(培訓(xùn))化工-蒸汽

1、 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)本講主要內(nèi)容蒸汽采暖的特點蒸汽采暖的特點蒸汽采暖的分類蒸汽采暖的分類室內(nèi)高壓蒸汽采暖系統(tǒng)室內(nèi)高壓蒸汽采暖系統(tǒng)疏水器及其附屬設(shè)備疏水器及其附屬設(shè)備 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)一、蒸汽采暖的特點 與熱水作為供熱(暖)系統(tǒng)的相對比，蒸汽具有的特點：1.蒸汽在系統(tǒng)散熱設(shè)備中，靠水蒸汽凝結(jié)成水放出熱量。2.蒸汽和凝水在系統(tǒng)管路內(nèi)流動時,其狀態(tài)參數(shù)變化比較大，還會伴隨相態(tài)變化 。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)4.蒸汽在散熱設(shè)備中定壓凝結(jié)放熱,散熱設(shè)備的熱媒溫度為該壓力下的飽和溫度。5.蒸汽供暖系統(tǒng)中的蒸汽比容，較熱水比容大得多

2、。可大大減輕前后加熱滯后的現(xiàn)象。6.蒸汽作為供熱系統(tǒng)的熱媒，其適用范圍廣。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)1、蒸汽在系統(tǒng)散熱設(shè)備中，靠水蒸汽凝結(jié)成水放出熱量。每1kg蒸汽在散熱設(shè)備中凝結(jié)時放出的熱量q，可按下式計算： q = i - q1q = i - q1 kJkg當(dāng)進入散熱設(shè)備的蒸汽是飽和蒸汽，流出的凝水是飽和凝水時： q = rq = r kJkg 如采用高溫水130/70 供暖，每1kg水放出的熱量為Q=ctG =251.2kJkg。 采用蒸汽表壓力200kPa供熱，相應(yīng)的汽化潛熱r2164kJkg。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)2、蒸汽和凝水在管路里流動

3、時，會伴隨相態(tài)變化 。濕飽和蒸汽在沿途產(chǎn)生凝水；濕飽和蒸汽經(jīng)過閥門等節(jié)流后可能成為干飽和蒸汽或過熱蒸汽；凝水重新汽化，產(chǎn)生“二次蒸汽”。引起系統(tǒng)中出現(xiàn)所謂“跑、冒、滴、漏問題。蒸汽供暖系統(tǒng)比熱水供暖系統(tǒng)在設(shè)計和運行管理上較為復(fù)雜。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3、蒸汽供暖系統(tǒng)中的蒸汽比容，較熱水比容大得多。通常可采用比熱水流速高得多的速度?？纱蟠鬁p輕前后加熱滯后的現(xiàn)象。 水靜壓力比熱水系統(tǒng)小。 如：在高層建筑供暖中，不會像熱水供暖那樣，產(chǎn)生很大的水靜壓力。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)4、蒸汽供暖系統(tǒng)中的散熱器熱媒平均溫度高。例如： 高溫水130/70 供暖系統(tǒng)

4、的散熱器熱媒平均溫度為（130+70）/2=100 ； 采用蒸汽表壓力200kPa供熱，散熱器熱媒平均溫度為133.5；該壓力下的飽和溫度 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)5、蒸汽作為供熱系統(tǒng)的熱媒，其適用范圍廣。蒸汽供熱系統(tǒng)的熱惰性小。適宜于間歇供熱的用戶。蒸汽的飽和溫度隨壓力增高而增高。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)6. 低位熱能利用，節(jié)能7.熱容量8.運行費用高9.壽命短（進空氣）10.調(diào)節(jié)不易（間歇）11.衛(wèi)生，但燙人 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)二、蒸汽采暖的分類1.按照供汽壓力的大小 供汽的表壓力高于70KPa時，稱為高壓蒸汽供暖 高壓蒸

5、汽供暖的壓力一般由管路和設(shè)備的耐壓強度確定。 供汽的表壓力等于或低于70kPa時，稱為低壓蒸汽供暖 當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于大氣壓力時，稱為真空蒸汽供暖 系統(tǒng)復(fù)雜，衛(wèi)生條件好。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)2.按照蒸汽干管布置的不同上供式中供式下供式 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)單管式雙管式 目前國內(nèi)絕大多數(shù)蒸汽供暖系統(tǒng)采用雙管式。 3.按照蒸汽立管布置特點 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)重力回水機械回水 高壓蒸氣供暖系統(tǒng)都采用機械回水方式。 4.按照回水動力不同 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)水擊1.水擊產(chǎn)生的原因 在蒸汽供暖系統(tǒng)中，沿管

6、壁凝結(jié)凝水可能被高速的蒸汽流裹帶，形成隨蒸汽流動的高速水滴；落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起，形成“水塞”，并隨蒸汽一起高速流動，在遭到閥門、拐彎或向上的管段等使流動方向改變時，水滴或水塞在高速下與管件或管子撞擊，就產(chǎn)生“水擊”。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)噪聲振動局部高壓，嚴(yán)重時能破壞管件接口的嚴(yán)密性和管路支架。2.水擊的危害 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3.減輕水擊的方法供汽主立管管徑大些，速度低；下端裝輸水器。設(shè)坡 水平敷設(shè)的供汽管路，必須具有足夠的坡度，并盡可能保持汽、水同向流動。 蒸汽干管汽水同向流動時，坡度i宜采用0.003，不得小于0

7、.002。散熱器支管的坡度i0.01-0.02。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3.減輕水擊的方法 干管 供汽干管向上拐彎處，必須設(shè)置疏水裝置 。供汽干管與立管的連接方式 為了保持蒸汽的干度，避免沿途凝水進人供汽立管，供汽立管宜從供水干管的上方或側(cè)上方接出。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)三、室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng) 利用高壓蒸汽作為熱媒，向工廠車間及其軸助建筑物各種不同用途的熱用戶(生產(chǎn)工藝、熱水供應(yīng)、通風(fēng)及供暖熱用戶等)供熱，是一種常用的供熱方式。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)1.高壓供暖系統(tǒng)的形式 室內(nèi)高壓蒸汽供暖系統(tǒng)大多采用雙管上供下回式布置。各

8、散熱器的凝水通過室內(nèi)凝水管路進入集中的疏水器。采用集中的疏水器，故排水量較大 為什么采用這樣的系統(tǒng)？疏水器的作用？ 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)2.凝水管道的設(shè)計1) 散熱設(shè)備到疏水器前的凝水管路 干式凝水管路設(shè)計，沿凝水流動方向的坡度不得小于0005 。2) 疏水器到凝水箱的凝水管路 此段管道，由于凝水會部分重新汽化，生成二次蒸汽。同時，疏水器因動作滯后或阻汽不嚴(yán)也會有部分漏氣現(xiàn)象。因此，疏水器后的管道設(shè)計應(yīng)按兩相流考慮。管徑要比輸送純凝水(如采用機械回水方式)的大很多。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3.高壓蒸汽供熱系統(tǒng)的回水方式1) 余壓回水方式 靠疏水器后

9、的余壓輸送凝水的方式，通常稱為余壓回水。余壓回水設(shè)備簡單，是應(yīng)用最為普遍的一種凝水回收方式。 2) 設(shè)置二次蒸發(fā)器的凝水回收方式 當(dāng)蒸汽供熱系統(tǒng)使用較高壓力時，凝水管道內(nèi)生成的二次氣量就會增多?？蓪⑹褂脡毫^高的室內(nèi)各用戶的高溫凝水先引入專門設(shè)置的二次蒸發(fā)器，通過二次蒸發(fā)器分離出二次蒸汽，再就地利用。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)兩種回水方式的比較： 與余壓回水方式相比，設(shè)置二次蒸發(fā)器的凝水回收方式設(shè)備增多，但它可避免室外余壓水系統(tǒng)汽水兩相流動易產(chǎn)生水擊，高低壓凝水合流相互干擾，外網(wǎng)管徑較粗等缺點。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)設(shè)置二次蒸發(fā)器的室內(nèi)高壓蒸汽供熱系

10、統(tǒng) 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)四、疏水器及其附屬設(shè)備1、疏水器 疏水器分類：根據(jù)疏水器的作用原理不同，可分為三種類型的疏水器： (1)機械型疏水器 (2)熱動力型疏水器 (3)熱靜力型(恒溫型)疏水器 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)浮筒式疏水器幾種常用的疏水器簡介：浮筒式疏水器 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)優(yōu)點：漏汽量很小 排出具有飽和溫度的凝水 啟動壓力小 疏水器阻力小，疏水器的背壓可較高。 浮筒式疏水器缺點：體積大排量小筒內(nèi)易沉渣垢，閥孔易磨損活動部件多維修量較大 安裝：水平安裝。適用用戶出口。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)圓

11、盤式疏水器 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)優(yōu)點：體積小重量輕結(jié)構(gòu)簡單安裝維修方便，排水能力大圓盤式疏水器缺點：周期性漏氣受周圍環(huán)境影響安裝：水平安裝。散熱器之后。漏氣原因？凝水量小或疏水器前后壓差過小(P1-P20.5P1) 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)溫調(diào)式疏水器 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng) 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)優(yōu)點：排除過冷凝水安裝位置不受水平限制不汽化，不產(chǎn)生二次蒸汽 溫調(diào)式疏水器缺點：不宜安裝在周圍環(huán)境溫度高的場合加工難度大安裝：水平、垂直或一定角度安裝。立管下或散熱器之后。為什么？ 供供 熱熱 工工 程程第十九講

12、 蒸汽供暖系統(tǒng)疏水器選擇計算1疏水器排水量計算 選擇疏水器的規(guī)格尺寸，確定疏水器的排水能力，就是選擇其內(nèi)部排水小孔的直徑或面積。 當(dāng)生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品樣本中已提供各種不同規(guī)格和不同情況下的排水量數(shù)據(jù)時，可直接采用這些數(shù)據(jù)來選擇疏水器，而不必計算。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)2疏水器疏水倍率 選擇疏水器閥孔尺寸時，應(yīng)使疏水器的排水能力大于用熱設(shè)備的理論排水量，即：lshKGG式中 疏水器設(shè)計排水量，kg/h ； 用熱設(shè)備的理論排水量，kg/h； K一選擇疏水器的倍率。shGlG 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng) 引入K值因素：1.安全因素，理論計算與實際運行情況不會一致

13、。 輸水器的排水能力下降，凝水量也會增多等。2.使用情況，用熱設(shè)備在低壓力，大負荷的情況下起動時，或需要迅速加熱用熱設(shè)備時，疏水器的排水能力要大于設(shè)備正常運行時的疏水量。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng) 引入K值因素： 此外，對間歇工作的疏水器(如浮筒式疏水器)，選擇倍率K值應(yīng)適當(dāng)，以避免疏水器間歇頻率太大，閥孔及閥座很快磨損。 不同熱用戶系統(tǒng)的輸水器選擇倍率K值，可查表7-1。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3疏水器前、后壓力的確定原則 疏水器前的表壓力P1取決于疏水器在蒸汽供熱系統(tǒng)中連接的位置。 (1)當(dāng)疏水器用于排除蒸汽管路的凝水時，P1Pb，此處Pb表示疏水點處的蒸汽表壓力 (2)當(dāng)疏水器安裝在用熱沒備(如熱交換器暖風(fēng)機等)的出口凝水支管上時，P1=0.95Pb，此處Pb表示用熱設(shè)備前的蒸汽表壓力。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)3疏水器前、后壓力的確定原則 (3)當(dāng)疏水器安裝在凝水干管末端時，P10.75 Pb。此處Pb表示該供熱系統(tǒng)的入口蒸汽表壓力(注：考慮高壓蒸汽管道供汽管的壓力損失約為0.25P b，見第六節(jié)水力計算說明)。 供供 熱熱 工工 程程第十九講 蒸汽供暖系統(tǒng)為保證疏水器正常工作，必須保證疏水器有一個最小的壓差，亦即在疏水器前壓力