第六章供热系统及其主要设备

1、第六章供热系统及其主要设备1 第六章第六章 供热系统的主要设备供热系统的主要设备 第六章供热系统及其主要设备2 u热源是热能的来源，即生产热能的设备及系统。热源是热能的来源，即生产热能的设备及系统。 u热源主要有：局部锅炉房、区域锅炉房和热电热源主要有：局部锅炉房、区域锅炉房和热电 厂。厂。 u锅炉燃用的燃料可是煤、油、气，即燃煤锅炉、锅炉燃用的燃料可是煤、油、气，即燃煤锅炉、 燃油锅炉和燃气锅炉。燃油锅炉和燃气锅炉。 此外，还可利用电能、太阳能、地热、核能、此外，还可利用电能、太阳能、地热、核能、 热泵等。热泵等。 第六章供热系统及其主要设备3 u目前国内较广泛应用的供热热源方式有：目前国内

2、较广泛应用的供热热源方式有： 热电厂供热方式、区域大锅炉房热电厂供热方式、区域大锅炉房(包括直包括直 燃机房燃机房)供热方式、换热站供热方式等供热方式、换热站供热方式等. 第六章供热系统及其主要设备4 第一节第一节 热电厂热电厂 l火力发电厂是将燃料的化学能火力发电厂是将燃料的化学能,通过锅炉转变通过锅炉转变 为蒸汽的热能，再通过汽轮机转变为旋转的机为蒸汽的热能，再通过汽轮机转变为旋转的机 械能，带动发电机生产出电能。械能，带动发电机生产出电能。 l火力发电厂按能量供应的形式分为：火力发电厂按能量供应的形式分为： l凝汽式发电厂：供应电能凝汽式发电厂：供应电能 l供热式发电厂：亦称热电厂，既供

3、应电能，又供热式发电厂：亦称热电厂，既供应电能，又 热能（蒸汽或热水），称为热电联产；既供应热能（蒸汽或热水），称为热电联产；既供应 电，又热（蒸汽或热水）和冷，称为热电冷三电，又热（蒸汽或热水）和冷，称为热电冷三 联产。联产。 第六章供热系统及其主要设备5 l热电厂所提供的高温水水温一般为热电厂所提供的高温水水温一般为 110150左右左右，回水温度，回水温度6070左右，左右， 一般经换热站进行热交换，将二次水换成一般经换热站进行热交换，将二次水换成 9570的热水，提供给民用建筑使用，的热水，提供给民用建筑使用， 一次水放热后返回热电厂。一次水放热后返回热电厂。 第六章供热系统及其主要设

4、备6 利用电厂凝气余热的水源热泵供热系统 第六章供热系统及其主要设备7 第二节第二节 区域锅炉房区域锅炉房 l直供式锅炉房 l间供式锅炉房 第六章供热系统及其主要设备8 第三节第三节 集中供热系统的热力站集中供热系统的热力站 l1定义定义 l热力站是供热网路与热用户的连接场所或机房。热力站是供热网路与热用户的连接场所或机房。 l2作用作用 l将热量从热网转移到局部系统；将热量从热网转移到局部系统； l将热网热媒的温度、压力、流量调整变换到热将热网热媒的温度、压力、流量调整变换到热 用户所需的状态；用户所需的状态； l监测和计量各热用户的热耗量；监测和计量各热用户的热耗量； l在蒸汽供热系统中，

5、还具有收集凝结水的作用。在蒸汽供热系统中，还具有收集凝结水的作用。 第六章供热系统及其主要设备9 l3热力站的类型热力站的类型 l按热媒：热水供热热力站、蒸汽供热热力站按热媒：热水供热热力站、蒸汽供热热力站 l按服务对象：民用热力站、工业热力站按服务对象：民用热力站、工业热力站 l按位置和功能：用户热力站按位置和功能：用户热力站 l 小区热力站（集中热力站）小区热力站（集中热力站） l 区域性热力站（大型热力站）区域性热力站（大型热力站） 第六章供热系统及其主要设备10 一、用户热力站一、用户热力站 l亦称为用户引入口。它设置在单幢建筑物用户亦称为用户引入口。它设置在单幢建筑物用户 的地沟入口

6、处或该用户的地下室或底层处。如的地沟入口处或该用户的地下室或底层处。如 图所示。图所示。 用户热力站示意图用户热力站示意图 第六章供热系统及其主要设备11 二、集中热力站二、集中热力站 l亦称为小区热力站。亦称为小区热力站。 l服务对象：民用用热单位（民用建筑及其公共服务对象：民用用热单位（民用建筑及其公共 建筑），多为热水供热热力站。建筑），多为热水供热热力站。 l地点：独立建筑（如住宅小区地点：独立建筑（如住宅小区-保定假日山水保定假日山水 华庭、学校校区华庭、学校校区-保定金融专科学校）；建筑保定金融专科学校）；建筑 物的地下室（如银行大楼物的地下室（如银行大楼-保定工商银行）保定工商银

7、行） 第六章供热系统及其主要设备12 第六章供热系统及其主要设备13 1供暖热用户与热水网路采用直接连接的供暖热用户与热水网路采用直接连接的 热力站热力站 l如图如图6-14所示。该热力站连接供暖、通风和热所示。该热力站连接供暖、通风和热 水供应热用户。水供应热用户。 第六章供热系统及其主要设备14 图图6-14 6-14 民用集中热力站示意图民用集中热力站示意图( (一一) ) 1 1压力表；压力表；2 2温度计；温度计；3 3热网流量计；热网流量计；4 4水水水换热器；水换热器；5 5温度调节器；温度调节器； 6 6热水供应循环水泵；热水供应循环水泵；7 7手动调节阀；手动调节阀；8 8上

8、水流量计；上水流量计；9 9供暖系统混合水泵；供暖系统混合水泵； 1010除污器；除污器；1111旁通管；旁通管；1212热水供应循外管路热水供应循外管路 供暖热用户 热水用热水用 户户 第六章供热系统及其主要设备15 2.供暖系统与热水网路采用间接连接的热力站供暖系统与热水网路采用间接连接的热力站 图6-15 民用集中热站示意图(二) 第六章供热系统及其主要设备16 l在供暖系统采用水在供暖系统采用水水换热器和二级网路循环水换热器和二级网路循环 水泵，使热网与供暖系统的水力工况完全隔离。水泵，使热网与供暖系统的水力工况完全隔离。 第六章供热系统及其主要设备17 4混合水泵的选择混合水泵的选择

9、 l设计流量设计流量 l式中式中 -热网承担的供暖设计热负荷的流热网承担的供暖设计热负荷的流 量，量，t/h； l -设计混合比。（可用流量平衡和热设计混合比。（可用流量平衡和热 量平衡方程求出）。量平衡方程求出）。 0 GuGh 0 G u hg g tt t u 1 第六章供热系统及其主要设备18 l扬程扬程 l混合水泵扬程混合水泵扬程 混合点以后二级网路系统的总混合点以后二级网路系统的总 阻力损失。阻力损失。 l混合水泵台数选择混合水泵台数选择 l混合水泵台数不应少于两台，其中一台备用。混合水泵台数不应少于两台，其中一台备用。 第六章供热系统及其主要设备19 三、工业热力站三、工业热力站

10、 l服务对象：工厂企业用热单位，多为蒸汽热力服务对象：工厂企业用热单位，多为蒸汽热力 站。如图站。如图5-15所示，该热力站连接生产、通风、所示，该热力站连接生产、通风、 供暖和热水供应等热用户。供暖和热水供应等热用户。 l热力站内设有：分汽缸、换热器、凝结水回收热力站内设有：分汽缸、换热器、凝结水回收 设备等。设备等。 第六章供热系统及其主要设备20 图5-15 工业蒸汽热力站示意图 1分汽缸；2汽一水换热器；3减压阀；4压力表；5温度计； 6蒸汽流量计；7疏水器；8凝水箱；9凝水泵；10调节阀； 11安全阀；12循环水泵；13凝水流量计 第六章供热系统及其主要设备21 l外网蒸汽首先进入分

11、汽缸，然后根据各类热用户的参外网蒸汽首先进入分汽缸，然后根据各类热用户的参 数（压力、温度）要求，经减压阀（或减温器或减温数（压力、温度）要求，经减压阀（或减温器或减温 减压器）调节后，分别输至各热用户。减压器）调节后，分别输至各热用户。 第六章供热系统及其主要设备22 l如工厂采用热水供暖系统，则多采用汽如工厂采用热水供暖系统，则多采用汽水换热器，水换热器， 蒸汽将热水系统的循环水加热，凝结水经疏水器至凝蒸汽将热水系统的循环水加热，凝结水经疏水器至凝 结水箱。结水箱。 第六章供热系统及其主要设备23 四、热力站主要设备四、热力站主要设备 l(一一)热水换热器热水换热器 l热水换热器的分类：热

12、水换热器的分类： l按参与热交换的介质分为：按参与热交换的介质分为： 汽汽-水换热器水换热器 水水水换热器水换热器 l按传热方式分为：按传热方式分为： 表面式换热器表面式换热器 l 混合式换热器混合式换热器 第六章供热系统及其主要设备24 l表面式换热器表面式换热器-冷热两种流体被金属壁面隔开，冷热两种流体被金属壁面隔开， 通过金属壁面进行热交换的换热器。如壳管式、通过金属壁面进行热交换的换热器。如壳管式、 套管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。套管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。 l混合式换热器混合式换热器冷热两种流体直接接触进行混冷热两种流体直接接触进行混 合而实现热交换的换热器。如

13、淋水式，喷管式合而实现热交换的换热器。如淋水式，喷管式 换热器等。换热器等。 第六章供热系统及其主要设备25 1壳管式换热器壳管式换热器 l根据加热介质分为：根据加热介质分为： l壳管式汽壳管式汽-水换热器水换热器 l壳管式水壳管式水-水换热器水换热器 l组成：组成： l由外壳，管束、固定管栅板、前后水室等组由外壳，管束、固定管栅板、前后水室等组 成。成。 l图图1 ， 图图2 ， 图图3 。 第六章供热系统及其主要设备26 图6-16 壳管式水水换热器(一) 1管箱；2垫片；3管板；4换热管； 5壳体；6支承板；7拉杆；8壳体连接管； 9管箱连接管；10螺母；11螺栓；12垫片； 13防冲板

14、；14螺母；15螺栓；16放气管； 17泄水管；18排污管 第六章供热系统及其主要设备27 图6-17 壳管式水水换热器(二) 1被加热水入口；2被加热水出口；3加热水入口； 4加热水出口；5膨胀节 第六章供热系统及其主要设备28 2板式换热器板式换热器 l板式换热器是一种新型高效换热设备。采用特板式换热器是一种新型高效换热设备。采用特 殊的波纹金属板作为换热板片。板片的结构形殊的波纹金属板作为换热板片。板片的结构形 式很多，我国目前主要采用式很多，我国目前主要采用“人字形板片人字形板片”， 如图如图6-19所示。所示。 第六章供热系统及其主要设备29 l板片之间加密封垫，左侧上下两孔通加热流

15、体，板片之间加密封垫，左侧上下两孔通加热流体， 右侧上下两孔通被加热流体。右侧上下两孔通被加热流体。 图图6-19 6-19 换热片与密封垫片换热片与密封垫片 第六章供热系统及其主要设备30 密封垫的作用与型式密封垫的作用与型式 l作用：把流体密封在换热器内，分隔加热与作用：把流体密封在换热器内，分隔加热与 被加热流体。被加热流体。 l型式：图型式：图6-19（b）。）。 图图6-19 6-19 换热片与密封垫片换热片与密封垫片 第六章供热系统及其主要设备31 l交替安装垫片的左右交替安装垫片的左右 位置，可以使加热与位置，可以使加热与 被加热流体在换热器被加热流体在换热器 中交替通过人字形板

16、中交替通过人字形板 面。面。 l通过信号孔可检查内通过信号孔可检查内 部是否密封。当密封部是否密封。当密封 不好而有渗漏时，信不好而有渗漏时，信 号孔就会有流体流出。号孔就会有流体流出。图图6-19 6-19 换热片与密封垫片换热片与密封垫片 第六章供热系统及其主要设备32 两侧流体的流程配合两侧流体的流程配合 l可以并联、混联，可以是：可以并联、混联，可以是：1对对1，1对对2，2对对2，2对对4 及及4对对4。 第六章供热系统及其主要设备33图图6-20 板式换热器流程示意图板式换热器流程示意图 l单流程组合单流程组合 l多流程组合多流程组合 第六章供热系统及其主要设备34 特点特点 l优

17、点：优点：k高，结构紧凑，适应性广，拆洗方便，高，结构紧凑，适应性广，拆洗方便， 节省材料。节省材料。 l缺点：耐温性能差，易渗漏，要求水质好。缺点：耐温性能差，易渗漏，要求水质好。 组装方式组装方式 l将板片，密封垫，用固定盖板，活动盖板，定将板片，密封垫，用固定盖板，活动盖板，定 位螺栓，压紧螺栓夹紧，固定在框架上，盖板位螺栓，压紧螺栓夹紧，固定在框架上，盖板 上设有冷热流体进出口短管，如图上设有冷热流体进出口短管，如图6-21所示。所示。 第六章供热系统及其主要设备35 图6-21 板式换热器构造示意图 1加热板片；2固定盖板；3活动盖板；4定位螺栓；5压紧螺栓； 6被加热水进口；7被加

18、热水出口；8加热水进口；9加热水出口 2 3 1 4 5 6 78 9 第六章供热系统及其主要设备36 3容积式换热器容积式换热器 l根据加热介质的不同分为：根据加热介质的不同分为： l 容积式汽容积式汽-水换热器水换热器 l 容积式水容积式水-水换热器水换热器 l根据加热的对流管束所占比例不同分为：根据加热的对流管束所占比例不同分为： 容积式换热器容积式换热器 半容积式换热器（结合壳管式换热器优点）半容积式换热器（结合壳管式换热器优点） l根据形状分为：根据形状分为： 卧式容积式换热器卧式容积式换热器 立式容积式换热器立式容积式换热器 第六章供热系统及其主要设备37 l有一定的储水功能 l传

19、热系数小，热交 换效率低 容积式换热器构造示意图 第六章供热系统及其主要设备38 4.螺旋板式换热器螺旋板式换热器 l两张平行金属板卷制两个螺旋通道组成两张平行金属板卷制两个螺旋通道组成 l结构紧凑，传热系数通常高于壳管式换热器结构紧凑，传热系数通常高于壳管式换热器 l同板式换热器相比，流通截面较宽，不易堵塞同板式换热器相比，流通截面较宽，不易堵塞 l不能拆卸清洗不能拆卸清洗 第六章供热系统及其主要设备39 第六章供热系统及其主要设备40 5.浮动盘管式换热器浮动盘管式换热器 l由壳体和浮动盘管（紫铜管制造）组成由壳体和浮动盘管（紫铜管制造）组成 l同壳管式、容积式换热器比，传热系数高，因同壳

20、管式、容积式换热器比，传热系数高，因 为紫铜管导热系数高，且盘管在水流中浮动，为紫铜管导热系数高，且盘管在水流中浮动， 对水流产生较大扰动，强化传热对水流产生较大扰动，强化传热 l可自动除垢，因为盘管浮动，对水流产生扰动，可自动除垢，因为盘管浮动，对水流产生扰动， 碱性污垢不易沉浮于管壁。碱性污垢不易沉浮于管壁。 第六章供热系统及其主要设备41 第六章供热系统及其主要设备42 6.淋水式换热器淋水式换热器 l淋水式换热器是由壳体和带有筛孔的淋水板组 成的圆柱型罐体 l淋水式蒸汽定压 l特点：容量大，可起到储水、定压作用；汽水 之间直接接触换热，换热效率高；凝结水不能 回收，增加了集中供热系统热

21、源处的水处理量； 第六章供热系统及其主要设备43 第六章供热系统及其主要设备44 (二)热源其他设备 1.各类联箱的选择 l分水器、集水器、分汽缸和疏水集水器统称联 箱。 l设置联箱的目的：主要是为便于对热媒管道 进行控制和操作。 第六章供热系统及其主要设备45 联箱上各接管间距离 应考虑各相邻支管上阀门手轮操作的最小允许 间距，一般可以按下图确定。 第六章供热系统及其主要设备46 2除污器 作用：用于除去热网水中所含有的悬浮颗粒， 防止其进入用户系统或热源。 l类型：立式直通除污器、卧式直通除污器和 卧式角通除污器。 l选择方法：可按照除污器接管管径与其相接 的供（回）水干管管径相同的原则和

22、实际安装 位置确定。 例如，供、回水干管直径为1594.5mm，则可选用 DN150除污器，其型式视安装位置确定。 第六章供热系统及其主要设备47 l(a)立式直通除污器 (b)卧式直通除污器 (c)卧式角通除污器 第六章供热系统及其主要设备48 l除污原理：除污原理：除污器的断面大于管道的流通面积，除污器的断面大于管道的流通面积， 流体在除污器中流速下降，流体携带杂质污物的流体在除污器中流速下降，流体携带杂质污物的 能力下降，同时，在滤网的联合作用下，污物沉能力下降，同时，在滤网的联合作用下，污物沉 降于除污器底部，定期排出。降于除污器底部，定期排出。 l两侧设阀门和压力表，根据压力变化情况

23、及时检两侧设阀门和压力表，根据压力变化情况及时检 修。修。 l去除系统中较大的固体颗粒。去除系统中较大的固体颗粒。 l安装于系统回水干管循环泵入口前，集中排污；安装于系统回水干管循环泵入口前，集中排污； 建筑入口，分设于供回水干管上，分散排污建筑入口，分设于供回水干管上，分散排污 第六章供热系统及其主要设备49 第六章供热系统及其主要设备50 3.Y形过滤器 l滤网比除污器的滤网孔径小，过滤更小的固体 杂质 l安装于板式换热器、管道配件阀门与仪表的入 口处，保护设备，防堵塞和磨损 第六章供热系统及其主要设备51 第六章供热系统及其主要设备52 水处理装置水处理装置 l软化设备、除氧设备、软化水

24、箱 l减小原水硬度，防止锅内和换热器的结垢现象 l减少水中的溶解气体，进而减少对换热面的腐 蚀 第六章供热系统及其主要设备53 第六章供热系统及其主要设备54 五、热力站的布置五、热力站的布置 l1布置原则 l应尽量靠近供热区域的中心或热负荷最集中 区的中心； l可设在单独建筑内，也可利用旧建筑的底层 或地下室； l尽量利用原有的供暖锅炉房及原有管网系统； l工业用热力站应尽量利用企业原有锅炉房。 第六章供热系统及其主要设备55 第六章供热系统及其主要设备56 2热力站平面布置 l一般应包括换热间、泵房、仪表间、值班间和 生活附属间。 l汽水热力站：当有热水供应系统时，换热间 面积较大，可采用

25、双层布置。 l水水热力站：一般布置在单层建筑中。 第六章供热系统及其主要设备57 l图 水水式热力站平面布置图 l1-换热器 2-热网循环水泵 3-补水定压装置 l 4-贮水箱 5-分水器 6-集水器 第六章供热系统及其主要设备58 第六章供热系统及其主要设备59 第六章供热系统及其主要设备60 l图 汽-水式热力站平面布置图 l1-热交换器 2-贮软水箱 3-热网循环水泵 4-补水定压装置 l5-分水器 6-集水器 7-凝结水箱 8-凝结水泵 9-分汽缸 第六章供热系统及其主要设备61 3 热力站工艺设计一般原则 l除考虑应有备用发展裕量外，一般换热器的出 力为用户最大热负荷的120%-13

26、0%，换热器 的出口压力，不应小于最高供水温度加20的 相应饱和压力 l热力站内的换热器容量，可由单台或两台的换 热器并联供热。若两台换热器时，则每台换热 器选型应按照总热负荷的60%-70%考虑 l一次加热介质的压力超过换热器的承压能力时， 应在热力站入口设立减压装置。 第六章供热系统及其主要设备62 l循环水泵应设两台以上，其中一台停止运行时， 其余循环水泵能供应全部循环流量的110%， 循环水泵扬的程应是整个热网系统总压力降的 110%-120% l热网系统的补给水应采用软化水。软水装置可 单独设于热力站内或采用锅炉房统一供应系统 l进入换热器和循环水泵前的管段上需设置除污 器。当采用城

27、市热网热水时，应在入口调压计 量装置前设除污器。除污器大小按照接管管径 选用，前后设切断阀，并设置旁通管和旁通阀 第六章供热系统及其主要设备63 l当热力站内设有季节性换热系统（供热，空调） 及常年性换热系统（生产，生活）时，其进入 站内的一次加热蒸汽或一次加热热水入口，应 设分汽缸或热水分水器，以便于管理及计量核 算（一次网侧） l当热力站至用户热网（二次热网）系统，有两 个以上的供水管道时，总供水管出站前应设分 水器，分水器上的各供水管均应关断阀门（二 次网侧） 第六章供热系统及其主要设备64 l换热器一、二次热介质进、出管均应设关断阀 门；对于热网循环供水温度需要根据用户热负 荷变化自动

28、调节的系统，应在一次热介质的入 口总管上设置自动温控调节阀，调节一次热介 质流量 l两台或两台以上换热器并联工作时，其流程系 统按同程式连接设计为宜 l热力站内换热器、除污器、阀门、水箱、管道 等，应进行良好可靠的保温 第六章供热系统及其主要设备65 l站内热网系统管道上应设压力表部位； （1）除污器前后；循环水泵和补给水泵前后。 （2）减压阀前后；调压阀（板）前后。 （3）供水管及回水管的总管上。 （4）一次加热介质总供、回水管上，或分水器、 分水缸上。 （5）自动调节阀前后 第六章供热系统及其主要设备66 l站内热网系统管道上应设温度计部位； （1）一次加热介质总供、回水管上，或分水器、 分汽缸上。 （2）换热器至热网供水总管上。 （3）供暖、空调季节性热网供水、回水管上。 （4）生产、生活常年性热网供水、回水管上。 （5）循环水箱、凝结水箱上。 （6）生活热水容积