课题2集中供热系统的主要设备课件.ppt
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- 课题 集中供热 系统 主要 设备 课件
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1、LOGOGONG RE GONG CHENG武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社u【知识目标【知识目标】u1.1.掌握热力站的分类、基本形式、适用范围、热力站设计掌握热力站的分类、基本形式、适用范围、热力站设计注意事项;注意事项;u2.2.了解凝结水箱的分类、组成、选用方法;了解凝结水箱的分类、组成、选用方法;u3.3.了解常用换热器的构造、优缺点、适用范围;了解常用换热器的构造、优缺点、适用范围;u4.4.了解阀门的一般分类、阀门型号的表示方法;了解喷射了解阀门的一般分类、阀门型号的表示方法;了解喷射器的工作原理;器的工作原理;u5.5.掌握常用阀门的构造、使用调节方法及特点。掌握常用阀门的
2、构造、使用调节方法及特点。u【能力目标【能力目标】u1.1.能够进行用户热力引入口的设计;能够进行用户热力引入口的设计;u2.2.能够进行凝结水箱、换热器的选用;能够进行凝结水箱、换热器的选用;u3.3.能够正确布置和使用阀门。能够正确布置和使用阀门。12u所谓热力站,是指根据热网的工况和用户需要,采用合理所谓热力站,是指根据热网的工况和用户需要,采用合理的连接方式,转换热介质种类,改变供热介质参数,分配、的连接方式,转换热介质种类,改变供热介质参数,分配、控制、集中计量及检测供给热用户热量的场所。其中热用控制、集中计量及检测供给热用户热量的场所。其中热用户是指从供热系统获得热能的用热装置,它
3、是集中供热系户是指从供热系统获得热能的用热装置,它是集中供热系统中的末端装置。热力站是为某一区域的建筑服务的,它统中的末端装置。热力站是为某一区域的建筑服务的,它有自己的二级网路。热力站可以是单独的建筑,也可以设有自己的二级网路。热力站可以是单独的建筑,也可以设在某一建筑物内。而热用户是指某一单体建筑在某一建筑物内。而热用户是指某一单体建筑(或用热单或用热单位位),它没有自己的二级网路。,它没有自己的二级网路。u一般从热源向外供热有两种基本方式:第一种方式为热媒一般从热源向外供热有两种基本方式:第一种方式为热媒由热源经过热网直接由热源经过热网直接(连接连接)进入热用户,如进入热用户,如图图11
4、-l11-l(a a)所示;第二种为热媒由热源经过热网进入热力站所示;第二种为热媒由热源经过热网进入热力站(也叫热也叫热力点力点),再进入各个热用户,如,再进入各个热用户,如图图11-111-1(b b)所示。所示。图图11-1热力站、热用户示意图热力站、热用户示意图u用户热力站又叫用户引入口,设置在单幢民用建筑及公共用户热力站又叫用户引入口,设置在单幢民用建筑及公共建筑的地沟入口或建筑物底层的专用房间、建筑物的地下建筑的地沟入口或建筑物底层的专用房间、建筑物的地下室、入口竖井内,通过它向该用户或相邻几个用户分配热室、入口竖井内,通过它向该用户或相邻几个用户分配热能。能。u引入口有民用用户和工
5、业用户两种类型。在用户引入口处,引入口有民用用户和工业用户两种类型。在用户引入口处,在用户供回水总管上应设置阀门、压力表、温度计、阀件在用户供回水总管上应设置阀门、压力表、温度计、阀件及监测计量仪表等。一般每个用户只设一个引入口。及监测计量仪表等。一般每个用户只设一个引入口。u图图11-211-2是用户引入口示意图是用户引入口示意图 u用户引入口的主要作用是为用户分配、转换和调节供热量,用户引入口的主要作用是为用户分配、转换和调节供热量,以达到设计要求;监测并控制进入用户的热媒参数;计量、以达到设计要求;监测并控制进入用户的热媒参数;计量、统计热媒流量和用热量。因此,用户引入口是按局部系统统计
6、热媒流量和用热量。因此,用户引入口是按局部系统需要进行热量分配、转换、调节、控制、计量的枢纽。需要进行热量分配、转换、调节、控制、计量的枢纽。图图11-2 用户引入口示意图用户引入口示意图l-压力表;2-用户供回水总管阀门;3-除污器;4-手动调节阀;5-温度计;6-旁通管阀门u向一个或多个街区分配热能,装有换热设备、分配阀门、测量仪向一个或多个街区分配热能,装有换热设备、分配阀门、测量仪表和水泵的专用机房,称为集中热力站,通常又叫小区热力站。表和水泵的专用机房,称为集中热力站,通常又叫小区热力站。大多是单独的建筑物,也可布置在建筑物的底层或地下室内。大多是单独的建筑物,也可布置在建筑物的底层
7、或地下室内。u热水供热热力站示意图如热水供热热力站示意图如图图11-311-3所示。热水供应用户所示。热水供应用户a a与热水网与热水网路通过水路通过水-水热交换器进行热交换,其连接形式是间接连接。用水热交换器进行热交换,其连接形式是间接连接。用户的回水和城市上水一起进入水户的回水和城市上水一起进入水-水换热器水换热器4 4被外网水加热,用户被外网水加热,用户供水靠热水供应循环水泵供水靠热水供应循环水泵6 6形成循环,用户供水与热网水完全隔形成循环,用户供水与热网水完全隔开。温度调节器开。温度调节器5 5是依据用户的供水温度要求调节进入循环环路是依据用户的供水温度要求调节进入循环环路的水量,并
8、通过设置在用户上水管的上水流量计的水量,并通过设置在用户上水管的上水流量计8 8统计热水供应统计热水供应用户的用水量。用户的用水量。u热水供应用户热水供应用户b b与热水网路采用直接连接形式。在热力站内设置与热水网路采用直接连接形式。在热力站内设置采暖系统混合水泵采暖系统混合水泵9 9,热网供水抽引采暖系统的回水进入采暖系,热网供水抽引采暖系统的回水进入采暖系统供水管路送入用户。统供水管路送入用户。图图11-3 热水供热热力站热水供热热力站l-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-采暖系统混合水泵;lO-除
9、污器;11-旁通管;12-热水供应循环管路u蒸汽供热热力站常用于工厂企业用热单位。下面以蒸汽供热热力站常用于工厂企业用热单位。下面以图图11-411-4所示为例,介绍具有多类热负荷的工业蒸汽热力站。所示为例,介绍具有多类热负荷的工业蒸汽热力站。u热网蒸汽首先进入分汽缸热网蒸汽首先进入分汽缸1 1,然后根据各类热用户要求的,然后根据各类热用户要求的工作压力、温度,经减压阀(或减温器)调节后分别输送工作压力、温度,经减压阀(或减温器)调节后分别输送出去。如工厂采用热水采暖系统,则多采用汽出去。如工厂采用热水采暖系统,则多采用汽-水式换热水式换热器,将热水供暖系统的循环水加热器,将热水供暖系统的循环
10、水加热 图图11-4 工业蒸汽热力站示意图工业蒸汽热力站示意图l-分汽缸;2-汽-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;l0-调节阀;11-安全阀;12-循环水泵;13-凝水流量计u11.1.4.111.1.4.1补给水的处理补给水的处理u二级热网系统应进行补水,补给水应进行处理,以保证热二级热网系统应进行补水,补给水应进行处理,以保证热力站换热设备的正常运行。补给水的处理主要方法有:力站换热设备的正常运行。补给水的处理主要方法有:u(1)(1)在热力站内设置简易的补给水水处理设备,把处理后在热力站内设置简易的补给水水处理设备,把处理
11、后的城市给水补入二级热网,如整体式水处理装置、复合被的城市给水补入二级热网,如整体式水处理装置、复合被膜加药装置等。膜加药装置等。u(2)(2)将一级热网的回水作为二级热网补水。由于增加一级将一级热网的回水作为二级热网补水。由于增加一级热网的失水量,使热源处的水处理量增大。由于二级热网热网的失水量,使热源处的水处理量增大。由于二级热网水温不高,一般不会超过水温不高,一般不会超过9090,不必进行除氧处理,采用,不必进行除氧处理,采用简单的水处理即可满足水质要求。将一级热网的回水作为简单的水处理即可满足水质要求。将一级热网的回水作为二级热网补水的处理方案不够经济。但是当二级热网系统二级热网补水的
12、处理方案不够经济。但是当二级热网系统对补水水质要求较高,且水量不大时,可考虑采用此补水对补水水质要求较高,且水量不大时,可考虑采用此补水方案方案 u11.1.4.211.1.4.2蒸汽供热热力站的凝结水回收问题蒸汽供热热力站的凝结水回收问题 u蒸汽在用热设备内放热后的冷凝水经过疏水器疏水,通过蒸汽在用热设备内放热后的冷凝水经过疏水器疏水,通过凝水管进入凝结水箱,收集后的凝水返回热源的系统,称凝水管进入凝结水箱,收集后的凝水返回热源的系统,称为凝结水回收系统。为凝结水回收系统。u凝结水回收设备是蒸汽供热热力站的重要组成部分,主要凝结水回收设备是蒸汽供热热力站的重要组成部分,主要包括凝结水泵、凝结
13、水箱等。以蒸汽作为加热热媒的热力包括凝结水泵、凝结水箱等。以蒸汽作为加热热媒的热力站中,蒸汽加热后的凝结水一般应回收,且应尽可能利用站中,蒸汽加热后的凝结水一般应回收,且应尽可能利用凝结水的二次汽的余热。凝结水的二次汽的余热。u凝结水箱是用来收集、储存系统凝水的设备,有开式凝结水箱是用来收集、储存系统凝水的设备,有开式(无无压压)凝结水箱和闭式凝结水箱和闭式(有压有压)凝结水箱。通常用凝结水箱。通常用3 310mm10mm厚厚的钢板焊接而成。的钢板焊接而成。u1)1)开式水箱开式水箱u开式水箱与通大气相同,承压较小,多为长方形开式水箱与通大气相同,承压较小,多为长方形(图图11-5)11-5)
14、。应设人孔、水位计、温度计、水封、溢流管、泄水管、进应设人孔、水位计、温度计、水封、溢流管、泄水管、进出水管、排汽管和取样装置等附件。当水箱高度大于出水管、排汽管和取样装置等附件。当水箱高度大于1.5m1.5m时,应设内、外扶梯。时,应设内、外扶梯。图图11.5 开式凝结水箱开式凝结水箱1-空气管;2-人孔盖;3-凝水进入管;4-水位计;5-凝水排出管;6-泄水管;7-溢流管u 2)2)闭式水箱闭式水箱u闭式水箱不与大气相通,为承压水箱,多做成圆筒形闭式水箱不与大气相通,为承压水箱,多做成圆筒形(图图11-6)11-6)u闭式水箱上应设置安全水封。它的作用有:防止水箱压力闭式水箱上应设置安全水
15、封。它的作用有:防止水箱压力过高,防止空气进入箱内,兼作溢流管用。过高,防止空气进入箱内,兼作溢流管用。图图11-6闭式凝结水箱闭式凝结水箱l-凝水进入管;2-凝水排出管;3-泄水管;4-安全水封;5-水位计u换热器是用来把温度较高流体的热能传递给温度较低流体换热器是用来把温度较高流体的热能传递给温度较低流体的一种热交换设备。的一种热交换设备。u热水换热器,根据参与热交换的介质的不同,换热器可分热水换热器,根据参与热交换的介质的不同,换热器可分为汽为汽-水(式)换热器和水水(式)换热器和水-水(式)换热器;根据换热方水(式)换热器;根据换热方式的不同,热水换热器可分为表面式换热器式的不同,热水
16、换热器可分为表面式换热器(被加热热水被加热热水与热媒不直接接触,通过金属壁面进行传热,如壳管式、与热媒不直接接触,通过金属壁面进行传热,如壳管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等容积式、板式和螺旋板式换热器等)和混合式换热器和混合式换热器(冷热冷热两种介质直接接触,进行热交换,如淋水式、喷管式换热两种介质直接接触,进行热交换,如淋水式、喷管式换热器等器等)。目前供热系统常用的表面式水加热器有用蒸汽作。目前供热系统常用的表面式水加热器有用蒸汽作为热媒的汽为热媒的汽-水式换热器,也有用高温水作为热媒的水水式换热器,也有用高温水作为热媒的水-水水式换热器。式换热器。u11.2.1.111.2.1.1表
17、面式换热器表面式换热器u一、壳管式换热器一、壳管式换热器 u(1 1)壳管式汽壳管式汽-水换热器水换热器 固定管板式汽固定管板式汽-水换热器水换热器 这种换热器的典型构造示意图如这种换热器的典型构造示意图如图图11-7(a)11-7(a)所示。它是所示。它是由带有蒸汽进出口连接短管的圆柱形外壳由带有蒸汽进出口连接短管的圆柱形外壳1 1;多根管子所;多根管子所组成的管束组成的管束 2 2;固定管束的管栅板;固定管束的管栅板3 3;带有被加热水进出;带有被加热水进出口连接短管的前水室口连接短管的前水室4 4及后水室及后水室5 5组成。蒸汽从管束外表面组成。蒸汽从管束外表面流过,被加热水在管束内流过
18、,两者通过管束的壁面进行流过,被加热水在管束内流过,两者通过管束的壁面进行热交换。为了增加流体在管外空间的流速,强化传热,通热交换。为了增加流体在管外空间的流速,强化传热,通常在前水室、后水室间加折流隔板,使管束中的水由单行常在前水室、后水室间加折流隔板,使管束中的水由单行程变成二行程、多行程,为便于检修,行程通常取偶数,程变成二行程、多行程,为便于检修,行程通常取偶数,使进出水口在同一侧。使进出水口在同一侧。图图11-7(b)11-7(b)是带膨胀节的壳管式汽是带膨胀节的壳管式汽-水换热器构造示意图。水换热器构造示意图。U U形壳管式汽形壳管式汽-水换热器水换热器 U U形管式换热器构造示意
19、图如形管式换热器构造示意图如图图11-7(c)11-7(c)所示。它是将所示。它是将换热器换热管弯成换热器换热管弯成U U形,两端固定在同一管板上,因此,形,两端固定在同一管板上,因此,每个换热管可以自由地伸缩,解决了热膨胀问题,同时管每个换热管可以自由地伸缩,解决了热膨胀问题,同时管束可以随时从壳体中整体抽出进行清洗。但其管内无法用束可以随时从壳体中整体抽出进行清洗。但其管内无法用机械方法清洗,管束中心部位的管子拆卸不方便。机械方法清洗,管束中心部位的管子拆卸不方便。U U形壳形壳管式汽管式汽-水换热器多用于温差大、管束内流体较干净、不水换热器多用于温差大、管束内流体较干净、不易结垢的场合。
20、易结垢的场合。浮头式壳管汽浮头式壳管汽-水换热器水换热器 浮头式壳管汽浮头式壳管汽-水换热器构造示意图如水换热器构造示意图如图图11-7(d)11-7(d)所示。所示。一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动,不相连的一头称为浮头,即使两介质温差较大,管浮动,不相连的一头称为浮头,即使两介质温差较大,管束和壳体之间也不产生温差应力。浮头端可拆卸,便于检束和壳体之间也不产生温差应力。浮头端可拆卸,便于检修和清洗。但其结构较复杂。修和清洗。但其结构较复杂。图图11-7 壳管式汽壳管式汽-水换热器水换热器(a)固定管板式汽-水换热器;(
21、b)带膨胀节的壳管式汽-水换热器;(c)U形壳筲式汽-水换热器;(d)浮头壳管汽-水换热器1-外壳;2-管束;3-固定管栅板;4-前水室;5-后水室;6-膨胀节;7-浮头;8-挡板;9-蒸汽入口;10-凝水出口;11-汽侧排气管;12-被加热水出口;13-被加热水入口;14-水侧排气管u(2 2)壳管式水)壳管式水-水换热器水换热器 分段式水分段式水-水换热器水换热器 分段式水分段式水-水换热器是由带有管束的几个分段组成,各水换热器是由带有管束的几个分段组成,各段之间用法兰连接。每段采用固定管板,外壳上设有波形段之间用法兰连接。每段采用固定管板,外壳上设有波形膨胀节,以补偿管子的热膨胀。为了便
22、于清除水垢,被加膨胀节,以补偿管子的热膨胀。为了便于清除水垢,被加热水(水温较低)在管内流动,而加热用热水(水温较高)热水(水温较低)在管内流动,而加热用热水(水温较高)在管外流动,且两种流体为逆向流动,传热效果较好。分在管外流动,且两种流体为逆向流动,传热效果较好。分段式水段式水-水换热器的构造水换热器的构造示意图示意图11-811-8所示。所示。套管式水套管式水-水换热器水换热器 套管式水套管式水-水换热器是由若干个标准钢管做成的套管焊水换热器是由若干个标准钢管做成的套管焊接而成,形成接而成,形成“管套管管套管”的型式,是一种最简单的壳管式。的型式,是一种最简单的壳管式。与分段式水与分段式
23、水-水换热器一样,为提高传热效果水换热器一样,为提高传热效果,换热流体为换热流体为逆向流动。套管式水逆向流动。套管式水-水换热器构造示意图如水换热器构造示意图如图图11-911-9所示。所示。图图11-8分段式水分段式水-水换热器的构造示意图水换热器的构造示意图图图11-9 套管式水套管式水-水换热器的构造示意图水换热器的构造示意图u二、容积式换热器二、容积式换热器 u容积式换热器分为容积式汽容积式换热器分为容积式汽-水换热器和容积式水水换热器和容积式水-水换热水换热器。容积式换热器有一定的储水作用,传热系数小,热交器。容积式换热器有一定的储水作用,传热系数小,热交换效率低。换效率低。图图11
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