(jié),二次網循環(huán)水泵不采用變頻調速的調節(jié)方案,間接連接系統(tǒng)的調節(jié)方案,直接連接系統(tǒng)的調節(jié)方案,7.5.3 熱力站的供熱調節(jié),集中熱力站的調節(jié),二次網循環(huán)水泵不采用變頻調速的調節(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 熱力站的供熱調節(jié),集中熱力站的調節(jié),二次網循環(huán)水泵采用變頻調速的調節(jié)方案,控制熱力站二次網進出口壓差為定值,7.5.3 熱力站的供熱調節(jié),集中熱力站的調節(jié),二次網循環(huán)水泵采用變頻調速的調節(jié)方案,7.5.3 熱力站的供熱調節(jié),用戶熱力站的調節(jié),設置壓差控制閥的直接連接系統(tǒng)的局部調節(jié),7.5.3 熱力站的供熱調節(jié),用戶熱力站的調節(jié),不設壓差控制閥的直接連接系統(tǒng)的局部調節(jié),7.4.3 熱力站的供熱調節(jié),用戶熱力站的調節(jié),間接連接系統(tǒng)的局部調節(jié),返回本節(jié),7.1 熱網系統(tǒng)形式,7.1.1 枝狀管網,返回首頁,7.1.2 環(huán)狀管網,7.1.1 枝狀管網,返回本節(jié),枝狀管網布置簡單，基建投資少，運行管理簡單，但不具有后備供熱性能 蒸汽供熱系統(tǒng)通常采用枝狀管網布置,7.1.2 環(huán)狀管網,返回本節(jié),環(huán)狀管網具有很強的后備供熱能力，但熱網投資大，運行管理復雜，要有較高的自動控制水平。,7.2.2 供暖系統(tǒng)熱用戶與熱水網路的連接,安裝水噴射器的直接連接,噴射式泵依靠工作流體產生的高速射流引射流體，然后再通過動量交換而使被引射流體的能量增加。,水噴射器,