哈工大 供熱工程 課件第四章 蒸汽系統(tǒng)-2

4.3蒸汽在通風與空調系統(tǒng)中的應用

蒸汽除了直接用于采暖系統(tǒng)外，還可以用于通風與空調系統(tǒng)中加熱、加濕空氣，制備空調用熱水及制冷等。1/25/20241采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

通風系統(tǒng)、全空氣空調系統(tǒng)或空氣—水空調系統(tǒng)在冬季運行時，其空氣可用蒸汽—空氣換熱器在空調機組、新風處理機組中進行加熱。在北方地區(qū)蒸汽—空氣換熱器宜垂直安裝，即肋片管處于垂直狀況。這樣，在停止工作時換熱器沒有凍結危險，接通工作時啟動快。1/25/20242采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

多臺換熱器的蒸汽管路應并聯(lián)。蒸汽入口裝壓力表和調節(jié)閥，出口裝疏水器。當被加熱空氣溫升大時，空氣行程宜采用串聯(lián)；而空氣量大時，應采用并聯(lián)安裝。圖4—10中四臺空氣—蒸汽換熱器的蒸汽管路為并聯(lián)安裝。1/25/20243采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

多臺換熱器的蒸汽管路應并聯(lián)。蒸汽入口裝壓力表和調節(jié)閥，出口裝疏水器。當被加熱空氣溫升大時，空氣行程宜采用串聯(lián)；而空氣量大時，應采用并聯(lián)安裝。圖4—10中四臺空氣—蒸汽換熱器的蒸汽管路為并聯(lián)安裝。1/25/20244采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣1/25/20245采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

車間中采暖用的暖風機常用蒸汽作為熱媒。蒸汽壓力不大于0.39MPa。蒸汽型暖風機供熱能力大，同樣的暖風機，用蒸汽作熱媒時的供熱量約比熱水（130/70℃高溫水）作熱媒時供熱量多一倍。1/25/20246采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

在寒冷地區(qū)為阻擋室外冷風侵入建筑物，常在經常開啟的外門附設熱空氣幕。熱空氣幕加熱空氣的熱媒有蒸汽、熱水、電。蒸汽作熱媒的熱空氣幕供熱能力大，適宜用在車間大門、特別是出入汽車等交通工具的大門處。蒸汽型熱空氣幕一般使用表壓≤0.39MPa的蒸汽。1/25/20247采暖通風與空調4.3.1用蒸汽加熱空氣

暖風機、熱空氣幕的蒸汽系統(tǒng)宜采用上供式系統(tǒng)。設備進口的蒸汽管應設止回閥，出口凝結水設疏水器。1/25/20248采暖通風與空調4.3.2用蒸汽加熱空調系統(tǒng)用熱水

全水空調系統(tǒng)或空氣—水空調系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)中所用的熱水可用汽—水換熱器進行加熱。圖4—11是多臺汽—水換熱器加熱熱水的系統(tǒng)。蒸汽管路與熱水管路都是并聯(lián)連接。在水系統(tǒng)最高點應設排氣裝置，在最低點設泄水和排污閥。1/25/20249采暖通風與空調4.3.2用蒸汽加熱空調系統(tǒng)用熱水1/25/202410采暖通風與空調4.3.2用蒸汽加熱空調系統(tǒng)用熱水1/25/202411采暖通風與空調4.3.3用蒸汽等溫加濕空氣

用干蒸汽加濕器對空氣進行加濕是空調系統(tǒng)中常用的加濕法之一。它不僅加濕迅速、均勻、穩(wěn)定、效率高（接近100%）、不帶水滴和細菌，而且節(jié)省電能，運行費用低，布置方便。但由于必須有汽源和輸汽管道，初投資高，不可能專門為采用蒸汽加濕而建造熱源，但在有現(xiàn)成蒸汽熱源時，應優(yōu)先采用蒸汽加濕。所需蒸氣壓力為0.02～0.4MPa。1/25/202412采暖通風與空調4.3.3用蒸汽等溫加濕空氣

接到干蒸汽加濕器的供汽管道宜用鍍鋅管道，必須從供汽管道頂部引出，而且接管越短越好，以防過多沿途凝結水帶入加濕器。其入口供汽管減壓閥和調節(jié)閥的前、后應安裝閥門，其出口裝疏水器。1/25/202413采暖通風與空調4.3.4溴化鋰吸收式制冷用蒸汽

吸收式制冷是用熱能作動力的制冷方法。單效溴化鋰吸收式制冷機使用的熱媒有熱水和蒸汽，蒸汽壓力P=0.02~0.1MPa（表壓），熱水溫度≤150℃。單效溴化鋰吸收式制冷機熱力系數（制冷量與消耗熱量之比）小，除了用廢熱作熱源外，一般不提倡使用這種制冷機。雙效溴化鋰吸收式制冷機，當采用P=0.6~0.8MPa（表壓）的蒸汽作熱媒時，熱力系數約比單效溴化鋰制冷機高60%~70%。1/25/202414采暖通風與空調4.3.4溴化鋰吸收式制冷用蒸汽

雖然其一次能源效率仍不敵用電驅動的制冷機，但由于我國煤價便宜，有的地方電力尚緊缺，尤其在工廠中有現(xiàn)成蒸汽源的地方，因此目前這類制冷機也用得很多。為提高熱力系數，應盡量使用壓力高的飽和蒸汽，但一般不能高于0.8MPa(表壓)。由于溴化鋰吸收式制冷機對使用溫度有限制，一般最高不超過175℃，因此不允許有較大過熱度的蒸汽進入設備。如蒸汽過熱度大而超過使用溫度時，應在蒸汽管內噴凝結水使蒸汽降到飽和溫度后再供給制冷機。1/25/202415采暖通風與空調4.4蒸汽采暖系統(tǒng)專用設備

與熱水采暖系統(tǒng)相比，蒸汽采暖系統(tǒng)有一些專用的設備。正確選擇、計算這些設備，不僅關系到充分發(fā)揮設備的功能，而且關系到系統(tǒng)的正常運行和節(jié)能。1/25/202416采暖通風與空調4.4.1排除凝結水的設備

如蒸汽在散熱器內不能全部凝結，則就會竄入凝結水管。蒸汽管沿途凝結水不及時排除會產生水擊。因此在蒸汽管路上以及在散熱器和換熱器出口要安裝凝結水排除設備。它們能順利排除凝結水（有的還能同時排除空氣），阻礙蒸汽逸漏。其性能影響到系統(tǒng)運行的可靠性和經濟性。排除凝結水的設備有疏水器、水封和孔板式疏水閥。1/25/202417采暖通風與空調4.4.1排除凝結水的設備

4.4.1.1疏水器1．疏水器的種類及工作原理1/25/202418采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

疏水器根據作用原理不同，可分為三種類型：（1）利用疏水器內凝結水液位變化動作的機械型疏水器。浮筒式、吊桶式（倒吊桶式）、浮球式疏水器均屬于此類疏水器。（2）靠蒸汽和凝結水流動時熱動力特性不同來工作的熱動力型疏水器。熱動力式、脈沖式屬于此類疏水器。（3）靠疏水器內凝結水的溫度變化來排水阻汽的熱靜力式（恒溫型）疏水器。波紋管式、雙金屬片式疏水器均屬于此類疏水器。1/25/202419采暖通風與空調4.4.1.1疏水器1/25/202420采暖通風與空調4.4.1.1疏水器1/25/202421采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

疏水器根據作用原理不同，可分為三種類型：（1）利用疏水器內凝結水液位變化動作的機械型疏水器。浮筒式、吊桶式（倒吊桶式）、浮球式疏水器均屬于此類疏水器。（2）靠蒸汽和凝結水流動時熱動力特性不同來工作的熱動力型疏水器。熱動力式、脈沖式屬于此類疏水器。（3）靠疏水器內凝結水的溫度變化來排水阻汽的熱靜力式（恒溫型）疏水器。波紋管式、雙金屬片式疏水器均屬于此類疏水器。1/25/202422采暖通風與空調4.4.1.1疏水器1/25/202423采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

2.疏水器的選擇計算（1）選擇疏水器時，應使其排水能力大于用熱設備的理論排水量，即：

（4—5）式中

疏水器設計排水量，kg/s或kg/h；

用熱設備的理論排水量，kg/s或kg/h；

K--疏水器的選擇倍率。1/25/202424采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

疏水器的選擇倍率是考慮實際條件與理論計算情況不可能完全一致而引入的系數。使用條件經常會有變化，用汽壓力下降，背壓升高時將導致疏水器的排水能力下降；設備用汽量增加時，凝結水量會增加等。此外用熱設備的工作情況也可能有變化，在低壓力，大負荷下啟動或要求用熱設備迅速投入使用時，疏水器的瞬時排水量都要大于設備正常運行時的疏水量。1/25/202425采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

應適當確定疏水器選擇倍率K的數值，不是越大越好。對浮筒式疏水器，值大，疏水器體積大，造價高；對熱動力式疏水器，值大，易造成漏汽；大多數疏水器間歇工作，應防止疏水器動作頻繁，閥孔及閥座很快磨損。1/25/202426采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

（2）疏水器排水量的計算疏水器的排水量可按下式計算：

（4—6）式中

—疏水器的排水量，kg/h；

—疏水器的排水系數；

—疏水器的排水閥孔直徑，mm；

—疏水器前后壓差，kPa，；

—疏水器前、后的蒸汽壓力，kPa。1/25/202427采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

3．疏水器與管路的連接方式

疏水器與管路的連接方式見圖4—16。疏水器1通常多為水平安裝。截止閥5、6用于維修時將疏水器與凝結水管路隔開。沖洗管3位于截止閥5的前面，用于沖洗管路時排水和放氣。檢查管4位于疏水器后，用以檢查疏水器的工作情況。1/25/202428采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

4—16疏水器的安裝1—疏水器；2—旁通管；3—沖洗管；4—檢查管；5、6—截止閥；7——止回閥1/25/202429采暖通風與空調4.4.1.2水封和孔板式疏水閥1/25/202430采暖通風與空調4.4.1.1疏水器

旁通管2可以水平安裝（圖（b））或垂直安裝（圖（c））（旁通管在疏水器上繞行）。圖（e）為多臺疏水器并聯(lián)安裝設旁通管的情況。旁通管的作用是：（1）系統(tǒng)啟動時排除凝結水和空氣；（2）檢修疏水器時不中斷供汽。為了防止蒸汽竄入凝結水系統(tǒng)，運行時旁通管上的閥門應關閉，以免影響其它用熱設備凝結水的排除、干擾凝結水管路的正常工作及浪費熱能。疏水器有活動部件，需要經常維修、更換，因此，對不允許中斷供汽的生產設備，為了進行檢修時不影響生產，應安裝旁通管。對一般的蒸汽供暖系統(tǒng)，疏水器可不設旁通管（如圖（a）、（d）），以免旁通管上閥門關閉不嚴造成泄漏。蒸汽用熱設備經常為間歇工作，為了防止啟動時產生蒸汽沖擊，疏水器后可裝止回閥7。1/25/202431采暖通風與空調4.4.1.2水封和孔板式疏水閥

水封和孔板式疏水閥都起到阻汽疏水的作用。其優(yōu)點是：結構簡單、無活動部件。水封中積存的凝結水阻止了蒸汽的通過，水封的高度H應等于水封安裝處前后的壓力差相當的水柱高度，并考慮10%的富余值。水封用于蒸汽壓力小于0.05MPa的地方。孔板式疏水器阻汽的作用原理是：純凝結水的密度大，能順利通過孔板內面積很小的閥孔；蒸汽或含汽凝結水的密度小，通過孔板內面積很小的閥孔時受到阻礙。從而達到阻汽疏水的作用。1/25/202432采暖通風與空調4.4.1.2水封和孔板式疏水閥1/25/202433采暖通風與空調4.4.2減壓閥

減壓閥通過調節(jié)閥孔大小，對蒸汽進行節(jié)流達到減壓目的，并能自動地將閥后壓力維持在一定范圍內。

目前國產減壓閥有活塞式、波紋管式和薄膜式等幾種。1/25/202434采暖通風與空調4.4.2減壓閥

圖4—19活塞式減壓閥工作原理圖1— 主閥；2—活塞；3—下彈簧；4—針閥；5—薄膜片；6—上彈簧；7—旋緊螺絲1/25/202435采暖通風與空調4.4.2減壓閥