集中供熱系統(tǒng)與水力平衡(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上集中供熱系統(tǒng)與水利平衡一、 集中供熱系統(tǒng)城市集中供熱是我國近30年來迅速發(fā)展的供熱技術(shù)，特別是最近20年來，飛速發(fā)展成為成為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。相對于單戶、單棟樓建筑的分散供熱而言，集中供熱具有熱負(fù)荷多、熱源規(guī)模大、熱效率高、節(jié)約燃料和勞動力、占用土地少等優(yōu)點(diǎn)，因而在城市供熱中應(yīng)大規(guī)模使用。城市集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三部分構(gòu)成。1.熱源熱源是城市集中供熱的核心。熱源類別和規(guī)模根據(jù)用戶性質(zhì)、負(fù)荷及城市現(xiàn)有的資源確定。目前普遍采用的是熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電站和區(qū)域鍋爐房。圖7-5抽汽式熱電廠供熱系統(tǒng)1-鍋爐；2-汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-凝汽器；5-主加熱器；6-

2、高峰加熱器；7-循環(huán)水泵；8-除污器；9-壓力調(diào)節(jié)閥；10-補(bǔ)給水泵；11-補(bǔ)充水處理裝置；12-凝結(jié)水箱；13、14-凝結(jié)水泵；15-除氧器；16-鍋爐給水泵；17-過熱器；18-減壓裝置圖中所示為抽氣式熱電廠供熱系統(tǒng)圖。該系統(tǒng)以熱電廠為熱源，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。蒸汽鍋爐產(chǎn)生的高溫，高壓蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)膨脹做功，帶動同軸發(fā)電機(jī)發(fā)電。蒸汽做功到一定程度，從部分汽輪機(jī)中間一個抽汽口出來此時壓力降至1MPa左右向工業(yè)用戶直接供蒸汽，也可以從第二個抽汽口出來，此時壓力為0.2MPa左右，加熱熱網(wǎng)回水后再用水泵送出供用戶用熱。基本加熱器出水溫度一般為95-118。如果需要再打開尖峰加熱器，水溫可以達(dá)到130

3、?；厮疁囟纫话銥?0或更低一些。以熱水鍋爐或工業(yè)蒸汽鍋爐為熱源的供熱系統(tǒng)成為區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。與熱電廠不同，他只有供蒸汽或熱水的任務(wù)不發(fā)電。蒸汽為用汽企業(yè)使用，熱水可供暖，也可以制冷。國家標(biāo)準(zhǔn)對蒸汽鍋爐房和熱水鍋爐都有一個規(guī)定，生產(chǎn)鍋爐的廠家依據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。熱電站蒸汽鍋爐和工業(yè)鍋爐參數(shù)不同，表明鍋爐參數(shù)的蒸汽鍋爐：蒸發(fā)量單位為：t/h-每小時能蒸發(fā)的水量。蒸汽壓力單位為：MPa和過去常用單位換算是：1MPa=9.8kg/cm²10kg/cm²額定出口溫度為 熱水鍋爐參數(shù)有：額定功率，用MW-兆瓦表示。1兆瓦=1000千瓦。額定出口/進(jìn)口水溫，最常見95/70、115

4、/70、130/70允許工作壓力MPa，常見的為0.4-1.25MPa城市集中供熱系統(tǒng)主要熱源為熱電廠，汽供熱面積一般都在200萬平方米以上。區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)一般在20萬平方米以上，以130/70或者110/70熱水鍋爐供熱。低于20萬平方米一般稱為小區(qū)鍋爐房，熱水鍋爐一般配備有110/70或者95/70的熱水鍋爐。2.供熱管網(wǎng)及設(shè)備圖7-1雙管閉式熱水供熱系統(tǒng)(a)無混合裝置的直接連接；(b)裝水噴射器的直接連接；(c)裝混合水泵的直接連接；(d)供暖熱用戶與熱網(wǎng)的間接連接；(e)通風(fēng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接；(f)無儲水箱的連接方式；(g)裝設(shè)上部儲水箱的連接方式；(h)裝置容積式換熱器的連接

5、方式；(i)裝設(shè)下部儲水箱的連接方式1-熱源的加熱裝置；2-網(wǎng)路循環(huán)水泵；3-補(bǔ)水泵；4-補(bǔ)給水壓力調(diào)節(jié)器；5-散熱器；6-水噴射器；7-混合水泵；8-表面式水-水換熱器；9-供暖熱用戶系統(tǒng)的循環(huán)水泵；10-膨脹水箱；11-空氣加熱器；12-溫度調(diào)節(jié)器；13-水-水式換熱器；14-儲水箱；15-容積式換熱器；16-下部儲水箱；17-熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)水泵；18-熱水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)管路上圖表示閉式供熱系統(tǒng)熱用戶與熱水網(wǎng)路連接方式。（1）7-1（a）所示，優(yōu)點(diǎn)為形式簡單、造價低：（2）7-1（b）用戶用熱水溫度低于來水溫度，引入部分回水降低溫度，滿足使用要求，構(gòu)造簡單，但供回水壓差必須0.1MPa

6、（3）7-1（c）用混水泵替代上面噴射器?？梢詽M足0.1MPa的場合（4）7-1（d）通過水-水換熱器將一次來水熱量轉(zhuǎn)移到二次水。用于用戶同熱網(wǎng)不能直接相連，保證用戶安全的場合。設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。（5）7-1（e）如果通風(fēng)用戶散熱器承壓能力高，直接使用。（6）7-1（f）、（g）、（h）、（i）為生活熱水連接方式。區(qū)域鍋爐房，小區(qū)鍋爐房供熱管網(wǎng)基本上都是支形結(jié)構(gòu)管網(wǎng)，一般可架空，但大多數(shù)是聚氨酯保溫直埋地下。而城市集中供熱管網(wǎng)可以是枝形網(wǎng)，也可以是環(huán)形網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)多是由一個或一個以上熱源供熱。環(huán)狀網(wǎng)有利于不停止供熱情況下局部搶修。城市集中供熱管網(wǎng)一般在道路建設(shè)同時建設(shè)熱力管溝，用來鋪設(shè)熱力

7、管道3必要的設(shè)備。3.終端用戶引入口圖7-9用戶引入口1-壓力表；2-用戶供回水總管閥門；3-除污器；4-手動調(diào)節(jié)閥；5-溫度計；6-旁通管閥門用戶引入口設(shè)置在一幢建筑物供熱管路入口，或者幾個（單元）供熱管路入口處。通常稱之為小室。小室凈高一般不小于2m，應(yīng)留有適度的操作空間供運(yùn)行搶修人員做操作調(diào)試之用。在小室進(jìn)口管路上安裝有壓力表、溫度計、截止閥、平衡閥等裝置。由于小區(qū)規(guī)模越來越大，入口小室及配置的配備越來越重要。因?yàn)樵O(shè)計在合理，實(shí)際投運(yùn)時，10幢以及幾十幢樓的正常供熱就靠現(xiàn)場調(diào)試。而沒有這些裝置，其難度可想而知。所有現(xiàn)場運(yùn)行及管理人員在驗(yàn)收及維護(hù)、管理、使用這些裝置上必須高度重視。二、熱平

8、衡及水利平衡1.熱與熱平衡城市供熱在我國一直是作為福利事業(yè)進(jìn)行建設(shè)發(fā)展和管理的。隨著我國的經(jīng)濟(jì)體制的改革，城市供熱由計劃向市場轉(zhuǎn)變已經(jīng)提到日程上來。熱，作為商品進(jìn)入千家萬戶已成必然。（1）熱量單位、熱指標(biāo)從物理教科書可知，熱的計量單位是卡、千卡。1卡就是1克水升高攝氏1度所需要的熱量。1千卡就是1000克水升高攝氏1度所需要的熱量。在工程上千卡又稱為大卡，符號記作kcal。1立方米的天然氣完全燃燒發(fā)出的熱量大約為8500-10000大卡。1公斤煤完全燃燒所發(fā)出的熱量大約為5000大卡左右。1度電完全轉(zhuǎn)變成熱量能釋放的熱量為860大卡。為了和國際標(biāo)準(zhǔn)一致，熱量單位改用焦耳、千焦換算關(guān)系為：1卡=

9、4.18焦耳，1千卡=4.18千焦，千焦的符號記做：KJ。為了比較相同的熱能用不同的時間吸收或釋放或消耗，引入時間，形成新的單位即：瓦、千瓦。1卡/秒=4.18焦耳/秒=4.18瓦1千卡/秒=4.18千焦/秒=4.18千瓦在建筑物及建筑采暖設(shè)計中經(jīng)常用到的兩個熱工指標(biāo)是建筑物耗熱量及采暖熱負(fù)荷。建筑物耗熱量是指在一個采暖期內(nèi)，在全部室內(nèi)平均溫度下建筑物消耗的熱量。不同的地區(qū)該值不同。作為指標(biāo)規(guī)定，北京地區(qū)1980年規(guī)定為室外溫度-1.6，室內(nèi)溫度16，采暖天數(shù)125天，該值為25.2kg標(biāo)準(zhǔn)煤/。去年2004年北京市規(guī)委、建委提出的新指標(biāo)為14.65w/。采暖設(shè)計熱負(fù)荷指標(biāo)是在室外計算溫度下，

10、為保證室內(nèi)計算溫度，單位建筑面積在單位時間需要由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量，單位為9。室內(nèi)計算溫度、臥室、起居室為18，廚房16，衛(wèi)士、浴室為22。循環(huán)水泵的選擇，鍋爐的配備均以這個指標(biāo)為準(zhǔn)。（2）熱平衡一個企業(yè)內(nèi)部熱能的進(jìn)入、支出，及熱能在企業(yè)內(nèi)個部分消耗、分配情況，稱之為熱平衡。通俗地說就是熱的明細(xì)賬。同樣，小區(qū)內(nèi)熱能的收入及各樓的熱量分配情況也是小區(qū)的熱平衡。如果供熱面積為A（）熱負(fù)荷指標(biāo)為q（w/）小區(qū)（樓）的供熱量應(yīng)為Q=A·q（W）。如果各樓得到的熱量正如按設(shè)計指標(biāo)可得，則可稱之為“平衡”，倘若熱的開窗，冷的凍人，就是“不平衡”。熱平衡的任務(wù)就是要解決冷熱不均的問題。2.供熱

11、管網(wǎng)的水力平衡在用熱水供熱系統(tǒng)中，熱能的載體為熱水。通過管路向用戶供應(yīng)熱水所提供的熱量可用下式計算：Q=1.163G（t2-t1）（W）G供水管中熱水流量kg/ht2、t1分別為供水、回水溫度在鍋爐提供的熱水出入口溫度一定的情況下，每個用戶得到的熱是Q和該用戶的熱水流量是G密切相關(guān)?？梢哉f熱平衡的關(guān)鍵是流量的平衡，也就是水力平衡，水力平衡又稱做水力失調(diào)。（1）水在管內(nèi)流動阻力和壓頭水在直管內(nèi)流動時會遇到阻力叫沿程阻力，該阻力同管道長度、管道的直徑及管道內(nèi)表面光潔度有關(guān)。PL=RL（Pa）RL每米管道在直徑D，流量為Gkg/h時的阻力又稱比摩阻L管道長度（m）使水流形態(tài)發(fā)生改變的阻力叫局部阻力。

12、例如：三通、彎頭、閥門、除污器等都改變了流體的流動狀態(tài)。Pj=RL×Lj（Pa）Lj當(dāng)量長度（m）相當(dāng)于沿程若干米產(chǎn)生的阻力。在已知管道直徑D，流量G通過手冊查出比摩阻及Lj值。總阻力 P= PL+Pj= RL×（L+ RL）（Pa）動力設(shè)備，如水泵，為克服這些阻力使水在管道內(nèi)流動產(chǎn)生的動力稱之為壓頭。單位為（Pa）或者水柱。水柱和Pa的換算關(guān)系為：1MPa=10六次方Pa100m水柱=10五次方mm水柱。由水泵提供給各用戶入口處的壓頭又稱為資用壓頭。設(shè)計都會提供一個用戶系統(tǒng)入口處需要的壓頭。資用壓頭應(yīng)當(dāng)大于系統(tǒng)壓頭。否則該系統(tǒng)不能得到需要的熱水流量也就不能保證該系統(tǒng)正常供

13、熱。同樣，如果資用壓頭大大超過系統(tǒng)壓頭，該系統(tǒng)得到的水量（熱量）過多，則浪費(fèi)能源，在這種情況下，要采取技術(shù)措施，先調(diào)整平衡閥，使該系統(tǒng)得到的壓頭與需要的盡可能接近。（2）水力計算方法下圖表示4個熱用戶的管網(wǎng)圖。圖8-1室外熱水管網(wǎng)下表為4個熱用戶管網(wǎng)水力計算匯總表（主干管）管段熱負(fù)荷（W）流量（t/h）阻力損失（Pa）資用壓頭（Pa）A-B650093.171913433885（B點(diǎn)）B-C500071.67863324252（C點(diǎn)）C-D300043.01298311269（D點(diǎn)）D-E200028.6711269PAB=52018目前北京市建筑設(shè)計中，每個入口的系統(tǒng)阻力都在50KPa-60

14、KPa之間，為保證最遠(yuǎn)端用戶E的動力需要，水泵最小動力應(yīng)為：H2×PAB（50000-60000）-Pa考慮20的富余HPa（3）水力平衡分析用戶需要壓頭（Pa）水泵提供的資用壓頭（Pa）F60000G60000H6000082538E6000060000用上面看出，越靠近熱源A，資用壓頭和需要壓頭之差越大。如果設(shè)計不當(dāng)很可能造成“近水樓臺先得月”。按流量關(guān)系依次為：FGHE。形成“水力失調(diào)”。解決辦法，一靠正確設(shè)計，在支路設(shè)計中把富余的壓頭平衡掉。二靠運(yùn)行調(diào)整用平衡閥解決。3、建筑物（住宅樓）內(nèi)的水力平衡（1）建筑物內(nèi)供熱干管在實(shí)行分戶供暖設(shè)計以前，大多采用上供下回方式，各樓層用戶的散熱器都串聯(lián)在一根管路上，熱水送至頂層由若干支管垂直流下。供水干管置于樓最高處，回水干管置于首層地面以下。根據(jù)供水干管會回水干管內(nèi)水流方向相同還是相反，又分為同程和異程。方向相同者為同程，相反者為異程