第六章 供热系统的及其主要设备

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110~150左右℃，回水温度60~70℃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⑴将热量从热网转移到局部系统；⑵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；⑶监测和计量各热用户的热耗量；⑷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）12131．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152.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。174．混合水泵的选择⑴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）。0GuGh0Guhggtttu118⑵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。⑶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。251．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⑴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282．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30⑴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32⑵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34⑶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。⑷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231456789363．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384.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39405.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。41426.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；4344(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。⑴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。45⑵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。462．除污器⑴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。⑵类型：立式直通除污器、卧式直通除污器和卧式角通除污器。⑶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159×4.5mm，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49503.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5152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5354五、热力站的布置1．布置原则⑴应尽量靠近供热区域的中心或热负荷最集中区的中心；⑵可设在单独建筑内，也可利用旧建筑的底层或地下室；⑶尽量利用原有的供暖锅炉房及原有管网系统；⑷工业用热力站应尽量利用企业原有锅炉房。55562．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585960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613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