第六章--供热系统的及其主要设备(课堂PPT).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第六章,供热系统的主要设备,2,热源是热能的来源，即生产热能的设备及系统。,热源主要有：局部锅炉房、区域锅炉房和热电厂。,锅炉燃用的燃料可是煤、油、气，即燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。此外，还可利用电能、太阳能、地热、核能、热泵等。,3,目前国内较广泛应用的供热热源方式有：热电厂供热方式、区域大锅炉房,(,包括直燃机房,),供热方式、换热站供热方式等,.,4,第一节 热电厂,火力发电厂是将燃料的化学能,通过锅炉转变为蒸汽的热能，再通过汽轮机转变为旋转的机械能，带动发电机生产出电能。,火力发电厂按能量供应的形式分为：,凝汽式发电厂：供应电能,供热式发电厂：亦称热电厂，既供应电能，又热能（蒸汽或热水），称为,热电联产,；既供应电，又热（蒸汽或热水）和冷，称为,热电冷三联产,。,5,热电厂所提供的高温水水温一般为,110150,左右，回水温度,6070,左右，一般经换热站进行热交换，将二次水换成,95,70,的热水，提供给民用建筑使用，一次水放热后返回热电厂。,6,利用电厂凝气余热的水源热泵供热系统,7,第二节 区域锅炉房,直供式锅炉房,间供式锅炉房,8,第三节 集中供热系统的热力站,1,定义,热力站,是供热网路与热用户的连接场所或机房。,2,作用,将热量从热网转移到局部系统；,将热网热媒的温度、压力、流量调整变换到热用户所需的状态；,监测和计量各热用户的热耗量；,在蒸汽供热系统中，还具有收集凝结水的作用。,9,3,热力站的类型,按热媒：热水供热热力站、蒸汽供热热力站,按服务对象：民用热力站、工业热力站,按位置和功能：用户热力站,小区热力站（集中热力站）,区域性热力站（大型热力站）,10,一、用户热力站,亦称为用户引入口。它设置在单幢建筑物用户的地沟入口处或该用户的地下室或底层处。如,图,所示。,用户热力站示意图,11,二、集中热力站,亦称为小区热力站。,服务对象：民用用热单位（民用建筑及其公共建筑），多为热水供热热力站。,地点：独立建筑（如住宅小区,-,保定假日山水华庭、学校校区,-,保定金融专科学校）；建筑物的地下室（如银行大楼,-,保定工商银行）,12,13,1,供暖热用户与热水网路采用直接连接的热力站,如,图,6-14,所,示。该热力站连接供暖、通风和热水供应热用户。,14,图,6-14,民用集中热力站示意图,(,一,),1,压力表；,2,温度计；,3,热网流量计；,4,水,水换热器；,5,温度调节器；,6,热水供应循环水泵；,7,手动调节阀；,8,上水流量计；,9,供暖系统混合水泵；,10,除污器；,11,旁通管；,12,热水供应循外管路,供暖热用户,热水用户,15,2.,供暖系统与热水网路采用间接连接的热力站,图,6-15,民用集中热站示意图,(,二,),16,在供暖系统采用水,水换热器和二级网路循环水泵，使热网与供暖系统的水力工况完全隔离。,17,4,混合水泵的选择,设计流量,式中,-,热网承担的供暖设计热负荷的流量，,t/h,；,-,设计混合比。（可用流量平衡和热量平衡方程求出）。,18,扬程,混合水泵扬程混合点以后二级网路系统的总阻力损失。,混合水泵台数选择,混合水泵台数不应少于两台，其中一台备用。,19,三、工业热力站,服务对象：工厂企业用热单位，多为蒸汽热力站。如,图,5-15,所示，该热力站连接生产、通风、供暖和热水供应等热用户。,热力站内设有：分汽缸、换热器、凝结水回收设备等。,20,图,5-15,工业蒸汽热力站示意图,1,分汽缸；,2,汽一水换热器；,3,减压阀；,4,压力表；,5,温度计；,6,蒸汽流量计；,7,疏水器；,8,凝水箱；,9,凝水泵；,10,调节阀；,11,安全阀；,12,循环水泵；,13,凝水流量计,21,外网蒸汽首先进入分汽缸，然后根据各类热用户的参数（压力、温度）要求，经减压阀（或减温器或减温减压器）调节后，分别输至各热用户。,22,如工厂采用热水供暖系统，则多采用汽,水换热器，蒸汽将热水系统的循环水加热，凝结水经疏水器至凝结水箱。,23,四、热力站主要设备,(,一,),热水换热器,热水换热器的分类：,按参与热交换的介质分为：汽,-,水换热器,水,水换热器,按传热方式分为：表面式换热器,混合式换热器,24,表面式换热器,-,冷热两种流体被金属壁面隔开，通过金属壁面进行热交换的换热器。如壳管式、套管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。,混合式换热器,冷热两种流体直接接触进行混合而实现热交换的换热器。如淋水式，喷管式换热器等。,25,1,壳管式换热器,根据加热介质分为：,壳管式汽,-,水换热器,壳管式水,-,水换热器,组成：,由外壳，管束、固定管栅板、前后水室等组成。,图,1,，,图,2,，,图,3,。,26,图,6-16,壳管式水,水换热器,(,一,),1,管箱；,2,垫片；,3,管板；,4,换热管；,5,壳体；,6,支承板；,7,拉杆；,8,壳体连接管；,9,管箱连接管；,10,螺母；,11,螺栓；,12,垫片；,13,防冲板；,14,螺母；,15,螺栓；,16,放气管；,17,泄水管；,18,排污管,27,图,6-17,壳管式水,水换热器,(,二,),1,被加热水入口；,2,被加热水出口；,3,加热水入口；,4,加热水出口；,5,膨胀节,28,2,板式换热器,板式换热器是一种新型高效换热设备。采用特殊的波纹金属板作为换热板片。板片的结构形式很多，我国目前主要采用“人字形板片”，如,图,6-19,所示。,29,板片之间加密封垫，左侧上下两孔通加热流体，右侧上下两孔通被加热流体。,图,6-19,换热片与密封垫片,30,密封垫的作用与型式,作用：把流体密封在换热器内，分隔加热与被加热流体。,型式：,图,6-19,（,b,）,。,图,6-19,换热片与密封垫片,31,交替安装垫片的左右位置，可以使加热与被加热流体在换热器中交替通过人字形板面。,通过信号孔可检查内部是否密封。当密封不好而有渗漏时，信号孔就会有流体流出。,图,6-19,换热片与密封垫片,32,两侧流体的流程配合,可以并联、混联，可以是：,1,对,1,，,1,对,2,，,2,对,2,，,2,对,4,及,4,对,4,。,33,图,6-20,板式换热器流程示意图,单流程组合,多流程组合,34,特点,优点：,k,高，结构紧凑，适应性广，拆洗方便，节省材料。,缺点：,耐温性能差，易渗漏，要求水质好。,组装方式,将板片，密封垫，用固定盖板，活动盖板，定位螺栓，压紧螺栓夹紧，固定在框架上，盖板上设有冷热流体进出口短管，如,图,6-21,所示。,35,图,6-21,板式换热器构造示意图,1,加热板片；,2,固定盖板；,3,活动盖板；,4,定位螺栓；,5,压紧螺栓；,6,被加热水进口；,7,被加热水出口；,8,加热水进口；,9,加热水出口,2,3,1,4,5,6,7,8,9,36,3,容积式换热器,根据加热介质的不同分为：,容积式汽,-,水换热器,容积式水,-,水换热器,根据加热的对流管束所占比例不同分为：,容积式换热器,半容积式换热器（结合壳管式换热器优点）,根据形状分为：,卧式容积式换热器,立式容积式换热器,37,有一定的储水功能,传热系数小，热交换效率低,容积式换热器构造示意图,38,4.,螺旋板式换热器,两张平行金属板卷制两个螺旋通道组成,结构紧凑，传热系数通常高于壳管式换热器,同板式换热器相比，流通截面较宽，不易堵塞,不能拆卸清洗,39,40,5.,浮动盘管式换热器,由壳体和浮动盘管（紫铜管制造）组成,同壳管式、容积式换热器比，传热系数高，因为紫铜管导热系数高，且盘管在水流中浮动，对水流产生较大扰动，强化传热,可自动除垢，因为盘管浮动，对水流产生扰动，碱性污垢不易沉浮于管壁。,41,42,6.,淋水式换热器,淋水式换热器是由壳体和带有筛孔的淋水板组成的圆柱型罐体,淋水式蒸汽定压,特点：容量大，可起到储水、定压作用；汽水之间直接接触换热，换热效率高；凝结水不能回收，增加了集中供热系统热源处的水处理量；,43,44,(,二,),热源其他设备,1.,各类联箱的选择,分水器、集水器、分汽缸和疏水集水器统称联箱。,设置联箱的目的：主要是为便于对热媒管道进行控制和操作。,45,联箱上各接管间距离,应考虑各相邻支管上阀门手轮操作的最小允许间距，一般可以按下图确定。,46,2,除污器,作用：用于除去热网水中所含有的悬浮颗粒，防止其进入用户系统或热源。,类型：立式直通除污器、卧式直通除污器和卧式角通除污器。,选择方法：可按照除污器接管管径与其相接的供（回）水干管管径相同的原则和实际安装位置确定。,例如，供、回水干管直径为,1594.5mm,，则可选用,DN150,除污器，其型式视安装位置确定。,47,(a),立式直通除污器,(b),卧式直通除污器,(c),卧式角通除污器,48,除污原理：,除污器的断面大于管道的流通面积，流体在除污器中流速下降，流体携带杂质污物的能力下降，同时，在滤网的联合作用下，污物沉降于除污器底部，定期排出。,两侧设阀门和压力表，根据压力变化情况及时检修。,去除系统中较大的固体颗粒。,安装于系统回水干管循环泵入口前，集中排污；建筑入口，分设于供回水干管上，分散排污,49,50,3.Y,形过滤器,滤网比除污器的滤网孔径小，过滤更小的固体杂质,安装于板式换热器、管道配件阀门与仪表的入口处，保护设备，防堵塞和磨损,51,52,水处理装置,软化设备、除氧设备、软化水箱,减小原水硬度，防止锅内和换热器的结垢现象,减少水中的溶解气体，进而减少对换热面的腐蚀,53,54,五、热力站的布置,1,布置原则,应尽量靠近供热区域的中心或热负荷最集中区的中心；,可设在单独建筑内，也可利用旧建筑的底层或地下室；,尽量利用原有的供暖锅炉房及原有管网系统；,工业用热力站应尽量利用企业原有锅炉房。,55,56,2,热力站平面布置,一般应包括换热间、泵房、仪表间、值班间和生活附属间。,汽,水热力站：当有热水供应系统时，换热间面积较大，可采用双层布置。,水,水热力站：一般布置在单层建筑中。,57,图 水,水式热力站平面布置图,1-,换热器,2-,热网循环水泵,3-,补水定压装置,4-,贮水箱,5-,分水器,6-,集水器,58,59,60,图 汽,-,水式热力站平面布置图,1-,热交换器,2-,贮软水箱,3-,热网循环水泵,4-,补水定压装置,5-,分水器,6-,集水器,7-,凝结水箱,8-,凝结水泵,9-,分汽缸,61,3,热力站工艺设计一般原则,除考虑应有备用发展裕量外，一般换热器的出力为用户最大热负荷的,120%-130%,，换热器的出口压力，不应小于最高供水温度加,20,的相应饱和压力,热力站内的换热器容量，可由单台或两台的换热器并联供热。若两台换热器时，则每台换热器选型应按照总热负荷的,60%-70%,考虑,一次加热介质的压力超过换热器的承压能力时，应在热力站入口设立减压装置。,62,循环水泵应设两台以上，其中一台停止运行时，其余循环水泵能供应全部循环流量的,110%,，循环水泵扬的程应是整个热网系统总压力降的,110%-120%,热网系统的,补给水应采用软化水,。软水装置可单独设于热力站内或采用锅炉房统一供应系统,进入,换热器和循环水泵前,的管段上需,设置除污器,。当采用城市热网热水时，应在,入口调压计量装置前设除污器,。除污器大小,按照接管管径选用,，前后设切断阀，并设置旁通管和旁通阀,63,当热力站内设有,季节性,换热系统（供热，空调）及,常年性,换热系统（生产，生活）时，其进入站内的一次加热蒸汽或一次加热热水入口，应,设分汽缸或热水分水器,，以便于管理及计量核算,（一次网侧）,当热力站至用户热网（二次热网）系统，有两个以上的供水管道时，总供水管出站前应设分水器，分水器上的各供水管均应关断阀门,（二次网侧）,64,换热器一、二次热介质,进、出管均应设关断阀,门；对于热网循环供水温度需要根据用户热负荷变化自动调节的系统，应在一次热介质的,入口总管上设置自动温控调节阀,，调节一次热介质流量,两台或两台以上,换热器并联,工作时，其流程系统按,同程式连接,设计为宜,热力站内换热器、除污器、阀门、水箱、管道等，应进行良好可靠的,保温,65,站内热网系统管道上应设压力表部位；,（,1,）除污器前后；循环水泵和补给水泵前后。,（,2,）减压阀前后；调压阀（板）前后。,（,3,）供水管及回水管的总管上。,（,4,）一次加热介质总供、回水管上，或分水器、分水缸上。,（,5,）自动调节阀前后,66,站内热网系统管道上应设温度计部位；,（,1,）一次加热介质总供、回水管上，或分水器、分汽缸上。,（,2,）换热器至热网供水总管上。,（,3,）供暖、空调季节性热网供水、回水管上。,（,4,）生产、生活常年性热网供水、回水管上。,（,5,）循环水箱、凝结水箱上。,（,6,）生活热水容积式换热器上。,67,计量部位；,（,1,）城市热网供应总入口处，设置计量装置。,（,2,）换热系统接至用户供水总管上，及换热系统一次加热介质总管上，设置计量装置。,68,六、中继泵站,在集中供热系统中，有时因热网距离较长，高差较大，用户分散，仅靠设在热源的热网循环泵不能满足输送要求，需要在热网主干线的供水,(,或回水,),管道上设置升压泵。,在热源外部、热网主干线上的升压泵称为,中继泵站,。,69,中继泵站设计原则,中继泵站的位置、泵站数量及中继水泵的扬程，应在管网水力计算和对管网水压图详细分析的基础上，通过,技术经济比较确定,中继泵站,不应建在环状管网的环线上,中继泵站应,优先,考虑采用,回水加压,方式,中继泵应采用,调速泵,且应减少中继泵的台数,设置,三台或三台以下,中继泵并联运行时应设,备用,泵，设置,四台或四台以上,中继泵并联运行时可,不,设,备用,泵,70,中继水泵吸入母管和压出母管之间应设装有止回阀的,旁通管,中继水泵吸入母管和压出母管之间的旁通管，宜与母管,等径,中继泵站水泵,入口处应设除污装置,71,1,中继泵设在供水主干管上,如,图,5-17,所示。当远端用户,C,、,D,的地形较高而又不允许提高外网静压线时，为降低供热系统静水压力线，可采用这种形式。,图,5-17,中继泵在供水干线上,72,2,中继泵设在回水主干线上,如,图,5-18,所示。当热网长度太长，沿途阻力太大时，为提高热网回水干管压力线，保证,A,、,B,用户不倒空，提高静压线，采用这种形式。,图,5-18,中继泵在回水干线上,73,工程实例,某城市大型热水供热网路，设计循环水量,6094t/h,，主干线出口管径,Dg1000mm,，主干线长,7500m,，主干线计算阻力损失为,39m,水柱（单程），静水压线取,23m,水柱，最远用户预留压头,8m,水柱，热源处阻力损失为,10m,水柱，画出水压图，并分析可能出现的问题及提出改进方案。,74,工程实例,出现问题：最远用户处供、回水压头分别为,70m,和,62m,水柱，对直连用户超过铸铁散热器承压能力,解决方案：可在回水管设置中继泵。如设置在距热源,4810m,处，中继泵扬程取,23m,水柱。,75,