1、LOGO供热工程供热工程河北工业大学河北工业大学 建筑环境与设备工程系建筑环境与设备工程系第八章集中供热系统第八章集中供热系统集中供集中供热系统热系统第一节第一节 热水供热系统热水供热系统第二节第二节 蒸汽供热系统蒸汽供热系统第三节第三节 热网系统形式与多热源联合供热热网系统形式与多热源联合供热第四节第四节 分布式加压泵热水供热系统分布式加压泵热水供热系统v集中供热系统是由集中供热系统是由热源、热网和热用户热源、热网和热用户三部分组成的。集中供热系统向许多不三部分组成的。集中供热系统向许多不同的热用户供给热能，供应范围广，热同的热用户供给热能，供应范围广，热用户所需的热媒种类和参数不一，锅炉用
2、户所需的热媒种类和参数不一，锅炉房或热电厂供给的热煤及其参数，往往房或热电厂供给的热煤及其参数，往往不能完全满足所有热用户的要求。因此不能完全满足所有热用户的要求。因此，必须选择与热用户要求相适宜的供热，必须选择与热用户要求相适宜的供热系统形式及其管网与热用户的连接方式系统形式及其管网与热用户的连接方式。v集中供热系统，可按下列方式进行分类：集中供热系统，可按下列方式进行分类：v 1根据热媒不同，分为根据热媒不同，分为热水供热系统热水供热系统和和蒸汽供蒸汽供热系统热系统。v2根据热源不同，主要可分为根据热源不同，主要可分为热电厂供热系统热电厂供热系统和和区域锅炉房供热系统区域锅炉房供热系统。此
3、外，也有以。此外，也有以核供热站核供热站、地热、工业余热、地热、工业余热作为热源的供热系统。作为热源的供热系统。v3根据供热管道的不同，可分为根据供热管道的不同，可分为单管制、双管单管制、双管制和多管制制和多管制的供热系统。的供热系统。第一节第一节 热水供热系统热水供热系统v 热水供热系统主要采用两种型式：热水供热系统主要采用两种型式：闭式系闭式系统和开式系统。统和开式系统。v在闭式系统中，热网的循环水仅作为热媒在闭式系统中，热网的循环水仅作为热媒，供给热用户热量而不从热网中取出使用，供给热用户热量而不从热网中取出使用。v在开式系统中，热网的循环水部分地或全在开式系统中，热网的循环水部分地或全
4、部地从热网中取出，直接用于生产或热水部地从热网中取出，直接用于生产或热水供应热用户中。供应热用户中。一、闭式热水供热系统一、闭式热水供热系统 v图图71所示为双管制的闭式热水供热系统所示为双管制的闭式热水供热系统示意图。热水沿热网供水管输送到各个热示意图。热水沿热网供水管输送到各个热用户、在热用户系统的用热设备内放出热用户、在热用户系统的用热设备内放出热量后，沿热网回水管返回热源。量后，沿热网回水管返回热源。双管闭式双管闭式热水供热系统是我国目前最广泛应用的热热水供热系统是我国目前最广泛应用的热水供热系统。水供热系统。(一一)供暖系统热用户与热水网路的连接供暖系统热用户与热水网路的连接 1无混
5、合装置的直接连接无混合装置的直接连接 v 热水由热网供水管直接进入供暖热水由热网供水管直接进入供暖系统热用户，在散热器内放热后系统热用户，在散热器内放热后，返回热网回水管去。这种直接，返回热网回水管去。这种直接连接方式最连接方式最简单，造价低简单，造价低。但这。但这种无混合装置的直接连接方式，种无混合装置的直接连接方式，只能在网路的设计供水温度不超只能在网路的设计供水温度不超过过暖通规范暖通规范规定的散热器供规定的散热器供暖系统的最高热媒温度时方可采暖系统的最高热媒温度时方可采用，且用户引入口处热网的供、用，且用户引入口处热网的供、回水管的资用压差大于供暖系统回水管的资用压差大于供暖系统用户要
6、求的压力损失时才能应用用户要求的压力损失时才能应用。2装水喷射器的直接连接装水喷射器的直接连接 v 热网供水管的高温水进入水喷射器热网供水管的高温水进入水喷射器6，在喷嘴处形成很高的流速，喷嘴出口处在喷嘴处形成很高的流速，喷嘴出口处动压升高，静压降低到低于回水管的压动压升高，静压降低到低于回水管的压力，回水管的低温水被抽引进入喷射器力，回水管的低温水被抽引进入喷射器，并与供水混合使进入用户供暖系统，并与供水混合使进入用户供暖系统的供水温度低于热网供水温度，符合用的供水温度低于热网供水温度，符合用户系统的要求。户系统的要求。v 水喷射器水喷射器无活动部件、构造简单、运行无活动部件、构造简单、运行
7、可靠，网路系统的水力稳定性好可靠，网路系统的水力稳定性好。在原。在原苏联城市的高温水热水供热系统中，得苏联城市的高温水热水供热系统中，得到广泛地应用。但由于抽引回水需要消到广泛地应用。但由于抽引回水需要消耗能量，耗能量，热网供，回水之间需要足够的热网供，回水之间需要足够的资用压差资用压差，才能保证水喷射器正常工作，才能保证水喷射器正常工作。3装混合水泵的直接连接装混合水泵的直接连接 v当建筑物用户引入口处当建筑物用户引入口处，热水网路的供、回水，热水网路的供、回水压差较小，不能满足水压差较小，不能满足水喷射器正常工作所需的喷射器正常工作所需的压差，或设集中泵站将压差，或设集中泵站将高温水转为低
8、温水，向高温水转为低温水，向多幢或街区建筑物供暖多幢或街区建筑物供暖时，可采用装混合水泵时，可采用装混合水泵的直接连接方式。的直接连接方式。v来自热网供水管的高温水，在建筑物用户入口来自热网供水管的高温水，在建筑物用户入口或专设热力站处，与混合水泵或专设热力站处，与混合水泵7抽引的用户或抽引的用户或街区网路回水相混合，降低温度后，再进入用街区网路回水相混合，降低温度后，再进入用户供暖系统。为防止混合水泵扬程高于热网供户供暖系统。为防止混合水泵扬程高于热网供，回水管的压差，而将热网回水抽入热网供水，回水管的压差，而将热网回水抽入热网供水管内，在热网供水管入口处应装设止回阔，通管内，在热网供水管入
9、口处应装设止回阔，通过调节混合水泵的阀门和热网供、回水管进出过调节混合水泵的阀门和热网供、回水管进出口处的阀门开启度，可以在较大范围内调节进口处的阀门开启度，可以在较大范围内调节进入用户供热系统的供水温度和流量。入用户供热系统的供水温度和流量。v在热力站处设置混合水泵的连接方式，可以适在热力站处设置混合水泵的连接方式，可以适当地集中管理。但混合水泵连接方式的造价比当地集中管理。但混合水泵连接方式的造价比采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护采用水喷射器的方式高，运行中需要经常维护并消耗电能。并消耗电能。v装混合水泵的连接方式是我国目前城市高温水装混合水泵的连接方式是我国目前城市高温水供暖系统
10、中应用较多的一种直接连接方式。供暖系统中应用较多的一种直接连接方式。4间接连接间接连接 v间接连接系统的工作方式如下：间接连接系统的工作方式如下：热网供水管的热水进入设置在建热网供水管的热水进入设置在建筑物用户引入口或热力站的表面筑物用户引入口或热力站的表面式水一水换热器式水一水换热器8内，通过换热内，通过换热器的表面将热能传递给供暖系统器的表面将热能传递给供暖系统热用户的循环水，冷却后的回水热用户的循环水，冷却后的回水返回热网回水管去。供暖系统的返回热网回水管去。供暖系统的循环水由热用户系统的循环水泵循环水由热用户系统的循环水泵驱动循环流动。驱动循环流动。v间接连接方式需要在建筑物用户入口处
11、或热力站间接连接方式需要在建筑物用户入口处或热力站内设置表面式水一水换热器和供暖系统热用户的内设置表面式水一水换热器和供暖系统热用户的循环水泵等设备，造价比上述直接连接高得多。循环水泵等设备，造价比上述直接连接高得多。循环水泵需经常维护，并消耗电能，运行费用增循环水泵需经常维护，并消耗电能，运行费用增加。加。v基于上述原因，我国城市集中供热系统、供暖系基于上述原因，我国城市集中供热系统、供暖系统热用户与热水网路的连接，多年来主要采用直统热用户与热水网路的连接，多年来主要采用直接连接方式。只有在热水网路与热用户的压力状接连接方式。只有在热水网路与热用户的压力状况不适应时才采用间接连接方式。况不适
12、应时才采用间接连接方式。v国内多年运行实践表明，采用直接连接，由于热国内多年运行实践表明，采用直接连接，由于热用户系统漏损水量大多超过用户系统漏损水量大多超过热网规范热网规范规定的规定的补水率补水率(补水率不宜大于总循环水量的补水率不宜大于总循环水量的l)，造成，造成热源水处理量增大，影响供热系统的供热能力和热源水处理量增大，影响供热系统的供热能力和经济性。经济性。v采用间接连接方式，虽造价增高，但热源的补水采用间接连接方式，虽造价增高，但热源的补水率大大减小，同时率大大减小，同时热网的压力工况和流量工况不热网的压力工况和流量工况不受用户的影响，便于热网运行管理受用户的影响，便于热网运行管理。
13、v北京市近年来将供暖系统热用户与热网的连接方北京市近年来将供暖系统热用户与热网的连接方式，逐步改为间接连接方式，收到了良好的效果式，逐步改为间接连接方式，收到了良好的效果。在一些城市。在一些城市(如沈阳、长春、太原、牡丹江等如沈阳、长春、太原、牡丹江等)的的大型热水供热系统设计中也采用了间接连接方式大型热水供热系统设计中也采用了间接连接方式，可以预期，今后，可以预期，今后间接连接方式会得到更多的应间接连接方式会得到更多的应用。用。v对小型的热水供热系统，特别是低温水供热系统对小型的热水供热系统，特别是低温水供热系统，直接连接仍是最主要的型式，直接连接仍是最主要的型式(二二)通风系统热用户与热水
14、网路的连接通风系统热用户与热水网路的连接 v 由于通风系统中加热由于通风系统中加热空气的设备能承受较空气的设备能承受较高压力，并对热媒参高压力，并对热媒参数无严格限制，因此数无严格限制，因此通风用热设备通风用热设备11(如空如空气加热器等气加热器等)与热网的与热网的连接，通常都采用最连接，通常都采用最简单的连接形式简单的连接形式(三三)热水供应热用户与热网的连接方式热水供应热用户与热网的连接方式 v 如前所述，在闭式热水供热系统中，热网如前所述，在闭式热水供热系统中，热网的循环水仅作为热媒，供给热用户热量，的循环水仅作为热媒，供给热用户热量，而不从热网中取出使用。因此，热水供应而不从热网中取出
15、使用。因此，热水供应热用户与热网的连接必须通过表面式水热用户与热网的连接必须通过表面式水-水水换热器。根据用户热水供应系统中是否设换热器。根据用户热水供应系统中是否设置储水箱及其设置位置不同，连接方式有置储水箱及其设置位置不同，连接方式有如下几种主要形式。如下几种主要形式。1无储水箱的连接方武无储水箱的连接方武 v 热水网路供水通过表面式水一热水网路供水通过表面式水一水换热器水换热器13将城市上水加热。将城市上水加热。冷却了的网路水全部返回热网冷却了的网路水全部返回热网回水管。在热水供应系统的供回水管。在热水供应系统的供水管上宜装置温度调节器水管上宜装置温度调节器12，使系统的供水温度控制在使
16、系统的供水温度控制在60一一65范围内，否则热水供应范围内，否则热水供应的供水温度将会随用水量的大的供水温度将会随用水量的大小而剧烈地变化。小而剧烈地变化。v 这种连接方式最为简单，常用这种连接方式最为简单，常用于一般的住宅或公用建筑中于一般的住宅或公用建筑中 2装设上部储水箱的连接方式装设上部储水箱的连接方式 v在表面式水一水换热器中被加热的城市上水，先送到设置在建筑物高处的储水箱14中，然后热水再沿配水管输送到各取水点使用。上部储水箱起着储存热水和稳定水压的作用。这种连接方式常用在浴室或用水量很大的工业企业中。3装设容积式换热器的连接方式装设容积式换热器的连接方式 v 在建筑物用户引入口或
17、热力站处装设容积式换热器15，换热器兼起换热和储存热水的功能，不必再设置上部储水箱。v 容积式水一水换热器的传热系数很低，需要较大的换热面积。这种连接方式一般宜用千工业企业和公用建筑的小型热水供应系统上。v 此外，容积式换热器清洗水垢，要比壳管式换热器方便，因而容积式换热器也宜用于城市上水硬度较高、易结水垢的场合。4装设下部储水箱的连接方式装设下部储水箱的连接方式 v图中所示为一个装有下部储水箱同时还带有循环管的热水供应系统与热网的连接方式。装设循环管路18和热水供应循环水泵17的目的，是使热水能不断地循环流动，以避免开始用热水时，要先放出大量的冷水。下部储水箱16与换热器用管道连接，形成一个
18、封闭的循环环路。当热水供应系统用水量较小时，从换热器出来的一部分热水，漉进储水箱蓄热，而当系统的用水量较大时，从换热器出来的热水量不足，储水箱内的热水就会被城市上水自下而上挤出，补充一部分热水量。为了使储水箱能自动地充水和放水，应将储水箱上部的连接管尽可能选粗一些。v这种连接方式较复杂，造价较高，但工作可靠，一般宜在对用热水要求较高的旅馆或住宅中使用。(四四)闭式双级串联和混联连接的热水闭式双级串联和混联连接的热水供热系统供热系统 v 在热水供热系统中，各种热用户(供暖、通风和热水供应)通常都是并联连接在热水网路上。热水供热系统中的网路循环水量应等于各热用户所需最大水量之和。热水供应热用户所需
19、热网循环水量与网路的连接方式有关。如热水供应用户系统没有储水箱，网路水量应按热水供应的最大小时用热量来确定I而装设有足够容积的储水箱时，可按热水供应平均小时用热量来确定。此外由于热水供应的用热量随室外温度的变化很小，比较固定，但热水网路的水温通常随室外温度升高而降低供水温度，因此，在计算热水供应热用户所需的网路循环水量时，必须按最不利情况(即按网路侠水温度最低时)来计算。所以尽管热水供应热负荷占总供热负荷的比例不大；但在计算网路总循环水量中。却占相当大的比例。v为了减少热水供应热负荷所需的网路循环水量。可采用供暖系统与热水供热系统串联成混联连接的方式(图72)v 图7-2(n)是一个双级串联的
20、连接方式。热水供应系统的用水首先由串联在网路回水管上的水加热器(I级加热器)1力热。如经过第1级加热后，热水供应水温仍低于所要求的温度，则通过水温调节器3将阀门打开，进一步利用网路中的高温水通过第1级加热器2，将水加热到所需温度。经过第级加热器放热后的网路供水，再进入供暖系统中去。为了稳定供暖系统的水力工况，在供水管上安装流量调节器4，控制用户系统的流量。v 图7-2(b)是一个混联连接的图式。热网供水分别进入热水供应和供暖系统的热交换器6和7中(通常采用板式热交换器)。上水同样采用两级加热，但加热方式不同于图7-2(a)。热水供应热交换器6的终热段6b(相当于图7-2(口)的I级加热器)的热
21、网回水，并不进入供暖系统，而与热水供暖系统的热网回水相混合，进入热水供应热交换器的预热段60(相当于图7-2(口)的I级加热器)，将上水预热。上水最后通过热交换器6的终热段6b，被加热到热水供应所要求的水温。根据热水供应的供水温度和供暖系统保证的室温，调节各自热交换器的热网供永阀门的开启度，控制进入各热交换器的网路水流量。v由于具有热水供应的供暖热用户系统与网路连接采用了串联式或混联连接的方式，利用了供暖系统回水的部分热量预热上永，可减少网路的总计算循环水量，适宜用在热水供应热负荷较大的城市热水供热系统上。原苏联的城市集中供热，较广泛地采用闭式双级串联系统。图7-2伯)的图式，除了采用混合联接
22、的连接方式外，供暖热用户与热水网路采用了间接连接。这种全部热用户(供暖、热水供应、通风空调等)与热水网路均采用间接连接的方式，使用户系统与热水网路的水力工况(流量与压力状况)完全隔开，便于进行管理。这种全间接连接方式，在北欧一些国家得到广泛应用。二二.开式热水供热系统开式热水供热系统 v开式热水供热系统是指用户的热水供应用水直接取自热水网路的热水供热系统。v供暖和通风热用户系统与热水网路的连接方式，与闭式热水供热系统完全相同。v开式热水供热系统的热水供应热用户与网路的连接，有下列几种形式：1.无储水箱的连接方式无储水箱的连接方式 v热水直接从网路的供、回水管取出，通过混合三通4后的水温可由温度
23、调节器3来控制。为了防止网路供水管的热水直接流入回水管，回水管上应设止回阀，由于直按取水，因此网路供、回水管的压力都必须大于热水供应用户系统的水静压力、管路阻力损失以及取水算拴5自由水头的总和。v这种连按方式最为简单，它可用于小型住宅和公用建筑中 2装设上部储水箱的连接方式装设上部储水箱的连接方式 v这种连接方式常用于浴室、洗衣房和用水量很大的工业厂房中。网路供水和回水先在混合三通中混合，然后送到上部储水箱，热水在沿配水管送到各取水栓。3与上水混合的连接方式与上水混合的连接方式 v当热水供应用户的用水量很大时，建筑物中来自供暖通风用户系统地回水量不足与供水管中的热水混合时，可采用这种连接方式。
24、v混合水的温度同样可用温度调节器控制。为了便于调节水温网路供水管的压力应高于上水管的压力。在上水管上要安装止回阀，以防止网路水流入上水管路。若水压过高，安装减压阀。三、闭式与开式热水供热系统的优缺点三、闭式与开式热水供热系统的优缺点v1闭式热水供热系统的网路补水最少。闭式热水供热系统的网路补水最少。在正在正常运行情况下，其补充水量只是补充从网路系常运行情况下，其补充水量只是补充从网路系统不严密处漏失的水量，一般应为热水供热系统不严密处漏失的水量，一般应为热水供热系统的循环水量的统的循环水量的l以下。开式热水供热系统的以下。开式热水供热系统的补充水量很大，其补充水量应为热水供热管网补充水量很大，
25、其补充水量应为热水供热管网漏水量和热水供应用户的用水量之和。因此，漏水量和热水供应用户的用水量之和。因此，开式热水供热系统热源处的水处理设备投资及开式热水供热系统热源处的水处理设备投资及其运行费用，远高于闭式热水供热系统。其运行费用，远高于闭式热水供热系统。v此外，在运行中，闭式热水供热系统容易监测此外，在运行中，闭式热水供热系统容易监测网路系统的严密程度。补充水量网路系统的严密程度。补充水量 大，则说明网大，则说明网路漏水量大，在开式热水供热系统中，由于热路漏水量大，在开式热水供热系统中，由于热水供应用水量波动很大，热源补充水量的变化水供应用水量波动很大，热源补充水量的变化，无法用来判别热水
26、网路的漏水状况，无法用来判别热水网路的漏水状况。v 2在闭式热水供热系统中在闭式热水供热系统中，网路循环，网路循环水通过表面式热交换器将城市上水加热水通过表面式热交换器将城市上水加热，热水供应用水的水质与城市上水水质热水供应用水的水质与城市上水水质相同且稳定。相同且稳定。在开式热水供热系统中，在开式热水供热系统中，热水供应用户的用水直接取自热网循环热水供应用户的用水直接取自热网循环水，热网的循环水通过大量的直接连接水，热网的循环水通过大量的直接连接的供暖用户系统，水质不稳定和不易符的供暖用户系统，水质不稳定和不易符合卫生质量要求。合卫生质量要求。v3.在闭式热水供热系统中，在热力站或在闭式热水
27、供热系统中，在热力站或用户入口处，需安装表面式热交换器。用户入口处，需安装表面式热交换器。热力站或用户入口处设备增多，热力站或用户入口处设备增多，投资增投资增加，运行管理也较复杂。加，运行管理也较复杂。特别是城市上特别是城市上水含氧量较高或碳酸盐硬度水含氧量较高或碳酸盐硬度(暂时硬度暂时硬度)高高时，易使热水供应用户系统的热交换器时，易使热水供应用户系统的热交换器和管道腐蚀或沉积水垢，影响系统的使和管道腐蚀或沉积水垢，影响系统的使用寿命和热能利用效果。在开式热水供用寿命和热能利用效果。在开式热水供热系统中，热力站或用户引入口处设备热系统中，热力站或用户引入口处设备装置简单，节省基建投资。装置简
28、单，节省基建投资。v 4。在利用低位热能方面，开式系统比闭式系统要好些。用于热水供应的大量补充水量，可以通过热电厂汽轮机的冷凝器预热，减少热电厂的冷源损失，提高热电厂的热能剥用效率或可利用工厂企业的低温废水的热能。此外，对热电厂供热系统，采用闭式时，随着室外温度升高而进行集中质调节，供水温度不得低子7075(因用户热水供应系统的热水温度不得低干6065)。而采用开式系统时，因直接从热网取水，供水温度可降低到6065。加热网路水的汽轮机抽汽压力可降低，也有利于提高热电厂的热能利用率。v综上所述，闭式和开式热水拱热系统各有其优缺点。v在我国。由于热水供应热负荷很小，城市供热系统主要是并联闭式热水供
29、热系统，开式热水供热系统没有得到应用。第二节第二节 蒸汽供热系统蒸汽供热系统 v 蒸汽供热系统，广泛地应用于工业厂房或工业区域，它主要承担向生产工艺热用户热，同时也向热水供应、通风和供暖热用户供热。根据热用户的要求，蒸汽供热系统可单管式(同一蒸汽压力参数)或多根蒸汽管(不同蒸汽压力参数)供热，同时凝结水也采用回收或不回收的方式。一、热用户与蒸汽网路的连接方式一、热用户与蒸汽网路的连接方式 v图74所示为蒸汽供热系统的原则性示意图。v 图7-4(a)为生产工艺热用户与蒸汽网路连接方式示意图。蒸汽在生产工艺用热设5，通过间接式热交换器放热后，凝结水返回热源。如蒸汽在生产工艺用热设备应用后凝结水有沾
30、污可能或回收凝结水在技术经济上不合理时，凝结水可采用不回收的方式。此时，应在用户内对其凝结水及其热量加以就地利用。对于直接用蒸汽加热的生产工艺，凝结水当然不回收。v图74(b)为蒸汽供暖用户系统与蒸汽网路的连接方式。高压蒸汽通过减压阀4减压后进入用户系统，凝结水通过统水器6进入凝结水箱7，再用凝结水泵8将凝结水送回热源。v v如用户需要采用热水供暖系统，则可采用在用户引入口安装热交换器或蒸汽喷射装置的连接方式。v图74(c)中，热水供暖用户系统与蒸汽供热系统采用间接连接，与前图7-1（d）方式相同。不同点只是在用户引入口处安装蒸汽一水加热器10。v 图74(d)是采用蒸汽喷射装置的连接方式。蒸
31、汽喷射器与前述的水喷射器的构造和工作原理基本相同。蒸汽在蒸汽喷射器13的喷嘴处，产生低于热水供暖系统回水的压力，回水被抽引进入喷射器并被加热，通过蒸汽喷射器的扩压管段，压力回升，使热水供暖系统的热水不断循环，系统中多余的水量通过水箱的溢流管14返回凝结水管。v7-4（e）为通风系统与蒸汽网路的连接图式。它采用简单的连接方式。如蒸汽压一高，刚在入口处装置减压阀 v热水供应系统与蒸汽网路的连接方式：v图74(g)采用容积式加热器的间接连接图式。图74(h)为无储水箱的间接连接图式。如需安装储水箱时，水箱可设在系统的上部或下部。这些系统的适用范围和基本工作原理与前述的连接热水网路上的同类型热水供应系
32、统相同二二.凝结水回收系统凝结水回收系统 v蒸汽在用热设备内放热凝结后，凝结水出用热设备，经疏水器、凝结水管道返回热源的管路系统及其设备组成的整个系统，称为凝结水回收系统。v凝结水水温较高(一般为80100左右)，同时又是良好的锅炉补水，应尽可能回收。凝结水回收率低，或回收的凝结水水质不符合要求，使锅炉的补给水量增大，增加水处理设备投资和运行费用，增加燃料消耗。凝结水回收系统分类凝结水回收系统分类v按其是否与大气相通：开式凝结水回收系统和闭式凝结水回收系统。v如按凝水的流动方式不同：单相流和两相流两大类。单相流又可分为满管流和非满管漉两种流动方式。满管流是指凝水靠水泵动力或位能差，充满整个管道
33、截面呈有压流动的流动形式，非满管流是指凝水并不充满整个管道断面，靠管路坡度流动的流动方式v如按驱使凝水流动的动力不同:重力回水和机械回水。机械回水是利用水泵动力驱使凝水满管有压流动。重力回水是利用凝水位能差或管线坡度，驱使凝水满管或非满管流动的方式。v1非满管流的凝结水回收系统(低压自流式系统)工厂内各车间的低压蒸汽供暖的凝结水经疏水器2或不经疏水器，依靠重力，沿着坡向锅炉房凝结水箱的凝结水管道3，自流返回凝结水箱4 低压自流式凝结水回收系统只适用于供热面积小，地形坡向限制凝结水箱的场合，锅炉房应位于全厂的最低处，其应用范围受到很大。v2两相流的凝结水回收系统(余压回水系统)工厂内各车间的高压
34、蒸汽供热的凝结水，经疏水器2后直接接到室外凝结水管网3，依靠疏水器后的背压将凝水送回锅炉房或凝结水分站的凝结水箱4去 v在本书第五章第三节中，曾述及余压回水方式的一个主要特点。由于饱和凝水通过疏水器及其后管道造成压降，产生二次蒸汽，以及不可避免的疏水器漏汽，因而在疏水器后的管道流动属两相流的流动状态，凝结水管的管径较粗，但余压回水系统设备简单，根据疏水器的背压大小，系统作用半径一般可达5001000m，并对地势起伏有较好的适应性。因此，余压回水系统是应用最广的一种凝结水回收方式，适用于全厂耗汽量较少、用汽点分散、用汽参数(压力)比较一致的蒸汽供热系统上 v3重力式满管流凝结水回收系统 v工厂中
35、各车间用汽设备排出的凝结水，首先集中到一个承压的高位水箱4(或=次蒸发箱)，在箱中排出二次蒸汽后，纯凝水直接流入室外凝水管网6，v 开式重力满管流v靠着高位水箱(或二次蒸发箱)与锅炉房或凝结水分站的凝结水箱7顶部回形管之间的水位差，凝水充满整个凝水管道流回凝结水箱。由于室外凝水管网不含二次蒸汽，选择的凝水管径可小些。v重力式满管流凝结水回收系统工作可靠，适用于地势较平坦且坡向热源的蒸汽供热系统。v上面介绍三种不同凝水流动状态的凝结水回收系统，均属于开式凝结水回收系统，系统中的凝结水箱或高位水箱与大气相通。v在系统运行期间，二次蒸汽通过凝结水箱或高置水箱顶设置的排汽管排出。凝水的水量和热量未能得
36、到充分的利用或回收。在系统停止运行期间，空气通过凝结水箱或高置水箱进入系统内，使凝水含氧量增加，凝水管道易腐蚀。v采用闭式凝结水回收系统，可避免空气进入系统，同时，还可以有效地利用凝结水热能和提高凝结水的回收率。回收二次蒸汽的方法，可采用集中利用或分散利用的方式。v4闭式余压凝结水回收系统(图7-8)v 闭式余压凝结水回收系统的工作情况，与上述图76的图式无原则性的区别，只是系统的凝结水箱必需是承压水箱4和需设置一个安全水封5，安全水封的作用是使凝水系统与大气隔断。当二次汽压力过高时，二次汽从安全水封排出，在系统停止运行时，安全水封可防止空气进入。v 图7-8是一个集中利用二次汽的图式。室外凝
37、水管道的凝水进入凝结水箱后，大量的二次汽和漏汽分离出来，可通过一个蒸汽一水加热器8，以利用二次汽和漏汽的热量。这些热量可用来加热锅炉房的软化水或加热上水用于热水供应或生产工艺用水。为使闭式凝结水箱在系统停止运行时，也能保持一定的压力，宜向凝结水箱通过压力调节器9进行补汽，补汽压力一般为5kPa蒸汽垫层v 5闭武满管流凝结水回收系统(图7-9)v车间生产工艺用汽设备1的凝结水集中送到各车间的二次蒸发箱3，产生的二次汽可用于供暖。二次蒸发箱的安装高度一般为3.04.0m，设计压力一般为20-40kPa，在运行期间，二次蒸发箱的压力，取决于二次汽利用的多少。当生成的二次汽少于所需时，可通过减压阀补汽
38、，满足需要和缎持箱内压力。v二次燕发箱内的凝结水经多级水封7引入室外凝水管网，靠多级水封与凝结水箱顶的回形管的水位差，使凝水返回凝结水箱9，凝结水箱应设置安全水封10，以保证凝水系统不与大气相通。v闭式满管流凝结水回收系统适用于能分散利用二次汽、厂区地形起伏不大，地形坡向凝结水箱的场合。由于这种系统利用了二次汽，且热能利用好，回收率高，外网管径通常较余压系统小，但各季节的二次汽供求不易平衡，设备增加，目前在国内应用尚不普遍。v 6.加压回水系统(图7-10)v 对较大的蒸汽供热系统，如选择余压回水或靠闭式满管重力回水方式，要相应选择较粗的凝水管径，在经济上不合理，则可在一些用户处设置凝结水箱3
39、，收集该用户或邻近几个用户流来的凝结水，然后用水泵4将凝结水输送回热源的总凝结水箱6去。这种利用水泵的机械动力输送凝结水的系统，称为加压回水系统。这种系统凝水流动工况成满管流动，它可以开式也可闭式。加压回水系统增加了设备和运行费用，一般多用干较大的蒸汽供热系统。v上述几种方式，是目前最常用的凝结水回收方式。v最后应着重指出：选择凝结水回收系统时，必须全面考虑热源、外网和室内用户系统的情况；各用户的回水方式应相互适应，不得各自为政，干扰整个系统的凝水回收，同时，要尽可能地利用凝水的热量。第三节第三节 集中供热系统热源型式集中供热系统热源型式与热媒的选择与热媒的选择v对城市或工厂区供热，在确定集中
40、供热系统方案对城市或工厂区供热，在确定集中供热系统方案时，首先需要确定的问题是集中供热系统的热源时，首先需要确定的问题是集中供热系统的热源型式型式(采用热电厂或是区域锅炉房采用热电厂或是区域锅炉房)以及选择热媒以及选择热媒(水或蒸汽水或蒸汽)的问题。的问题。v集中供热系统热源型式的确定，涉及到城市热电集中供热系统热源型式的确定，涉及到城市热电联产或热电分产的能源利用问题。这个问题通常联产或热电分产的能源利用问题。这个问题通常是由国家主管部门是由国家主管部门(如计委、建委、能源部、建设如计委、建委、能源部、建设部等单位部等单位)，根据该城市的发展规划以及能源利用，根据该城市的发展规划以及能源利用
41、政策等许多因素来确定政策等许多因素来确定 v集中供热系统热媒的选择，主要取决于热集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时也与选择的用户的使用特征和要求，同时也与选择的热源型式有关。热源型式有关。v集中供热系统的集中供热系统的热媒热媒主要是热水或蒸汽。主要是热水或蒸汽。在集中供热系统中，以水作为热媒与蒸汽相在集中供热系统中，以水作为热媒与蒸汽相比，有下述优点：比，有下述优点：v 1.热水供热系统的热能利用效率高热水供热系统的热能利用效率高。由于在热水供热系统。由于在热水供热系统中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，因中，没有凝结水和蒸汽泄漏，以及二次蒸汽的热损失，
42、因而热能利用率比蒸汽供热系统好，实践证明，一般可节约而热能利用率比蒸汽供热系统好，实践证明，一般可节约燃料燃料2040。v 2.以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节行供热调节(质调节质调节)，既能减少热网热损失，又能较好地，既能减少热网热损失，又能较好地满足卫生要求。满足卫生要求。v 3.热水供热系统的蓄热能力高热水供热系统的蓄热能力高，由于系统中水量多，水的，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况的很大波动。不会引起供暖状况
43、的很大波动。v 4.热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。以蒸汽作为热媒，与热水相比，有如下一以蒸汽作为热媒，与热水相比，有如下一些优点：些优点：v1.以蒸汽作为热媒的以蒸汽作为热媒的适用面广适用面广，能满足多种热，能满足多种热用户的要求，特别是生产工艺用热，一般都要用户的要求，特别是生产工艺用热，一般都要求蒸汽供热。求蒸汽供热。v2.与热水网路输送网路循环水量所耗的电能相与热水网路输送网路循环水量所耗的电能相比，汽网中输送凝结水所比，汽网中输送凝结水所耗的电能少得多耗的电能少得多。v3.蒸汽在散热器或热交换器中，因温度和传热蒸汽在散热器或热交换器中，
44、因温度和传热系数都比水高，可以系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低减少散热设备面积，降低设备费用。设备费用。v4.蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地区或高层建筑中，区或高层建筑中，不会产生如热水系统那样大不会产生如热水系统那样大的水静压力，用户的连接方式简单，运行也较的水静压力，用户的连接方式简单，运行也较方便。方便。v根据上述以水或蒸汽作为热媒的特点，对热电厂根据上述以水或蒸汽作为热媒的特点，对热电厂供热系统来说，供热系统来说，v可以可以利用低位热能的热用户利用低位热能的热用户(如供暖、通风、热水如供暖、通风、热水供应等供应等)，应首先考虑以热水
45、作为热媒，应首先考虑以热水作为热媒。因为以水。因为以水为热媒可按质调节方式进行供热调节，并能利为热媒可按质调节方式进行供热调节，并能利用供热汽轮机的低压抽汽来加热网路循环水，对用供热汽轮机的低压抽汽来加热网路循环水，对热电联产的经济效益更为有利热电联产的经济效益更为有利v对于生产工艺的热用户，通常以蒸汽作为热媒对于生产工艺的热用户，通常以蒸汽作为热媒，蒸汽通常从供热汽轮机的高压抽汽或背压排汽供蒸汽通常从供热汽轮机的高压抽汽或背压排汽供热。热。v对于以区域锅炉房作为热源的集中供热系对于以区域锅炉房作为热源的集中供热系统，在只有供暖、通风和热水供应热负荷统，在只有供暖、通风和热水供应热负荷的情况下
46、，应采用热水为热媒，同时应考的情况下，应采用热水为热媒，同时应考虑采用高温水供热的可能性。虑采用高温水供热的可能性。v对于工业区的集中供热系统，通常既有生对于工业区的集中供热系统，通常既有生产工艺热负荷，也有供暖、通风等热负产工艺热负荷，也有供暖、通风等热负l荷荷，此时多以蒸汽为热媒来满足生产工艺用，此时多以蒸汽为热媒来满足生产工艺用热要求。但对于供暖系统的型武，热堞的热要求。但对于供暖系统的型武，热堞的选择，其目应根据具体情况，通过全面的选择，其目应根据具体情况，通过全面的技术经济比较来确定。技术经济比较来确定。v一般来说，对于以生产用热量为主，供一般来说，对于以生产用热量为主，供暖用热量不
47、大，而且供暖时间又不长的暖用热量不大，而且供暖时间又不长的工厂区，宜采用蒸汽供热系统向全厂区工厂区，宜采用蒸汽供热系统向全厂区供热，对其室内供暖系统，可考虑采用供热，对其室内供暖系统，可考虑采用蒸汽加热的热水供暖系统或直接利用蒸蒸汽加热的热水供暖系统或直接利用蒸汽供暖。对于厂区供暖用热量较大，而汽供暖。对于厂区供暖用热量较大，而且供暖时间又较长的情况，宜采用单独且供暖时间又较长的情况，宜采用单独的热水供暖系统，向各建筑物供暖。的热水供暖系统，向各建筑物供暖。v热媒参数的确定，也是供热系统方案的一个重热媒参数的确定，也是供热系统方案的一个重要问题。要问题。v对以热电厂为热源的供热系统，由于供热量
48、主对以热电厂为热源的供热系统，由于供热量主要由供热汽轮机作功发电后的蒸汽供给，因而要由供热汽轮机作功发电后的蒸汽供给，因而热媒参数的确定要涉及到热电厂的经济效益问热媒参数的确定要涉及到热电厂的经济效益问题。如提高热网供水温度，就要相应提高抽汽题。如提高热网供水温度，就要相应提高抽汽压力，对节约燃料不利。但提高热网供水温度压力，对节约燃料不利。但提高热网供水温度，加大供回水温差，却能降低热网基建费用和，加大供回水温差，却能降低热网基建费用和减少输送网路循环水的电能消牦。因此，热媒减少输送网路循环水的电能消牦。因此，热媒参数的确定，应结合具体条件，考虑热源、管参数的确定，应结合具体条件，考虑热源、
49、管网、用户系统等方面的因素，进行技术经济比网、用户系统等方面的因素，进行技术经济比较确定。较确定。v目前国内的热电厂热水供热系统，设计供水温目前国内的热电厂热水供热系统，设计供水温度一般可采用度一般可采用110150，回水温度约，回水温度约70或更低一些。或更低一些。v对以区域锅炉房为热源的热水供热系统对以区域锅炉房为热源的热水供热系统来说，提高供水温度，对热能不存在降来说，提高供水温度，对热能不存在降低热能利用率的问题。提高供水温度和低热能利用率的问题。提高供水温度和加大供回水温差，可使热网采用较小的加大供回水温差，可使热网采用较小的管径，降低输送网路循环水的电能消耗管径，降低输送网路循环水
50、的电能消耗和用户用热段备的散热面积，在经济上和用户用热段备的散热面积，在经济上是合适的。是合适的。v但应注意但应注意:供水温度过高，对管道及设备供水温度过高，对管道及设备的耐压要求高，运行管理水平也相应提的耐压要求高，运行管理水平也相应提高。高。v蒸汽供热系统的蒸汽参数蒸汽供热系统的蒸汽参数(压力和温度压力和温度)的确定，比较简单，以区域锅炉房为热的确定，比较简单，以区域锅炉房为热源时，蒸汽的起始压力主要取决于用户源时，蒸汽的起始压力主要取决于用户要求的最高使用压力。对以热电厂为热要求的最高使用压力。对以热电厂为热源时，当用户的最高使用压力给定后源时，当用户的最高使用压力给定后如采用较低的抽汽
