第四章蒸汽系統(tǒng)-歡迎訪問吉林建筑工程學院網(wǎng)站

第四章蒸汽系統(tǒng)§4.1概述§4.2蒸汽采暖系統(tǒng)§4.3蒸汽在通風與空調(diào)系統(tǒng)中的應用§4.4蒸汽采暖系統(tǒng)專用設備§4.1概述一蒸汽汽系統(tǒng)示示意圖圖4-1表示以以蒸汽為為熱媒的的各類用用戶供應應蒸汽供應應分為有凝回收收和無凝凝回收。。圖中給給出的是有有結水回回收。用戶設疏疏水器，，凝水箱箱，凝結結水泵凝結水盡盡管回收收，節(jié)省省熱能，，水資源源當可就地地利用，，或凝水水污染，，不宜回回收，且且經(jīng)技術術經(jīng)濟比較，，才可能能回收。。直接、間間接、減減壓二蒸汽汽作為熱熱媒的特特點特點：與熱水水相比，，有如下下特點：：（1）可可同時滿滿足不同同用戶對對不同壓壓力，程程度，動動力要求求；（2）相相變放熱熱，單位位質(zhì)量攜攜能多，，流量小小，管徑徑小；（3）平平均溫度度高，在在相同負負荷下，，節(jié)省散散熱設備備面積；；（4）狀狀態(tài)變化化大，有有相變設設計和運運行管理理復雜，，易出現(xiàn)現(xiàn)“跑，，冒，滴，漏””，（5）密密度大，，無水靜靜壓問題題，適用用于高層層建筑高高壓；（6）熱熱惰性小??；（7）壓壓力變化化時，溫溫度變化化不大，，不能質(zhì)質(zhì)調(diào)，只只能間歇歇調(diào)節(jié)；；造成室溫波動動大，供供暖質(zhì)量量收影響響，（8）易易造成管管道和設設備表面面有機灰灰塵的分分解與升升華；（9）間間歇工作作管道易易腐蝕；；（10））管道溫溫度高，，無效熱熱損失大大。綜上所述述，蒸汽汽供熱比比熱水供供熱耗能能多，管管理麻煩煩，運行行費用高高，供暖暖效果差差，主要要用于工工業(yè)建筑筑及輔助助建筑，，商服，，特高層層等?！?.2蒸汽采暖暖系統(tǒng)一蒸汽汽采暖系系統(tǒng)的類類型（1）根根據(jù)供氣氣壓力分分為：高壓蒸汽汽采暖系系統(tǒng)（P（表壓壓）>0.07MPa）低壓蒸汽汽采暖系系統(tǒng)（P（表壓壓）<==0.07MPa）真空蒸汽汽采暖系系統(tǒng)（P（絕對對壓力））<0..1MPa）（2）根根據(jù)立管管根數(shù)分分壓：單管系統(tǒng)統(tǒng)：易產(chǎn)產(chǎn)生水擊擊和汽水水沖擊噪噪聲雙管系統(tǒng)統(tǒng)：多采采用垂直直式（3）根根據(jù)蒸汽汽干管的的位置分：上供式中供式下供式蒸汽干管管位于散散熱器上上，中，，下即為為保證汽汽，水同同向流動動，防止止水擊和和噪聲，，上供式式用的最最多。（4）根根據(jù)凝結結水回收動力力分：重力回水水機械回水水（5）根根據(jù)凝結結水系統(tǒng)統(tǒng)是否通大大氣分為：開式閉式（6）根根據(jù)凝結結水充滿管道道斷面的的程度分為：干式回水水濕式回水水一般采用用開式，，分為重重力和機機械，可可上，中中，下供供，用于于有蒸汽汽源的工工業(yè)輔助助建筑和和廠企辦辦公樓1.低壓壓蒸汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的型式式（1）重重力回水水低壓蒸蒸汽采暖暖系統(tǒng)特點：供汽壓壓力<0.07MPa，凝結結水在有有坡度管管道中靠靠重力流流回熱源源工作原理理：圖4--2（a）為上上供式（（b））為下供供式干式凝水水管：水平凝結結水干管管的最低低點比水水位還高高200-250mm保證不不被水充充滿。工工作時該該管道上上部充滿滿空氣，，下部凝凝結水。。系統(tǒng)停停止工作作時，該該管內(nèi)充充滿空氣氣，稱為為干式凝凝水管。?；厮椒绞椒Q干干式回水水濕式凝水水管：管道4的的整個斷斷面始終終充滿凝凝結水，，稱為濕濕式凝水水管，回回水方式式稱為濕濕式回水水水封：圖（b）中水水封8（（詳見圖圖4-17）排排除蒸汽汽管沿途途凝水，，防止主主管中汽汽水沖擊擊，阻止止蒸汽竄竄入凝水水管，水水平蒸汽汽干管坡坡向水封封，水封封低部設設放水絲絲堵排污污，上設設放空。。優(yōu)缺點：系統(tǒng)簡單單，不設設凝水箱箱，凝結結水泵，，少占地地，不耗耗電能，，調(diào)節(jié)好好可不設設疏水器器。但鍋鍋爐要低低于孔高高，當作作用半徑徑大時，，需高壓壓力，圖圖4-2中h加加大，否否則，水水平蒸汽汽干管內(nèi)內(nèi)甚至底底層散熱熱蒸汽水水，空氣氣不能排排出，蒸蒸汽不能能正常進進入系統(tǒng)統(tǒng)，影響響運行，，適用于于小型系系統(tǒng)（2）機機械回水水低壓蒸蒸汽采暖暖系統(tǒng)特點：凝結水靠靠水泵動動力送回回熱源工作原理理：圖4-3中供式式機械回回水優(yōu)缺點：：消耗電能能，但熱熱源可不不低設，，系統(tǒng)作作用半徑徑大，適用用于較大大型系統(tǒng)統(tǒng)２.低壓壓蒸汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的設計計要點與其水采采暖水力力計算有有類似和和不同，，壓力低低，密度度變化不不大，不不考慮密密度變化化與熱水水相同，，但蒸汽汽管與凝凝結水管管水力計計算分開開進行，，與熱水水不同。。注意：（1）蒸蒸汽在散散熱器內(nèi)內(nèi)冷凝放放出汽化化潛熱蒸汽流量量式中各項項見教材材P79工程中蒸蒸汽流量量常用單單位為KG/H，因此此式（4-1））變?yōu)椋?）為為熱媒時時所需散散熱器面面積的計計算方法法和方式式基本相相同注意意試驗測測的的散散熱器傳傳熱系數(shù)數(shù)公式，，平均溫溫度為對對應壓力力下的飽飽和溫度度（3）熱熱水采暖暖空氣聚聚集在散散熱器上上部，蒸蒸汽系統(tǒng)統(tǒng)在中部部或中部部偏下，，見圖4-4（（a）..（b））.(c).三三種情況況，自動動排氣閥閥應設于于底部向向上1//3處。。（4）為為簡化計計算，低低壓系統(tǒng)統(tǒng)不考慮慮沿途蒸蒸汽密度度的變化化和沿途途凝水對對蒸汽流流量的影影響。蒸蒸汽壓力力用于克克服蒸汽汽管路的的阻力損損失，從鍋爐出出口到最最遠散熱熱器的管管路為最最不利支支路。平均比摩摩阻用下下述公式式計算：：式中各項項見教材材P79散熱器入入口預留留壓力2000Pa，，用于克克服蒸汽汽流入散散熱器阻阻力損失失，并疏疏散空氣氣。水利計算算表按蒸蒸汽密度度（（對應應飽和壓壓力P==5KPa）管管道當量量粗糙度度K=0.2mm編制制，在P=5--20KPa內(nèi)內(nèi)使用，，誤差不不大若不只鍋鍋爐出口口或用戶戶入口壓壓力，可可取推薦薦值R==60Pa/m計算。。（5）散散熱器凝凝水支管管可不設設疏水器器，可在在每支路路。每立立管上設設。（6）為為防止凝凝結水泵泵汽蝕，，要求正正水頭，，圖4--3。H值見表4-1（7）蒸蒸汽或凝凝結水過過門時，，按圖4-5安安裝（8）飽飽和蒸汽汽易產(chǎn)生生沿途凝凝水，出出現(xiàn)“水水害”，，“水擊”，要要使水平平供汽管管道有足足夠坡度度，使汽汽水同向流動，，干管坡坡度≮0.002，支支管坡度度≥0..01--0.02。蒸蒸汽干管管向上拐拐彎處。。須設疏疏水器圖圖4-3中的11或水水封圖4-2（（b）中中的8。。如水封封連接點點蒸汽壓壓力為P（kPa）。。水封密密度.0.2m是考考慮氣壓壓波動安安全值。。（9）干干式和濕濕式重力力回水凝凝結水管管管徑的的確定。。凝結水管管坡度i≥0..005,管徑徑可查表表4-3數(shù)值。。三高壓壓蒸汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)多用于對對衛(wèi)生條條件和室室內(nèi)溫度度均勻性性要求不不高，不不要求調(diào)調(diào)節(jié)每組組散熱器器熱量的的廠房。。P>0.07MPa.一般般不超過過0.39MPa。1.高壓壓蒸汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的型式式減壓上上供圖4-6為開式式上供高高壓蒸汽汽采暖系系統(tǒng)示意意圖。工工作原理理：閥們們，熱脹脹，二次次蒸汽，，閉式系系統(tǒng)采用用圖4--7閉式式凝結水水箱有補補償，水水封，防防止箱內(nèi)內(nèi)壓力升升高。二二次汽逸逸散和隔隔絕空氣氣，減輕輕系統(tǒng)腐腐蝕，節(jié)節(jié)熱能。。當二次氣氣量較大大。設二二次蒸發(fā)發(fā)箱。圖圖4-8２.汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的設計計要點（１）與與低壓系系統(tǒng)類似似（設計計計算）），因供供汽壓力力差別較較大，應應根據(jù)散散熱器內(nèi)內(nèi)壓力造造成不同同水力計計算表。。室內(nèi)系統(tǒng)統(tǒng)作用半半徑不大大，仍可可認為密密度為常常數(shù)。計計算可用用平均比比摩阻法法和推薦薦流速法法。主干干線平均均比摩阻阻按下式式：（4-4）式式中各項項見教材材P83最不利阻阻力占啟啟始點壓壓力的1/4，，剩余壓壓力用于于克服疏疏水器及及凝結水水管路的的阻力損損失，保保證排除除凝水，，有利于于遠近支支路的阻阻力平衡衡。

如入口供供汽壓力力P未知知，可采采用推薦薦流速法法，取蒸蒸汽推薦薦流速U=（（50%%-60%），，為為最大允允許流速速，查表表4-3系統(tǒng)入口口所要求求壓力由由下式計計算：式中各項項見教材材P83（２）高高壓系統(tǒng)統(tǒng)并聯(lián)管管路平衡衡較困難難，一般般不進行行并阻計計算。盡盡可能采采用上供供式和同同程式，，圖4--9示異異程式，，使使各散熱熱設備回回水壓力力，，遠處設設備凝結結水匯流流有阻礙礙。（３）須須經(jīng)常維維修拆卸卸處用法法蘭外，，盡管用用焊接，，不用絲絲接，非非滿管凝凝結水管管管徑可可根據(jù)管管段負荷荷查表4-4§⒋３蒸蒸汽在通通風與空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)中的應應用在通風空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)中加熱熱，加強強空氣，，制備熱熱水及制制冷等一.用蒸蒸汽加熱熱空氣通風系統(tǒng)統(tǒng)，全氣氣空調(diào)系系統(tǒng)或空空氣-水水空調(diào)系系統(tǒng)在冬冬季運行行時，空空氣可用用蒸汽--空氣換換熱器在在空調(diào)機機組，新新風機組組中進行行加熱。。注意：①肋電電管垂直直②多臺換換熱器蒸蒸汽管路路并聯(lián)③蒸汽入入口裝壓壓力表，，調(diào)節(jié)閥閥，出口口裝疏水水器；④被加熱熱空氣溫溫升大時時，空氣氣行程串串聯(lián)，空空氣量大大時，并聯(lián)聯(lián)。圖4-10暖風機應應用：車間中中采暖常常用蒸汽汽，壓力力大于0.39Mpa，供熱熱能力大大，相同同暖風機機比熱水水多一倍倍。熱空氣幕幕：寒冷地地帶為阻阻擋室外外冷風侵侵入，設設熱空氣氣幕（詳詳見8..7）二.用蒸蒸汽加熱熱空調(diào)系系統(tǒng)用熱熱水全水空調(diào)調(diào)，空氣氣-水或或全空氣氣中所用用熱水可可用汽--水換熱熱器加熱熱，圖4-1三.用蒸蒸汽等溫溫加濕空空氣用于蒸汽汽對空調(diào)調(diào)空氣加加濕是常常用方法法之一。。加濕速速度，均均勻，穩(wěn)穩(wěn)定，效效率高，，不帶水水滴和細細菌，若若電能，，運行費費用低，，布置方方便。但須有汽汽源和輸輸汽管道道，初投投資高，，有現(xiàn)成成汽源時時，應優(yōu)優(yōu)先采用用。供汽汽管應用用鍍鋅管管，從供供汽管道道頂部引引出，接接管越短短越好，，防凝結結水，減減壓閥，，調(diào)節(jié)閥閥前后安安閥門，，出口裝裝疏水器器。四.溴化化鋰吸收收式制冷冷用蒸汽汽熱力制冷冷，分為為單效與與雙效單效：單一供冷冷或熱，，使用蒸蒸汽或熱熱水作熱熱媒，熱力系數(shù)數(shù)=除有廢熱熱作熱源源外，一一般不提提倡使用用。雙效：同時供冷冷熱，熱熱力系數(shù)數(shù)比單效效高約60%--70%%，但一一次能源源效率不不如電制制冷?！欤?４４蒸汽采采暖系統(tǒng)統(tǒng)專用設設備正確選用用意義與與熱水相相比，因因熱媒特特點，有有專用設設備，正正確選擇擇，計算算這些設設備關系系到系統(tǒng)統(tǒng)的正常常運行和和節(jié)能。。一.排除除凝結水水的設備備散熱器，，換熱器器，蒸汽汽管沿途途凝水，，需及時時排除，，防止水水擊，種類：疏水器水封孔板式疏疏水閥。。1.疏水水器（１）疏疏水器的的種類及及工作原原理根據(jù)作用原理理不同，可可分為三三種類型型機械型：利用疏疏水器內(nèi)內(nèi)凝結水水液位變變化動作作的。浮浮筒式，吊吊桶式、、浮球式式。熱動力型型：靠蒸汽汽和凝水水流動時時熱動力力特性不不同來工作熱動動力方式式、脈沖沖式。熱靜力型型：靠凝結水水溫度變變化：波波紋管式式，雙金金屬電式、介紹常用用的（a）浮浮筒式疏疏水器構造如圖圖4-12，工工作原理理4-13優(yōu)點：構造簡簡單，制制造方便便只能水水平安裝裝，漏氣氣量小，，凝水表表壓力P1在500Kpa或或更小能能疏水，，排水孔孔阻力小小。缺點：體積大大，排量量小，活活動部件件多，筒筒內(nèi)易沉沉渣結垢垢，閥孔孔易磨損損，維修修量大。。（b）熱熱動力式式疏水器器圖4-14工作作原理優(yōu)點：體積小，，重量輕輕，結構構簡單，，安裝維維修方便便缺點：周期性性漏汽，，只能水水平安裝裝。（c）恒恒溫式圖4-15，波波紋盒內(nèi)內(nèi)裝易蒸蒸發(fā)液體體。（２）疏水水器的選選擇計算算①使其排排水能力力大于用用熱設備備的理論論排水量量。即各項意義義見教材材P88引出選擇擇倍率K的原因因：K是考考慮實際際條件與與理論計計算情況況不可能能完全一一致而引引出的系系數(shù)實際條件件：用汽壓力力下降，，背壓升升高導致致疏水器器排水能能力下降降；用汽汽量增加加時，凝凝結水量量會增加加；用熱熱設備情情況可能能變化，，在低壓壓力大負負荷下啟啟動時，，排水量量要大于于設備正正常排水水量。K的選擇擇：不是越越大越好好，浮筒筒式，K值大，，體積大大，造價價高，熱熱動力式式K值大大，易漏漏氣，不不同K值值，可查查表4--5②疏水器器的排水水量計算算按下式式中各項項意義見見教材P88當通過冷冷水時At=32，當當通過飽飽和凝結結水時，，按手冊冊或廠家家樣本選選用，由由于二次次汽影響響At<<32,,在d相相同情況況下,越大,二二次汽占占的比例例越大,,At和和減減小的越越多。手手冊中排排水量是是按背壓壓為零（（P2為為大氣壓壓）給出出，在相相同情況況，背壓壓增高，，二次汽汽化量減減小，排排水能力力大于手手冊給出出數(shù)值。。較安全全。

③疏水器器前后壓壓力的確確定原則則器前表壓壓力P1取決于于疏水器器在系統(tǒng)統(tǒng)中位置置，當用用于排除除蒸汽管管路的凝凝水時P1=疏疏水點點處蒸汽汽表壓力力；在用熱設設備出口口時，P1=0.95Peq用熱設設備前的的蒸汽表表壓；在在凝結水水干管末末端時，，P1==0.7Ps--供熱系系統(tǒng)入口口表壓。。凝結水通通過疏水水器及其其排水閥閥孔時，，有能量量損失，，P2比比P1低低。為保保證疏水水器正常常工作，，必須有有一個最最小壓差差。。如P1給定定值，P2不得得超過最最大允許許值（4-8）值取決于于類型和和規(guī)格，，通常由由廠家提提供數(shù)據(jù)據(jù)。多數(shù)數(shù)左左右。（3）疏疏水器與與管路的的連接方方式見圖4--16，，多為水水平安裝裝2.水封封和孔板板式疏水水閥水封圖（（4-17）和和孔板式式疏水閥閥圖（4-18）都起起阻汽疏疏水作用用。優(yōu)點：結構簡簡單，無無活動部部件，維維修率低低。水封：積存凝凝結水阻阻止了蒸蒸汽的通通過，水水封高度度H應等等于水封封安裝處處前后壓壓差相當當?shù)乃叨?，，?0%的富富裕值。。用于蒸蒸汽壓力力小于0.05Mpa處孔板式：凝結水水密度大大，能通通過，蒸蒸汽密度度小，受受阻。二.減壓壓閥1.作用用：調(diào)節(jié)閥孔孔大小，，對蒸汽汽節(jié)流減減壓。2.種類類：活塞式波紋管式式薄膜式圖4-19活塞塞式工作作原理，，見教材材P903.閥孔孔面積計計算各項意義義見教材材P914.理論論飽和蒸蒸汽量q：每平方厘厘米閥孔孔面積通通過的q「g//cm..h」可可查圖4-20，根據(jù)據(jù)閥前壓壓力（絕絕