供热工程.ppt

1 绪论1.1 集中供热的定义和组成1.1.1 关于供热工程关于供热工程 暖通空调、市政工程、热能动力暖通空调、市政工程、热能动力1.1.2 集中供热定义：由一个集中供热定义：由一个集中集中设置的热源，统一向各个热用设置的热源，统一向各个热用 户提户提 热量热量。1.2.3 组成组成（1）热源：锅炉房、热电厂、废（余）热热源：锅炉房、热电厂、废（余）热、可再生能源（太阳能、可再生能源（太阳能、水地源等）、其它。水地源等）、其它。（2）输配系统：将热源产生的热能输送分配给热用户。输配系统：将热源产生的热能输送分配给热用户。（3 民用：采暖、空调、生活热水民用：采暖、空调、生活热水*工业：上述工业：上述+工艺要求。工艺要求。1 绪论1.2 集中供热系统的一般分类1.2.1 按热源种类不同分为按热源种类不同分为（1）锅炉房供热系统）锅炉房供热系统*（2）热电厂供热系统）热电厂供热系统*1.2.2 按热媒种类不同分为按热媒种类不同分为（1）热水供热系统：高温热水、低温热水热水供热系统：高温热水、低温热水*（2）蒸汽供热系统：一般为高压蒸汽（饱和、过热）蒸汽供热系统：一般为高压蒸汽（饱和、过热）*1.2.3 其它其它（1）三联供：空调、采暖、生活热水。）三联供：空调、采暖、生活热水。（2）水地源：空调、采暖、生活热水。）水地源：空调、采暖、生活热水。（3）太阳能：采暖、生活热水。）太阳能：采暖、生活热水。（4）分布式能源站及能量梯级利用。）分布式能源站及能量梯级利用。1 绪论1.3 集中供热技术现状及发展1.3.1 国外国外 前前苏联苏联、北欧：较发达；、北欧：较发达；北美、韩国、日本：模式不一样。北美、韩国、日本：模式不一样。1.3.2 国内国内 北方（寒冷地区）：集中供热比较发达。北方（寒冷地区）：集中供热比较发达。夏热冬冷地区：大多数没有，但发展迅速，典型：合肥市。夏热冬冷地区：大多数没有，但发展迅速，典型：合肥市。夏热冬暖地区：一般不考虑，有集中供冷、三联供。夏热冬暖地区：一般不考虑，有集中供冷、三联供。1.3.3 技术发展技术发展 热源：环保、节能减排。热源：环保、节能减排。管网：蒸汽、热水：直埋管。管网：蒸汽、热水：直埋管。热用户：采暖、生活热水，发展迅速。热用户：采暖、生活热水，发展迅速。1.3.4 关于我国集中供热的发展问题：关于我国集中供热的发展问题：发展方向发展方向、区域区域以及以及问题问题。1 绪论1.4 本课程内容、地位、及如何学习1.4.1 主要内容：以锅炉房、热电厂为热源的热水、蒸汽集中供热系主要内容：以锅炉房、热电厂为热源的热水、蒸汽集中供热系 统统1.4.2 地位：建筑环境与设备工程专业主要专业课程之一。地位：建筑环境与设备工程专业主要专业课程之一。1.4.3 如何学习如何学习 必要的专业基础前置知识。必要的专业基础前置知识。阅读一定的课外参考书。阅读一定的课外参考书。培养热爱专业。培养热爱专业。1.4.4 考核：考勤考核：考勤+大作业（小型课程设计）大作业（小型课程设计）+课程实习课程实习1.4.5 主要参考资料主要参考资料 教材教材 李德英等李德英等.供热工程，供热工程，.北京：中国建工版社，北京：中国建工版社，20062006 1 绪论主要参考资料主要参考资料城市热力网设计规范城市热力网设计规范CJJ34-2002CJJ34-2002全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力动力20092009实用集中供热手册实用集中供热手册李善化等编著，李善化等编著，电力出版社，电力出版社，20062006。供热工程供热工程贺平贺平等等，建工出版社，建工出版社，20092009供热工程供热工程王随林等王随林等，机工出版社，机工出版社，20062006实用供热与空调设计手册实用供热与空调设计手册第二版，陆耀庆，第二版，陆耀庆，20072007城镇热水直埋管道技术规程城镇热水直埋管道技术规程CJJT81-1998CJJT81-1998城镇蒸汽直埋管道技术规程城镇蒸汽直埋管道技术规程CJJ104-2005CJJ104-2005参考网站参考网站中国供热信息网：中国供热信息网：2 热负荷2.1 热负荷的定义与特点热负荷的定义与特点 2.1.1 定定义：单位时间里供热系统向热用户提供的热量。义：单位时间里供热系统向热用户提供的热量。2.1.2 特点特点（1）季节性负荷：随季节、气候（主要是温度）变化，这类负季节性负荷：随季节、气候（主要是温度）变化，这类负荷主要有：采暖、通风、空调；荷主要有：采暖、通风、空调；（2）常年性负荷：负荷不随季节气候变化（或变化不大），这常年性负荷：负荷不随季节气候变化（或变化不大），这类负荷主要由生活热水、工业负荷。类负荷主要由生活热水、工业负荷。2.2 热负荷确定（概算）热负荷确定（概算）2.2.1 采暖热负荷采暖热负荷（1）设计负荷与实际负荷设计负荷与实际负荷 设计负荷：设计计算条件下的负荷，如室外空气计算温度设计负荷：设计计算条件下的负荷，如室外空气计算温度 ，是系统设计选型的基本依据。，是系统设计选型的基本依据。2 热负荷 实际负荷：实际温度下的负荷，主要对运行调节有指导意义。实际负荷：实际温度下的负荷，主要对运行调节有指导意义。（2）负荷计算方法：稳定传热负荷计算方法：稳定传热（3）负荷概算方法负荷概算方法 面积指标法：面积指标法：Q Qn n=q=qf f.F.F F F：建筑面：建筑面,m,m2 2；q qf f：建筑面积热指标：建筑面积热指标,w/m2,w/m2。注意注意 ：地区差异；地区差异；节能建筑与非节能建筑；节能建筑与非节能建筑；空调与采暖空调与采暖 体积指标法：体积指标法：Q Qn n=q=qv v.V(t.V(tn n-t-tw w)V V：建筑体积：建筑体积m m3 3；q qv v：建筑体积热指标建筑体积热指标,w/mw/m3 3。t tn n：采暖室内计算温度：采暖室内计算温度；twtw：采暖室外计算温度。采暖室外计算温度。2.2.2 通风负荷通风负荷 体积指标法：体积指标法：Q Qt t=q=qt t.V(t.V(tn n-t-twtwt)t twtwt ：通风室外计算温度。：通风室外计算温度。2 热负荷 百分数法：百分数法：Q Qt t =Q Qn n.K K=0.3-0.5 .K K=0.3-0.5 2.2.3 生活热水负荷生活热水负荷 由给排水完成。由给排水完成。2.2.4 工业热负荷工业热负荷（1）构成：）构成：生产工艺负荷生产工艺负荷+采暖、通风、空调、生活热水采暖、通风、空调、生活热水（2）生产工艺负荷确定方法：影响因素较多，一般没有理论公式）生产工艺负荷确定方法：影响因素较多，一般没有理论公式计算，通常通过计算，通常通过调查调查（由热用户提供）（由热用户提供），按一定公式验算：，按一定公式验算：按年燃料耗量验算；按年燃料耗量验算；按单位产品耗热量计算；按单位产品耗热量计算；（3）同时使用系数问题：即工业负荷最大值同时性和同时使用问）同时使用系数问题：即工业负荷最大值同时性和同时使用问 题，一般应考虑题，一般应考虑同时用系数：同时用系数：Q Qg g=k.q=k.qgigi k：同时使用系数：取：同时使用系数：取0.7-0.9;qgigi；用户最大负荷。；用户最大负荷。2 热负荷2.3 2.3 热负荷图热负荷图2.3.1 作用：设计、技术经济分析、指导运行管理。作用：设计、技术经济分析、指导运行管理。2.3.2 热负荷图：热负荷热负荷图：热负荷-时间、热负荷时间、热负荷-温度、热负荷温度、热负荷-延续时间延续时间（1）热负荷）热负荷-时间图：热负荷时间图：热负荷-日、月、年，热负荷为纵坐标，时日、月、年，热负荷为纵坐标，时 间为横坐标：间为横坐标：2 热负荷（2）热负荷温度图：热负荷随室外温度变化曲线）热负荷温度图：热负荷随室外温度变化曲线（3）热负荷延续时间图）热负荷延续时间图 2 热负荷2.4 年耗热量年耗热量 Qn.a=24Qn(tn-tpj)/(tn-tw).N tpj：采暖期平均温度：采暖期平均温度 N：采暖期天数：采暖期天数 3 热源3.1 3.1 热电厂热电厂3.1.1 3.1.1 热电联产原理热电联产原理（1）凝汽式发电厂凝汽式发电厂 3 热源（2 2）热力过程）热力过程 1-2-3-4：水在锅炉内加热、汽化、过热：水在锅炉内加热、汽化、过热 4-5：蒸汽在汽轮机内膨胀做功：蒸汽在汽轮机内膨胀做功 5-1：往用户传递热量过程：往用户传递热量过程 1-2-3-4-5-6-7-1面积：水在锅炉内吸收的总热量面积：水在锅炉内吸收的总热量 1-2-3-4-5面积：转换成电能的热量面积：转换成电能的热量 1-5-6-7-1面积：传递给用户的热量面积：传递给用户的热量（3）热效率分析：热电联产时，由于没有低温热损失，汽轮机乏）热效率分析：热电联产时，由于没有低温热损失，汽轮机乏汽余热被利用，大大提高热效率，一般：联产汽余热被利用，大大提高热效率，一般：联产70-90%，分产，分产35-40%3 热源3.1.2 3.1.2 热电联产的主要形式热电联产的主要形式（1）背压式：利用汽轮机做过功的乏汽（汽轮机排汽，提高压力）背压式：利用汽轮机做过功的乏汽（汽轮机排汽，提高压力大于大气压力，即所谓背压）直接供热。大于大气压力，即所谓背压）直接供热。特点特点 a 机组以热定电机组以热定电 b 没有低温热损失，热效率高没有低温热损失，热效率高 c 热负荷降低，发电量降低热负荷降低，发电量降低 热负荷为零时，不能工作热负荷为零时，不能工作 3 热源（2 2）抽气式：从汽轮机中间某级抽出部分具有一定做功能力的蒸）抽气式：从汽轮机中间某级抽出部分具有一定做功能力的蒸汽供给用户，其余的继续做功发电，一般有但抽汽和抽汽两种。汽供给用户，其余的继续做功发电，一般有但抽汽和抽汽两种。特点特点 a a 发电量不受热负荷制约。发电量不受热负荷制约。b b 热负荷为零时，变为纯热负荷为零时，变为纯 凝气式发电机组。凝气式发电机组。c c 低温热损失。低温热损失。3 热源（3 3）抽背式：从被压式汽轮机中某级抽蒸，连同做过功的乏汽向）抽背式：从被压式汽轮机中某级抽蒸，连同做过功的乏汽向两种不同用户供热。两种不同用户供热。特点特点 a a 以热定电。以热定电。b b 热效率高热效率高 c c 本质也是背压式，本质也是背压式，无热负荷时，机无热负荷时，机 组不能运行。组不能运行。3 热源（4 4）低真空凝气式：将低于大气压力的排气供热，凝汽器作为热）低真空凝气式：将低于大气压力的排气供热，凝汽器作为热网加热器。网加热器。特点特点 a a 热效率高热效率高 b b 热用户只能是低温热水。热用户只能是低温热水。3 热源（5 5）凝气式改造）凝气式改造 主要形式有：主要形式有：a 导汽管开孔抽汽导汽管开孔抽汽 b 低真空运行：提高凝汽器乏汽压力，即降低凝汽器真空度低真空运行：提高凝汽器乏汽压力，即降低凝汽器真空度 将凝汽器改造成热网加热器。将凝汽器改造成热网加热器。3.13 供热机组选择原则供热机组选择原则 （1）以近期热负荷为主作为设计热负荷。）以近期热负荷为主作为设计热负荷。（2）热负荷比较平稳的（波动）热负荷比较平稳的（波动1020%）选择）选择被压式被压式或抽汽式或抽汽式。（3）热负荷不稳定，选择抽汽式、被压式、抽背式。）热负荷不稳定，选择抽汽式、被压式、抽背式。（4）热负荷波动大的，选择抽汽式）热负荷波动大的，选择抽汽式 3 热源（4）作用半径：蒸汽：）作用半径：蒸汽：3-5KM，热水：，热水：10KM。（5）单机容量：大于）单机容量：大于100MW3.2 3.2 锅炉房锅炉房3.2.1 锅炉的种类种类锅炉的种类种类（1）按热媒分）按热媒分 蒸汽：蒸汽：0.165t/h，0.42.5MPa 热水：热水：0.06-116MW，95/70,115/70,130/70,150/90（2）按燃料分：燃煤、燃油、燃气、电、垃圾、余热、废热）按燃料分：燃煤、燃油、燃气、电、垃圾、余热、废热3.2.2 锅炉房供热原理锅炉房供热原理 3 热源（1）蒸汽锅炉房）蒸汽锅炉房 3 热源（2）热水锅炉房）热水锅炉房 3 热源（3）蒸汽热水比较）蒸汽热水比较 热水热水 钢材耗量少，制造方便钢材耗量少，制造方便 压力、温度不高，安全性好压力、温度不高，安全性好 对水处理要求不高对水处理要求不高 热损失少，运行调节灵活热损失少，运行调节灵活 不需要回收凝水不需要回收凝水 温差放热，热惰性大温差放热，热惰性大 输送能耗大输送能耗大3.3 3.3 其它热源其它热源 （1）燃气轮机）燃气轮机+余热锅炉余热锅炉+溴化锂吸收制冷溴化锂吸收制冷（2）工业余热废热：高温烟气、可燃废气、液、高温产品和炉渣）工业余热废热：高温烟气、可燃废气、液、高温产品和炉渣 3 热源 冷却介质余热、化学反应余热等、城市余热：如，垃圾处理、冷却介质余热、化学反应余热等、城市余热：如，垃圾处理、污水处理、地铁、地下变电所等污水处理、地铁、地下变电所等（3）热泵）热泵 水：地下水、地表水、污水、废水水：地下水、地表水、污水、废水 空气：大气、废气空气：大气、废气 太阳能太阳能 土壤土壤 4 集中供热系统4.1 4.1 热媒及参数热媒及参数4.1.1 热媒种类和特点热媒种类和特点（1）热水）热水 温差放热；温差放热；热效率高；热效率高；调节方便；调节方便；蓄热能力强，热稳蓄热能力强，热稳定性好；定性好；输送距离长（一般输送距离长（一般10KM，最大，最大15-20KM）；）；热损热损失小（温度低、压力低，漏损少）失小（温度低、压力低，漏损少）输送能耗大。输送能耗大。（2）蒸汽）蒸汽 凝结放热；凝结放热；可满足多种用户需要；可满足多种用户需要；输送靠自身，不用水泵，不耗输送靠自身，不用水泵，不耗电；电；使用和输送过程无需考虑静压影响；使用和输送过程无需考虑静压影响；热用户散热面积小；热用户散热面积小；能能源效率低（输送蒸汽压力高、降低热电联产）；源效率低（输送蒸汽压力高、降低热电联产）；凝水回收困难凝水回收困难；输输送距离小（一般送距离小（一般3-5KM,最大最大5-7KM）。）。4 集中供热系统4.1.2 热媒选择及参数确定热媒选择及参数确定（1）热媒选择：）热媒选择：热网规范热网规范规定：规定：对民用建筑采暖、通风、空调及生活热水负荷供热城市热力管对民用建筑采暖、通风、空调及生活热水负荷供热城市热力管网，应采用热水作为热媒。网，应采用热水作为热媒。同时对生产工艺及采暖、通风、空调及生活热水负荷供热的城同时对生产工艺及采暖、通风、空调及生活热水负荷供热的城市热力网，热媒按下列原则确定市热力网，热媒按下列原则确定 a 生产工艺为主，且必须采用蒸汽时，应该采用蒸汽；生产工艺为主，且必须采用蒸汽时，应该采用蒸汽；b 热水为热媒可以满足工艺要求，技术经济合理时应采用热水；热水为热媒可以满足工艺要求，技术经济合理时应采用热水；C 采暖、通风、空调为主要负荷，工艺必须用汽，可以同时热水采暖、通风、空调为主要负荷，工艺必须用汽，可以同时热水 汽汽2种热媒。种热媒。注：注：a 蒸汽作为热媒。可满足多种用户需求，有利于平衡季节负蒸汽作为热媒。可满足多种用户需求，有利于平衡季节负荷荷;可满足多种用户需要；可满足多种用户需要；b 蒸汽换热效率高；蒸汽换热效率高；c 蒸汽直埋管道技术蒸汽直埋管道技术大大降低了管道漏损。大大降低了管道漏损。4 集中供热系统（2）热媒参数确定：）热媒参数确定：热网规范热网规范规定：规定：热网参数越高，输送能力越大，约节能省电，但过高也不经热网参数越高，输送能力越大，约节能省电，但过高也不经济（技术及经济问题）。济（技术及经济问题）。蒸汽参数应该根据用户需求和输送距离确定。蒸汽参数应该根据用户需求和输送距离确定。热网规范热网规范规定规定（略）略）一般：热电厂：一般：热电厂：110-115/70-80 锅炉房：规模大时，高温水，锅炉房：规模大时，高温水，110-150/70-80；规模小时，低温水，规模小时，低温水，95/70、80/60、60/50 二次网：二次网：95/70、85/65、80/60、65/50 4 集中供热系统4.2 4.2 锅炉房供热系统锅炉房供热系统4.2.1 热水供热系统热水供热系统（1）系统组成及主要形式）系统组成及主要形式 组成组成 热源：略热源：略 热网：略热网：略 热用户：略热用户：略 附属设备：附属设备：附属设备：循环水泵、补水定压、水处理附属设备：循环水泵、补水定压、水处理 开式与闭式开式与闭式（2）连接方式）连接方式 简单直连；简单直连；水射器直连；水射器直连；混水泵直连；混水泵直连；4 集中供热系统4 集中供热系统 循环水泵：讨论循环水泵：讨论 位置位置 水温水温 杨程杨程 4 集中供热系统（2）连接方式）连接方式 简单直连简单直连 条件条件：a 热媒种类及参数与用户一致；热媒种类及参数与用户一致；b 供回水压差满足用户要供回水压差满足用户要 求求；c 压力工况满足系统或用户要求；压力工况满足系统或用户要求；d 政策允许。政策允许。优缺优缺：a 简单方便；简单方便；b 造价低；造价低；c 压力工况相互影响。压力工况相互影响。水射器直连水射器直连 条件条件：a 热媒种类与用户一致，热网参数大于用户参数；热媒种类与用户一致，热网参数大于用户参数；b 供回水压差满足用户要求供回水压差满足用户要求 c 压力工况满足系统或用户压力工况满足系统或用户 要求；要求；优缺优缺：a 简单方便；简单方便；b 水射器阻力大；水射器阻力大；c 一般用于单栋建筑。一般用于单栋建筑。4 集中供热系统 混水泵直连混水泵直连 条件条件：a 热媒种类与用户一致，热网参数大于用户参数；热媒种类与用户一致，热网参数大于用户参数；b 供回水压差要求小供回水压差要求小 c 压力工况满足系统或用户要求；压力工况满足系统或用户要求；优缺优缺：a 简单方便；简单方便；b 可集中泵站将高温水转移成低温水。可集中泵站将高温水转移成低温水。间接连接：热网系统间接连接：热网系统+水水-水换热水换热+用户系统用户系统 条件条件：a 热媒种类、参数与用户不一致；热媒种类、参数与用户不一致；b 压力工况不允许；压力工况不允许；优缺优缺：a 压力工况互不影响；压力工况互不影响；b 投资高，能耗大，但是目前普遍投资高，能耗大，但是目前普遍 使用的形式。使用的形式。4 集中供热系统 （3）补水定压）补水定压 定压定压 a 作用：作用：恒定系统压力；使系统在正压下运行，避免汽化、倒空；恒定系统压力；使系统在正压下运行，避免汽化、倒空；容纳水热受热后膨胀的体积；系统补水点。容纳水热受热后膨胀的体积；系统补水点。b 定压点位置：系统压力最低点，一般位于循环水泵的吸入段。定压点位置：系统压力最低点，一般位于循环水泵的吸入段。c 定压方式：定压方式：高位水箱定压；补给水泵定压；带稳压装置的补水泵高位水箱定压；补给水泵定压；带稳压装置的补水泵 定压等。定压等。d 定压点压力：热网不使任何一点汽化，并有定压点压力：热网不使任何一点汽化，并有30-50KPa的余量；的余量；与热网直连的用户应充满水；不应超过系统中的任何一点与热网直连的用户应充满水；不应超过系统中的任何一点 允许压力。允许压力。注意注意：a 系统工作压力；系统工作压力；b 系统承压。系统承压。4 集中供热系统 4 集中供热系统 4 集中供热系统 （4）补水）补水 水质要求：软水、除氧、除水质要求：软水、除氧、除cl-(真对不锈钢）真对不锈钢）补水量：循环数量补水量：循环数量x2%补水泵杨程补水泵杨程 定压点压力：定压点压力：P=10H+ps+20 (kPa)H:最高用户充水高度最高用户充水高度Mh2o PS:与热网供水温度对应的汽化压力，与热网供水温度对应的汽化压力，kPa 20:安全余量。安全余量。水温：水温：95 110 120 130 140 150 汽化压力汽化压力kpa:0 46 103 176 269 386 4 集中供热系统 4.2.2 蒸汽供热系统蒸汽供热系统（1）组成与形式）组成与形式 4 集中供热系统 （2）连接方式）连接方式 直接连接：减压直连、汽射器直连直接连接：减压直连、汽射器直连 间接连接：汽间接连接：汽-水换热水换热（3）凝水回收）凝水回收 按凝水回收系统是否通大气分为：按凝水回收系统是否通大气分为：开式系统开式系统 闭式系统闭式系统 按流动方式不同按流动方式不同 单相流：满管流动、非满管流流。单相流：满管流动、非满管流流。两相流：汽、液两相流。两相流：汽、液两相流。按动力不同：重力回水：满管为重力压差，非满管为坡度。按动力不同：重力回水：满管为重力压差，非满管为坡度。机械回水：水泵机械回水：水泵 4 集中供热系统 主要形式主要形式4 集中供热系统 4 集中供热系统 4 集中供热系统 4 集中供热系统 4.3 热电厂供热系统热电厂供热系统（1）热电厂供热系统主要为蒸汽供热系统，其蒸气供热系统本身与）热电厂供热系统主要为蒸汽供热系统，其蒸气供热系统本身与锅炉房供热系统一致。锅炉房供热系统一致。（2）热电厂蒸汽一般为过热蒸汽，有利于远距离输送。）热电厂蒸汽一般为过热蒸汽，有利于远距离输送。（3）热电厂蒸汽凝水回收难度较大，目前主要是就地利用。）热电厂蒸汽凝水回收难度较大，目前主要是就地利用。4.4 其它集中供热系统其它集中供热系统（1）燃气轮机）燃气轮机+溴化锂三联供溴化锂三联供（2）太阳能供热系统）太阳能供热系统（3）热泵供热系统）热泵供热系统6 管网布置与敷设 6.1 管网形式管网形式（1）枝状管网）枝状管网 a 蒸汽：一般采用枝状管网。蒸汽：一般采用枝状管网。b 热水：目前工程应用较多，特别是中小型系统，一般均为枝热水：目前工程应用较多，特别是中小型系统，一般均为枝状。状。6 管网布置与敷设 6.1 管网形式管网形式（2）环状管网）环状管网 环状网主要用于大型管网，安全可靠性高，但造价高，管网复杂环状网主要用于大型管网，安全可靠性高，但造价高，管网复杂，自控要求高。，自控要求高。6 管网布置与敷设 6.2 布置原则布置原则（1）经济合理、技术可行，力求主干线简短，尽量走负荷集中区域，）经济合理、技术可行，力求主干线简短，尽量走负荷集中区域，同时注意管线上的阀门附件合理布置，尽量减少检查进的数量。同时注意管线上的阀门附件合理布置，尽量减少检查进的数量。（2）尽量避开土质松软、地震断裂带、滑坡等危险地带以及地下水）尽量避开土质松软、地震断裂带、滑坡等危险地带以及地下水位高的情况。位高的情况。（3）对周围环境影响小，协调一致；主干线少穿主体交通干线，一）对周围环境影响小，协调一致；主干线少穿主体交通干线，一般平行道路中心线，尽量布置在车行道以外；通常沿街一侧布置。般平行道路中心线，尽量布置在车行道以外；通常沿街一侧布置。6.3 敷设方式敷设方式（1）地上敷设）地上敷设 低支架低支架 沿公路、围墙沿公路、围墙 避免雨雪侵袭避免雨雪侵袭6 管网布置与敷设 中支架中支架 高支架高支架 6 管网布置与敷设 支架结构形式支架结构形式 a 按结构不同：砖砌（用的少）、按结构不同：砖砌（用的少）、钢筋混凝土、钢结构钢筋混凝土、钢结构。b 按力学特性按力学特性 刚性支架：柱脚与基础刚性连接，柱身刚度大，柱顶变位刚性支架：柱脚与基础刚性连接，柱身刚度大，柱顶变位 小，不随管热伸长移动，承受管道的水平推力小，不随管热伸长移动，承受管道的水平推力 大，构造简单，工作可靠，应用较多。大，构造简单，工作可靠，应用较多。柔性支架：柱脚与基础刚性连接，柱身沿管道轴向柔度大，柔性支架：柱脚与基础刚性连接，柱身沿管道轴向柔度大，柱顶变位可以适应管伸长移动，但柱身横向（管柱顶变位可以适应管伸长移动，但柱身横向（管 径向）刚度较大。径向）刚度较大。铰接支架：柱脚与基础沿管道轴向，横向为刚性连接，柱身铰接支架：柱脚与基础沿管道轴向，横向为刚性连接，柱身 可随管道随管热伸长移动，支柱仅承受管道的垂可随管道随管热伸长移动，支柱仅承受管道的垂 荷载。荷载。6 管网布置与敷设 地上敷设的主要优缺点地上敷设的主要优缺点 a 不受地下水位及土质影响。不受地下水位及土质影响。b 运行管理维护方便。运行管理维护方便。c 占用一定土地面积，管道热损大，美观程度差。占用一定土地面积，管道热损大，美观程度差。d 承受风雪侵袭和荷载。承受风雪侵袭和荷载。（2）地下敷设：分为地沟敷设和直埋敷设。）地下敷设：分为地沟敷设和直埋敷设。地沟敷设地沟敷设 a 通行地沟通行地沟 人能直立行走人能直立行走 设低压照明、设低压照明、必要时设机械通风必要时设机械通风 6 管网布置与敷设 b 半行地沟半行地沟 c 不通行地沟不通行地沟6 管网布置与敷设 d 地沟尺寸确定地沟尺寸确定 6 管网布置与敷设 直埋敷设直埋敷设 a 热水直埋热水直埋:无补偿直埋、补补偿直埋无补偿直埋、补补偿直埋 6 管网布置与敷设 直埋敷设直埋敷设 b 蒸汽直埋蒸汽直埋 热补偿热补偿 排潮排潮 疏水疏水 7 管道材料、附件、保温 7.1 管材管材7.1.1 管材分类：供热管道常用材料主要为钢管。管材分类：供热管道常用材料主要为钢管。（1）无缝钢管无缝钢管：DN15-500，轧制成型，承压能力高。，轧制成型，承压能力高。（2）有缝钢管）有缝钢管 a 直焊缝钢管：直焊缝钢管：DN15-300，可分为，可分为:镀锌钢管：镀锌钢管：DN15-150 非镀锌钢管非镀锌钢管 b 螺旋焊缝钢管：螺旋焊缝钢管：DN200以上以上7.1.2 表示方法及规格表示方法及规格（1）表示方法）表示方法 直径直径 a 焊接钢管：公称直径，如：焊接钢管：公称直径，如：DN100 7 管道材料、附件、保温 b 无缝钢管：外径无缝钢管：外径X壁厚，如：壁厚，如：D108X4.0 压力：压力：PN1.0、PN1.6.（2）规格：）规格：国家标准或行业标准国家标准或行业标准，常用规格，常用规格 DN15 DN20 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300.7.1.3 连接方式连接方式（1）螺纹连接）螺纹连接 焊接钢管：焊接钢管：DN50（3）法兰连接：用于管道与附件及设备的连接）法兰连接：用于管道与附件及设备的连接（4）沟槽拦截：（卡箍连接）用于大直径镀锌管连接。）沟槽拦截：（卡箍连接）用于大直径镀锌管连接。7 管道材料、附件、保温 7.2 阀门附件阀门附件7.2.1 主要起关断作用，但有一定调节能力的阀门。主要起关断作用，但有一定调节能力的阀门。（1）闸阀：阻力小，关断严密性差，安装没有方向性，调节性能差。）闸阀：阻力小，关断严密性差，安装没有方向性，调节性能差。（2）截止阀：阻力大，关断严密性好，安装有方向，调节性能差。）截止阀：阻力大，关断严密性好，安装有方向，调节性能差。（3）蝶阀：外形尺寸小，阻力小，应用广泛。一般）蝶阀：外形尺寸小，阻力小，应用广泛。一般DN50-200为手柄为手柄 式，式，DN200涡轮式。涡轮式。7 管道材料、附件、保温 注：注：以上阀门均有电动与手动之分；以上阀门均有电动与手动之分；阀门承压阀门承压:PN1.0 PN1.6 PN2.5.7.2.2 调节作用阀门调节作用阀门（1）压力调节阀、流量调节阀。）压力调节阀、流量调节阀。（2）水力平衡阀：静态平衡阀、动态平衡阀、动态电动平衡阀）水力平衡阀：静态平衡阀、动态平衡阀、动态电动平衡阀（3）控制阀：流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀（电动、自励）控制阀：流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀（电动、自励）（4）特殊用途阀门特殊用途阀门 止回阀、浮球阀、减压阀、安全阀、疏水器、自动排气阀止回阀、浮球阀、减压阀、安全阀、疏水器、自动排气阀 除污器、过滤器除污器、过滤器（6）仪表附件：温度计、压力表、流量计、水位计）仪表附件：温度计、压力表、流量计、水位计 7 管道材料、附件、保温7.3 管道保温管道保温7.3.1 保温对象：热水供回管、蒸汽管、凝结水管、膨胀水箱、凝结保温对象：热水供回管、蒸汽管、凝结水管、膨胀水箱、凝结 水箱等。水箱等。7.3.2 保温材料保温材料（1）选择）选择 a 保温材料平均介质温度低于保温材料平均介质温度低于350时时,导热系数不得大于导热系数不得大于 0.12W/m.b 硬质保温材料密度不大于硬质保温材料密度不大于300kg/m3，软质不大于，软质不大于200kg/m3。c 保温硬质材料抗压强度不得小于保温硬质材料抗压强度不得小于0.4MPa，保冷不小于，保冷不小于0.15MPa d 保温材料含水率不大于保温材料含水率不大于7.5%(重量比）保冷不大于重量比）保冷不大于1%（重量比）（重量比）e 应优先选择应优先选择导热系数导热系数小、小、阻湿因子阻湿因子大、大、吸水率吸水率低、低、密度密度小、小、耐耐 温性温性好的保温材料。好的保温材料。7 管道材料、附件、保温（2）常用保温材料）常用保温材料 a 岩棉、玻璃棉、矿棉岩棉、玻璃棉、矿棉 b 硬质发泡聚氨酯类、闭孔橡塑硬质发泡聚氨酯类、闭孔橡塑（3）保温厚度）保温厚度 确定方法确定方法 a 按允许最大热损失计算按允许最大热损失计算 b 按允许温降计算按允许温降计算 c 按经济厚度计算：造价、运行费用、损耗、折旧等综合最低。按经济厚度计算：造价、运行费用、损耗、折旧等综合最低。（4）保温结构）保温结构 保护层：保护层：钢管、硬质塑料钢管、硬质塑料 油毡、镀锌铁皮、铝皮油毡、镀锌铁皮、铝皮 铝箔铝箔8 热力站8.1 热力站的作用与分类热力站的作用与分类 8 热力站8.1.1 作用：连接热网与热用户的场所，主要有以下几个方面作用：作用：连接热网与热用户的场所，主要有以下几个方面作用：（1）转换热媒种类（如：蒸汽）转换热媒种类（如：蒸汽-热水）热水）（2）改变热媒参数（如：改变热水温度、蒸汽压力）改变热媒参数（如：改变热水温度、蒸汽压力）（3）分配、控制、计量供给用户的热量）分配、控制、计量供给用户的热量（4）检测热媒参数（如：温度、压力、流量）检测热媒参数（如：温度、压力、流量）（5）集中管理、局部调节）集中管理、局部调节8.1.2 分类分类（1）按热媒种类不同划分（热网）按热媒种类不同划分（热网）热水热力站热水热力站 蒸汽热力站蒸汽热力站（2）按位置及功能不同划分）按位置及功能不同划分 8 热力站 热力入口（也称用户型热力站）：单栋建筑或单元引入口。热力入口（也称用户型热力站）：单栋建筑或单元引入口。小区热力站：向多个建筑或整个小区热用户分配热量。小区热力站：向多个建筑或整个小区热用户分配热量。区域热力站：大型供热系统主干线与支干线的连接，区域热力站：大型供热系统主干线与支干线的连接，（3）按功能不同分：热量分配站、）按功能不同分：热量分配站、热量交换站热量交换站、中级泵站。、中级泵站。8.2 热力站工艺流程（原理）热力站工艺流程（原理）8.2.1 热力入口热力入口（热水）（热水）（1）仪表：温度计、压力表）仪表：温度计、压力表（2）阀门附件）阀门附件 关断；关断；旁通：清洗、防冻；旁通：清洗、防冻；过滤：供水：粗过滤：供水：粗+中；中；泄水：用户保养、维护。泄水：用户保养、维护。8 热力站（3）控制阀）控制阀 压差控制阀：压差变化时，恒定入口压差，一般用户为压差控制阀：压差变化时，恒定入口压差，一般用户为 变流量时用。变流量时用。流量控制阀：恒定入口流量，一般用户为定流量时用。流量控制阀：恒定入口流量，一般用户为定流量时用。8 热力站（4）热力入口做法很多，由国家标准图（但应注意实际情况）。）热力入口做法很多，由国家标准图（但应注意实际情况）。（5）位置：室内：地下室、管井；室外：地沟、检查井，常位于楼）位置：室内：地下室、管井；室外：地沟、检查井，常位于楼 梯间或公共空间附近。梯间或公共空间附近。8.2.2 热量分配站热量分配站8 热力站8.2.3 热交换站热交换站（1）蒸汽）蒸汽-热水热交换站热水热交换站 8 热力站8.2.3 热交换站热交换站（2）水）水-水热交换站水热交换站 8 热力站8.3 热力站主要设备选型热力站主要设备选型8.3.1 常用换热器类型（水常用换热器类型（水-水、汽水、汽-水）水）壳管式、板式、螺旋板式、螺纹式、螺旋管式等壳管式、板式、螺旋板式、螺纹式、螺旋管式等 壳管式壳管式 8 热力站 板式板式 8 热力站8.3.2 选型及计算选型及计算（1）选型）选型 一般不设备用，但任何一台停止运行时，其余应能满足一般不设备用，但任何一台停止运行时，其余应能满足6075%热负荷需要。热负荷需要。壳管式一般用汽壳管式一般用汽-水换热，板换：水水换热，板换：水-水、汽水换热水、汽水换热（2）选型计算）选型计算 基本公式基本公式 a 被加热水需要的热量被加热水需要的热量 Q=G2.c.(t1-t2)(w)b 热媒需要提供热量热媒需要提供热量 Q =Q/（w）：热效率，一般取：热效率，一般取0.96-0.99 c 汽水换热器蒸汽耗量汽水换热器蒸汽耗量 D=Q /(i1-i2)(kg/s)d 水水-水换热加热水耗量水换热加热水耗量 G1=Q /(i1-i2)kg/s 8 热力站 换热器换热面积计算换热器换热面积计算 F=Q/（K.tp.）m2 K:换热器传热系数，可由产品样本提供，也可公式计算。换热器传热系数，可由产品样本提供，也可公式计算。tp：换热流体对数平均温差：换热流体对数平均温差 ；：污垢系数：污垢系数 9 管道热补偿9.1 管道支架管道支架9.1.1 活动支架活动支架（1）作用：支承管道的荷载，允许管道与支架之间有轴向位移。）作用：支承管道的荷载，允许管道与支架之间有轴向位移。（2）形式：滑动、滚动、弹簧、悬吊、导向等。）形式：滑动、滚动、弹簧、悬吊、导向等。9.1.2 固定支架固定支架（1）作用：不允许管道与支座之间有轴向位移，分段补偿管道热伸）作用：不允许管道与支座之间有轴向位移，分段补偿管道热伸 长。长。（2）形式：卡环式、焊接角钢固定支座、曲面槽固定支座、挡板式）形式：卡环式、焊接角钢固定支座、曲面槽固定支座、挡板式 固定支座，一般前三者承受轴向推力小于固定支座，一般前三者承受轴向推力小于50KN,50KN 时，采用挡板式。时，采用挡板式。9 管道热补偿9.2 热伸长及热补偿热伸长及热补偿9.2.1 供热系统运行，因管道被热媒加热，受热膨胀引起管道伸长，供热系统运行，因管道被热媒加热，受热膨胀引起管道伸长，其自由伸长量可按下式计算其自由伸长量可按下式计算 L=（t1-t2).L ：管道线胀系数管道线胀系数,mm/m.L：管道计算长度。：管道计算长度。t1：管壁温度，一般可取热媒温度，：管壁温度，一般可取热媒温度，t2：管道安装温度，无资料：管道安装温度，无资料 时，。可取最冷月平均温度。时，。可取最冷月平均温度。9.2.2 补偿方式补偿方式 补偿器补偿器 补偿方法一般是在供热管道上设国定支座，固定支座之间设补偿补偿方法一般是在供热管道上设国定支座，固定支座之间设补偿器吸收或消除热伸长，也称分段补偿。器吸收或消除热伸长，也称分段补偿。（1）自然补偿）自然补偿:利用管道本身的自然弯曲进行补偿，主要形式有：利用管道本身的自然弯曲进行补偿，主要形式有：”L”和和”Z”型补偿型补偿（应该尽量利用）（应该尽量利用）。9 管道热补偿 热伸长热伸长 “L”：L1=t.L1 L2=t.L2 “Z”：h=t.).h h1=h.L13/(L13+L23)h2=h.L23/(L13+L23)9 管道热补偿自然补偿是利用弯管转角的弹性变形进行热补偿，热伸长不能大于自然补偿是利用弯管转角的弹性变形进行热补偿，热伸长不能大于 弹性变形，一般臂长不宜大于弹性变形，一般臂长不宜大于2025m。a、”L”形短臂长估算：形短臂长估算：L2=1.1(L1.d0/300)1/2 L2：短臂长度：短臂长度m；长臂热伸长；长臂热伸长mm；d0：管道外径。：管道外径。b、”Z”形短臂长估算：