(7)热水与燃气供应

郑州华信学院建筑设备（第7章热水与燃气供应）主讲：李献胜通过对本章学习后的要求：1、了解热水供应系统的分类和组成，热水用量标准及对水温和对水质的要求，燃气的种类、性质及常用供应方式。2、掌握热水供应管道系统的布置与敷设，燃气管道系统的组成及常用的燃气用具。7.1热水供应一、室内热水供应（P99）1、热水供应系统的分类和组成1）热水系统的分类按照热水供应范围大小：局部热水供应系统集中热水供应系统区域性热水供应系统1、局部热水供应（P99）优点：热水管路短，热损失小，造价低、设施简单、维护管理方便灵活；缺点：要用水设备尽量靠近设有炉灶的房间（1）利用炉灶炉膛加热热水的供应方式适用：单户或单个房间（如卫生所的手术室）家用炉灶（2）小型单管快速加热和汽水直接混合的加热方式适用：室外有蒸汽管道、室内仅有少量卫生器具使用热水。缺点：调节水温困难（3）管式太阳能热水器的热水供应方式缺点：冬季或阴雨天气效果较差，需要备有其他热源和设备使水加热。2、集中热水供应方式（P99）供水范围大、加热器及其他设备集中、加热效率高、热水制备成本低、设备容量小、使用较为方便舒适，但系统复杂、管线长、热损失大、投资较大，需要专门维护管理人员。室内热水管道系统形式（P102）（1）下行上给式全循环适用：热水用水量大、要求高的建筑（2）上行下给式适用：五层以上，并且对热水温度的稳定性要求较高的建筑。缺点：不便维护和检修管道（3）上行下给半循环管网方式适用：对水温的稳定性要求不高的五层以下的建筑物，比全循环方式节省管材（4）不设循环管道的上行下给管网方式适用：浴室、生产车间等建筑物内。节省管材，但每次供应热水前需要排泄掉管中的冷水。3、区域热水供应系统（P99）便于热能热能的综合利用和集中维护管理，有利于减少环境污染，可提高热效率和自动化程度，热水成本低；供水范围大，安全性高，管网复杂，热损失大，一次性投资大。二、热水系统的组成（P99）热水系统由第一循环系统和第二循环系统组成。由热源、水加热器和热媒管网组成第一循环系统。由热水配水管网和回水管网组成第二循环系统。1）工作流程：锅炉生产的蒸汽经热媒管送入水加热器加热冷水加热器中的热水由配水管送到各个用水点蒸汽凝结水由凝结水管排至凝水池锅炉用水由凝结池供给水加热器中所需冷水由给水系统供给2）热水系统的组成图三、室内热水管道的布置和敷设（P102）1、布置方式（1）明装使管道尽可能的布置在卫生间、厨房或非居住人的房间。（2）暗装不得埋于地面下，多敷设于地沟内、地下室顶部、建筑物最高层的顶部，或沿墙、柱敷设，也可敷设在管道井内及预留沟槽内。2、布置原则（1）管道穿墙、楼层时应设套管；（2）适当的位置应加设阀门，便于调节和检修；（3）考虑补偿，装自然补偿管道或装足够的管道补偿器；（4）所有的热水横管，均应有不小于0.003的坡度，以便排气和泄水。圆形纤维补偿器热水立管与水平干管的连接方式右图中：1－吊顶；2－地板或沟盖板；3－配水横管；4－回水管。非金属补偿器通用型补偿器大拉杆补偿器通用型补偿器四、热水供应系统的控制附件（P100）1、自动温度调节器热水供应系统控制热水温度，常采用自动温度调节器。2、疏水器作用：阻气排水设置在以蒸汽为热媒间接加热的凝结管道上。右图为偏心热动力式疏水器。它是利用进入阀体的蒸汽和凝结水，对阀片两边产生压力差而升降阀片达到排水阻汽作用。3、减压和节流阀减压阀安装在热媒进管上.节流阀安装在热水供应系统的回水管道上.热水加热器所需蒸汽压力一般小于4·90×105ｐａ，当热媒蒸汽压力远大于水加热器所需的蒸汽压力，通过减压阀把压力减到需要值。•减压阀的选择方法，热媒为蒸汽一般按下式计算，求得减压阀的工作孔口截面后，由产品样本确定其型号06.00qGff－减压阀工作孔口的截面积(cm2)G0－蒸汽流量(kg/h)q0－通过每cm2孔口截面的理论流量（蒸汽）(kg/h)4、自动排气阀为排除上行下给式干管中热水散发出来的气体，保证管道系统内热水畅通。5、自然补偿管道和伸缩器五、饮水供应的计算（补充）饮用水的水量可安下表用水定额和小时变化系数选用：建筑物名称单位饮用水量定额(L)小时变化系数(Kh)开水温度(℃)冷饮水温度℃热车间一般车间工厂生活间办公楼集体宿舍教学楼医院影剧院招待所体育馆高级饭店每人每班每人每班每人每班每人每班每人每日每人每日每学生每日每病床每日每人每厂每人每日每人每日每小时每人3～52～41～21～21～21～21～22～30.22～30.20.31～0.382.01.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.5100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）100（105）14～187～107～107～107～107～107～107～107～107～107～107～10饮用水量计算公式设计最大小时饮用水量计算公式)(maxLTqKqEhEqEmax－设计最大饮用水量(L/h)Kh－小时变化系数qE－饮用水量TE－每日供应饮用水时数六、热水的水质和水温要求（P101）（1）热水的水质要求生产用热水的水质标准符合生产工艺要求的标准，而生活用热水的水质标准除应符合我国现行的《生活饮用水卫生标准》外，对集中的热水供应系统加热前水质是否需要软化处理，应根据水质、水量、使用要求等因素进行技术经济比较确定。一般情况下热水供应系统按65℃水温计算时，水量较小，如用水量小于10m3可不进行软化处理。如果经过实践证明，该地区使用磁化器软化水有效时，可在水加热器或锅炉冷水进水管上安装磁水器。（2）水温的要求我国《规范》规定：冷水温度：当地最冷月平均水温热水锅炉和水加热器的出水温度75℃最不利配水点的最低水温：供洗涤时应不低于60℃供应浴盆时不低于55℃，加热设备出口与最不利配水点温度差15℃，生活用热水的水温一般为25～60℃。七、饮水供应方式（补充）室内饮水供应，包括开水、凉开水和凉水供应三大类开水温度通常按100C考虑，其水质符合国家现行的《生活饮用水水质标准》根据热源的具体情况，开水供应可分为：分散供应集中供应1、集中供应方式耗热量小，节省燃料，便于操作管理，投资省，但饮用不方便，饮用温度不保证。热水炉2、分散供应方式使用方便，可保证饮水点的水温，但不便集中管理，投资较高，耗热量较大。3、凉开水供应系统必须保证水质和饮用安全，防止污染。冷却器开水机气体燃料优点：热效率高，燃烧温度高，火焰调节方便，易实现燃烧系统自动化，无灰渣，管道输送。缺点：有毒，易燃爆炸。一、燃气的种类和性质（P103）城市民用和工业用燃气是由几种气体组成的混合气体，包括可燃和不可燃气体。可燃气体包括碳氢化合物、氢、一氧化碳；不可燃气体包括二氧化碳、氮和氧等。燃气种类很多，城市用气主要有人工煤气、液化石油气和天然气。1.天然气天然气是从地下直接开采出来的可燃气体。天然气一般可分为四种：从气井开采出来的气田气，或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。7.2燃气供应•一般纯天然气的可燃成分以甲烷为主，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。天然气的发热值为33494～41868ｋＪ/Ｂｍ３，是一种理想的城市气源。天然气可以管道输送，也可以压缩成液态运输和贮存，液态天然气的体积仅为气态天然气的1/600。•天然气通常没有气味，所以在使用时需混入无害而有臭味的气体(如乙硫醇Ｃ２Ｈ２ＳＨ），以便易于发现漏气的情况，避免发生中毒或爆炸等事故。•2.人工煤气•人工煤气是将煤、重油等矿物燃料通过热加工而得到的。通常使用的有干馏煤气(如焦炉煤气)和重油裂解气。•（1）固体燃料干馏煤气将煤放在专用的工业炉中，隔绝空气，从外部加热，分解出来的气体经过处理后，可分别得到煤焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体残渣即为焦炭。用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等，一般都采用炼焦炉，其干馏煤气称为焦炉煤气，它的主要成分是甲烷和氢气。（2）固体燃料气化煤气将煤或焦炭放入煤气发生炉，通入空气、水蒸气或两者的混合物，使其吹过赤热的煤(焦)层，在空气供应不足的情况下进行氧化和还原作用，生成以一氧化碳和氢为主的可燃气体，称为发生炉煤气。由于它的热值低，一氧化碳含量高，因此不适合作为民用煤气，多供工业用。（3）油制气将重油在压力、温度和催化剂的作用下，使分子裂变而形成可燃气体，这种气体经过处理后可分别得到煤气、粗苯和残渣油。重油裂解气也叫油煤气或油制气。（4）高炉煤气它是冶金炼铁时的副产气，其主要成分是一氧化碳和氮气。人工煤气具有强烈的气味及毒性，含有硫化氢、萘、苯、氨、焦油等杂质，容易腐蚀及堵塞管道，因此，人工煤气需加以净化后才能使用，并用贮气罐气态贮存或管道输送。供应城市的人工煤气要求发热值在14654ｋＪ/Ｂｍ３以上。一般焦炉煤气的发热值为17585～18422ｋＪ/Ｂｍ３，重油裂解气的发热值为16747～20515ｋＪ/Ｂｍ3。3.液化石油气液化石油气是在对石油进行加工处理过程中(例如常减压蒸馏、催化裂化、铂重整等)作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。液化石油气是多种气体的混合物，其中主要是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯，它们在常温常压下呈气态，当压力升高或温度降低时很容易转变为液态，便于贮存和运输。液化气的发热值通常为83736～113044ｋＪ/Ｂｍ3。二、城镇燃气供应方式（P104）城市燃气的供应目前有两种方式：一种是瓶装供应，它用于液化石油气，且距气源地不远，运输方便的城市；另一种是管道输送，它可以输送液化石油气，也可以输送人工煤气和天然气。这里主要介绍民用建筑室内燃气的管道系统。1.管道输送燃气街道燃气管网一般都布置成环状，以保证供气的可靠性，但投资较大；只有边远地区才布置成枝状，它投资省，但可靠性差。庭院燃气管网常采用枝状。庭院燃气管网是指从燃气总阀门井开始至各建筑物前的用户外管路。燃气在输送过程中要不断排出凝结水，因而管道应有不小于0.003的坡度坡向凝水器。凝水器内的水应定期用手摇泵排除。凝水器设在庭院燃气管道的入口处。燃气管网一般为埋地敷设，也可以架空敷设。一般情况不设管沟，更不准与其他管道同沟敷设，以防燃气泄漏时积聚在管沟内引起火灾、爆炸或中毒事故。埋地燃气管道不得穿过其他管沟，如因特殊需要必须穿越时，燃气管道必须装在套管内。埋地燃气管道穿越城市道路、铁路等障碍物时，燃气管应设在套管或管沟内，但套管或管沟要用砂填实。埋地燃气管道要做加强防腐处理，在穿越铁路等杂散电流较强的地方必须做特加强防腐，以抗御电化锈蚀。当由城市中压管网直接引入庭院管网，或直接接入大型公共建筑物内时，需设置专用调压室。调压室内设有调压器、过滤器、安全水封及阀门等。调压室宜为地上独立的建筑物，其净高不小于3m，屋顶应有泄压措施。调压室与一般房屋的水平净距不小于6m，距重要的公共建筑物不应小于25m。1）按用途分类燃气管道按用途分为长距离输气管线、城市燃气管道和工业企业燃气管道。长距离输气管线的干管及支管末端连接城市或大型工业企业，作为供应区的气源点。城市燃气管道包括街区和庭院分配管道、用户引入管和室内燃气管。2）按输气压力分类我国城市燃气管道根据输气压力一般可分为：（1）低压燃气管道：P≤0.01MPa；（2)中压B燃气管道：0.01MPa＜P≤0.2MPa；（3）中压A燃气管道：0.2MPa＜P≤0.4MPa；（4）次高压B燃气管道：0.4MPa＜P≤0.8MPa；（5）次高压A燃气管道：0.8MPa＜P≤1.6MPa；（6）高压B燃气管道：1.6MPa＜P≤2.5MPa；（7)高压A燃气管道：2.5MPa＜P≤4MPa。居民和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气，中压B和中压A管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压管道、中压管道、工业企业、大型