《供热工程》第6章蒸汽供暖系统

6.1 蒸汽作为热媒的特点蒸汽作为热媒的特点u 作为供暖系统热媒的蒸汽是饱和蒸汽作为供暖系统热媒的蒸汽是饱和蒸汽在散热设备中，蒸汽的放热量：在散热设备中，蒸汽的放热量：进入散热设备时蒸汽的焓，进入散热设备时蒸汽的焓，KJ/Kg流出散热设备时凝结水的焓，流出散热设备时凝结水的焓，KJ/Kg蒸汽在凝结压力下的汽化潜热，蒸汽在凝结压力下的汽化潜热，KJ/Kg蒸汽供暖时所需要的蒸汽量：蒸汽供暖时所需要的蒸汽量：散热设备的热负荷，散热设备的热负荷，W蒸汽在凝结压力下的汽化潜热，蒸汽在凝结压力下的汽化潜热，KJ/Kg蒸汽的放热量，蒸汽的放热量，KJ/Kg蒸汽流量，蒸汽流量，Kg/hu 蒸汽作为热媒通用性好蒸汽作为热媒通用性好能够满足多种负荷形式的需要能够满足多种负荷形式的需要u 蒸汽作为热媒能够减少散热设备面积蒸汽作为热媒能够减少散热设备面积蒸汽在散热设备中定压凝结放热蒸汽在散热设备中定压凝结放热u 蒸汽依靠自身压力流动蒸汽依靠自身压力流动蒸汽管路长度受到起始压力限制蒸汽管路长度受到起始压力限制6.1 蒸汽作为热媒的特点蒸汽作为热媒的特点u 蒸汽在输送过程中状态发生变化蒸汽在输送过程中状态发生变化采用间歇调节，散热设备入口处蒸汽压力波动采用间歇调节，散热设备入口处蒸汽压力波动散热设备中相变放热，产生凝结水散热设备中相变放热，产生凝结水凝结水回收过程中产生二次蒸汽凝结水回收过程中产生二次蒸汽每公斤凝结水中产生的二次蒸汽，每公斤凝结水中产生的二次蒸汽，Kg/Kg散热设备出口处凝结水的焓，散热设备出口处凝结水的焓，KJ/Kg凝结水箱中饱和凝结水的焓，凝结水箱中饱和凝结水的焓，KJ/Kg凝结水箱压力下饱和蒸汽的焓，凝结水箱压力下饱和蒸汽的焓，KJ/Kg凝结水箱压力下蒸汽的汽化潜热，凝结水箱压力下蒸汽的汽化潜热，KJ/Kgu 蒸汽供暖系统应该注意空气排除问题蒸汽供暖系统应该注意空气排除问题u 蒸汽供暖系统应该注意避免水击现象蒸汽供暖系统应该注意避免水击现象u 蒸汽作为热媒静压力小蒸汽作为热媒静压力小返回首页返回首页6.2 蒸汽供暖系统蒸汽供暖系统6.2.1 蒸汽供暖系统的分类与组成蒸汽供暖系统的分类与组成6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统返回首页返回首页6.2.3 高压蒸汽供暖系统高压蒸汽供暖系统6.2.1 蒸汽供暖系统的分类与组成蒸汽供暖系统的分类与组成u 热水供暖系统的分类热水供暖系统的分类高压蒸汽系统高压蒸汽系统低压蒸汽系统低压蒸汽系统n按供汽压力的大小按供汽压力的大小n按蒸汽干管的位置按蒸汽干管的位置上供式系统上供式系统下供式系统下供式系统单管系统单管系统双管系统双管系统n按立管的布置方式按立管的布置方式返回本节返回本节n按凝结水回收方式按凝结水回收方式重力回水系统重力回水系统机械回水系统机械回水系统真空蒸汽系统真空蒸汽系统中供式系统中供式系统u 蒸汽供暖系统的组成蒸汽供暖系统的组成蒸汽管路凝结水管路蒸汽管路凝结水管路6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统u 重力回水低压蒸汽供暖系统重力回水低压蒸汽供暖系统上供式上供式下供式下供式重力回水低压蒸汽供暖重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单，宜在小系统型式简单，宜在小型系统中采用型系统中采用6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统u 机械回水低压蒸汽供暖系统机械回水低压蒸汽供暖系统6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统u 双管系统和单管系统双管系统和单管系统n双管系统双管系统双管上供下回式系统双管上供下回式系统双管下供下回式系统双管下供下回式系统6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统u 双管系统和单管系统双管系统和单管系统n单管系统单管系统单管下供下回式系统单管下供下回式系统单管上供下回式系统单管上供下回式系统6.2.2 低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统u 低压蒸汽供暖系统设计与施工注意事项低压蒸汽供暖系统设计与施工注意事项n应使用尽可能低的初始供汽压力应使用尽可能低的初始供汽压力n应采用较小的蒸汽干管比压降（应采用较小的蒸汽干管比压降（100Pa/m）n严格遵守对水平敷设干管坡度与坡向的要求严格遵守对水平敷设干管坡度与坡向的要求n注意供汽干管与立管的连接方式注意供汽干管与立管的连接方式立管应从干管上方或上侧方引出立管应从干管上方或上侧方引出n合理设置疏水器，确保疏水器正常工作合理设置疏水器，确保疏水器正常工作返回本节返回本节6.3 疏水器疏水器6.3.1 疏水器的技术要求与种类疏水器的技术要求与种类6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能返回首页返回首页6.3.3 疏水器的选择与安装疏水器的选择与安装6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能u 机械型疏水器机械型疏水器n自由浮球式疏水器自由浮球式疏水器 当设备刚启动时，疏水阀是凉的，膜盒感温元件收缩，阀口当设备刚启动时，疏水阀是凉的，膜盒感温元件收缩，阀口 A 开放，连开放，连续排出初始空气，实现快速启动。续排出初始空气，实现快速启动。感温膜盒感温膜盒（内置放空气阀）（内置放空气阀）不锈钢空心浮球不锈钢空心浮球水封阀嘴水封阀嘴 当冷凝水进入疏水阀时空气从阀口当冷凝水进入疏水阀时空气从阀口 A 排出，浮球随冷凝水液位上升，冷排出，浮球随冷凝水液位上升，冷凝水从阀口凝水从阀口 B 排出排出 当热凝水及蒸汽进入疏水阀时，膜盒内感温液体受热膨胀，带动阀芯关当热凝水及蒸汽进入疏水阀时，膜盒内感温液体受热膨胀，带动阀芯关闭阀口闭阀口 A，浮球随凝结水液位调节阀口，浮球随凝结水液位调节阀口 B，排出冷凝水，排出冷凝水 当没有凝结水进入疏水阀时，浮球随液位下降关闭阀口当没有凝结水进入疏水阀时，浮球随液位下降关闭阀口 B，由于阀口，由于阀口 B总是在凝结水位以下，形成水封，无蒸汽泄漏总是在凝结水位以下，形成水封，无蒸汽泄漏6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能u 机械型疏水器机械型疏水器n吊筒式疏水器吊筒式疏水器利用冷凝水和蒸汽的密度差的工作原理，内部是一个倒吊桶为液位敏感件，利用冷凝水和蒸汽的密度差的工作原理，内部是一个倒吊桶为液位敏感件，开口向下，由杠杆系统连接倒吊桶开口向下，由杠杆系统连接倒吊桶系统刚起动时，管道内出现空气和低温冷凝水，此时疏水阀是全开放，空气系统刚起动时，管道内出现空气和低温冷凝水，此时疏水阀是全开放，空气和低温冷凝水迅速排出和低温冷凝水迅速排出当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶产生向上浮力，倒吊桶连接杠杆带动阀心关闭当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶产生向上浮力，倒吊桶连接杠杆带动阀心关闭阀门阀门倒吊桶上开有小孔，能自动排空气，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸倒吊桶上开有小孔，能自动排空气，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门 当蒸汽再进入倒吊桶内，阀门再关闭，循环工作，间断排水当蒸汽再进入倒吊桶内，阀门再关闭，循环工作，间断排水倒置浮筒倒置浮筒阀门杠杆阀门杠杆导向杠杆导向杠杆阀座阀座疏水阀疏水阀小孔小孔6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能u 热动力型疏水器热动力型疏水器n圆盘式疏水器圆盘式疏水器疏水阀内有一个阀片，既是敏感件又是动作执行件。当装置启动时，管道出疏水阀内有一个阀片，既是敏感件又是动作执行件。当装置启动时，管道出现冷却凝结水，凝结水靠工作压力推开阀片，迅速排放。现冷却凝结水，凝结水靠工作压力推开阀片，迅速排放。当凝结水排放完毕，蒸汽进入疏水阀内，蒸汽的体积迅速扩大，蒸汽比凝结当凝结水排放完毕，蒸汽进入疏水阀内，蒸汽的体积迅速扩大，蒸汽比凝结水的流速大，使阀片上下产生压差，阀片在蒸汽流速的吸力下迅速关闭。水的流速大，使阀片上下产生压差，阀片在蒸汽流速的吸力下迅速关闭。当阀片关闭时，阀片受到两面压力，阀片下面的受力面积小于上面的受力面当阀片关闭时，阀片受到两面压力，阀片下面的受力面积小于上面的受力面积，因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力，所以阀片上面受力大于下面，积，因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力，所以阀片上面受力大于下面，阀片紧紧关闭。阀片紧紧关闭。当疏水阀汽室里面的蒸汽降温成凝结水，汽室里面的压力消失。凝结水靠工当疏水阀汽室里面的蒸汽降温成凝结水，汽室里面的压力消失。凝结水靠工作压力推开阀片，凝结水又继续排放，循环工作，间断排水。作压力推开阀片，凝结水又继续排放，循环工作，间断排水。圆盘式蒸汽疏水阀是根据伯努力热动力原理，利用蒸汽和凝结水的热动力学圆盘式蒸汽疏水阀是根据伯努力热动力原理，利用蒸汽和凝结水的热动力学不同的特性，引起动能和势能动静压变化。使动作件阀片上下压差变化，启不同的特性，引起动能和势能动静压变化。使动作件阀片上下压差变化，启动阀片开启和关闭，从而达到阻汽排水目的。动阀片开启和关闭，从而达到阻汽排水目的。6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能u 热静力型疏水器热静力型疏水器n波纹管式疏水器波纹管式疏水器波纹管式疏水阀的内部结构是一个不锈钢波纹管为主要动作元件，内充一种波纹管式疏水阀的内部结构是一个不锈钢波纹管为主要动作元件，内充一种汽化温度低于水饱和温度的液体。汽化温度低于水饱和温度的液体。当装置启动时，管道出现冷却凝结水，波纹管内液体处于冷凝状态，阀心在当装置启动时，管道出现冷却凝结水，波纹管内液体处于冷凝状态，阀心在弹簧的弹力下处于开启位置。弹簧的弹力下处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，波纹管内充液开始蒸发膨胀，内压增高，变形伸长，当冷凝水温度渐渐升高，波纹管内充液开始蒸发膨胀，内压增高，变形伸长，带动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀完全关闭。带动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀完全关闭。6.3.2 疏水器的结构和性能疏水器的结构和性能u 热静力型疏水器热静力型疏水器n双金属片式疏水器双金属片式疏水器疏水阀内设置高热敏感双金属片感温元件。当系统刚起动时，管道出现低疏水阀内设置高热敏感双金属片感温元件。当系统刚起动时，管道出现低温冷凝水，双金属片是平展的，阀芯在弹簧的弹力下处于开启位置。温冷凝水，双金属片是平展的，阀芯在弹簧的弹力下处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，双金属片感温元件开始弯曲变形，并把阀心推向当冷凝水温度渐渐升高，双金属片感温元件开始弯曲变形，并把阀心推向关闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀完全关闭。关闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀完全关闭。返回本节返回本节是选择疏水器阀孔尺寸的依据是选择疏水器阀孔尺寸的依据6.3.3 疏水器的选择与安装疏水器的选择与安装u 疏水器的选择疏水器的选择n确定疏水器设计计算用排水量确定疏水器设计计算用排水量计算用排水量，计算用排水量，kg/h用热设备的理论排水量，用热设备的理论排水量，kg/h应等于用热设备的设计蒸汽流量应等于用热设备的设计蒸汽流量选择倍率，考虑散热设备的实际使用情况和安全因素选择倍率，考虑散热设备的实际使用情况和安全因素对于供暖通于供暖通风系系统对于生活于生活热水供水供应系系统对于生于生产加加热设备n确定疏水器入口处及出口处凝结水压力确定疏水器入口处及出口处凝结水压力当疏水器用于排除蒸汽管路沿途凝结水时当疏水器用于排除蒸汽管路沿途凝结水时疏水点的蒸汽表压力疏水点的蒸汽表压力当疏水器安装在用热设备的凝结水出口支管上时当疏水器安装在用热设备的凝结水出口支管上时用汽设备的蒸汽入口表压力用汽设备的蒸汽入口表压力当疏水器安装在远离用热设备的凝结水干管末端时当疏水器安装在远离用热设备的凝结水干管末端时疏水器入口处压力疏水器入口处压力P16.3.3 疏水器的选择与安装疏水器的选择与安装u 疏水器的选择疏水器的选择n确定疏水器入口处及出口处凝结水压力确定疏水器入口处及出口处凝结水压力 P2应能满足从疏水器出口到凝结水管路末端阻力损失、凝结应能满足从疏水器出口到凝结水管路末端阻力损失、凝结水位能提高和出口处剩余压力的要求水位能提高和出口处剩余压力的要求疏水器出口处压力疏水器出口处压力P2 P2能不应超过疏水器的最大允许背压能不应超过疏水器的最大允许背压保证疏水器正常工作的最小压差保证疏水器正常工作的最小压差由疏水器类型确定由疏水器类型确定n选择疏水器选择疏水器根据疏水器设计排水量及进出口温差选用疏水器根据疏水器设计排水量及进出口温差选用疏水器对一些机械型疏水器，在确定疏水器出口处压力时，还对一些机械型疏水器，在确定疏水器出口处压力时，还应注意最大工作压差的问题应注意最大工作压差的问题6.3.3 疏水器的选择与安装疏水器的选择与安装u 疏水器的安装疏水器的安装返回本节返回本节1 旁通管旁通管 2 冲洗管冲洗管 3 检查管检查管4 止回阀止回阀