市政工程课件采暖与燃气

1、第六章第六章 城市供热与燃气工程城市供热与燃气工程 第一节第一节 供热工程供热工程 第二节第二节 燃气工程燃气工程 第一节第一节 供热工程供热工程 w S1.1供热工程概述 w S1.2城市集中供热管网 S1.1供热工程概述 一、供热与采暖一、供热与采暖 w 供热：生产、输配和应用中低品位热能的工程。 w 供热系统包括热源、热网、热用户。热用户指 直接使用或消耗热能的室内采暖、通风空调、 热水供应和生产工艺用热等。 w 采暖：即用人工的方法向室内供给热量，保持 一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工 作条件的技术。 二、采暖系统： 1、组成： 采暖系统包括热源（热媒制备）、 热网（热媒输送）

2、、散热设备（热媒利用） 三部分 w 热源：锅炉房和热电厂；核能、地热、太阳能、 电能、工业余热。 w 热网：由热源向热用户输送和分配供热介质的 管道系统。 w 散热设备：供暖房间的放热设备。 2、采暖系统分类及原理 （1）按设备相对位置分类 1） 局部采暖系统 热源、热网、散热器三部分在构造上合在 一起的采暖系统，如火炉采暖、简易散热器采 暖、煤气采暖和电热采暖。 特点：简易，卫生条件较差，耗能大。 2） 集中采暖系统 热源和散热设备分别设置，用热网相连接， 由热源向各个房间或建筑物供给热量的采暖 系统。 特点：供热量大，节约燃料，污染小。广 泛应用于建筑供暖工程。 （2）按热媒不同分类）按热

3、媒不同分类 在集中供暖系统中，把热量从热源输 送到散热器的物质叫“热媒”。 1）热水供暖系统）热水供暖系统 2）蒸汽供暖系统）蒸汽供暖系统 3）热风供暖系统）热风供暖系统 w 热水采暖系统按热媒温度的不同可分为低温系统 和高温系统。 热媒参数以100为界。 w 热水采暖系统按系统循环动力可分为自然（重力） 循环系统和机械循环系统。 前者是靠水的密度差进行循环的系统，由于作 用压力小，目前在集中式采暖中很少采用；后者 是靠机械力（水泵）进行循环的系统。 热水供暖系统热水供暖系统 自然循环热自然循环热 水暖系统的水暖系统的 工作原理工作原理 如图7-2所 示 工作原理：当水在锅炉内加热后，水的密度

4、减工作原理：当水在锅炉内加热后，水的密度减 小；在散热器内被冷却后，水的密度增加。整小；在散热器内被冷却后，水的密度增加。整 个系统将因供回水密度差的不同而维持循环流个系统将因供回水密度差的不同而维持循环流 动。动。 w 这种依靠供、回水密度差产生循环动力保持循环流动的这种依靠供、回水密度差产生循环动力保持循环流动的 热水供暖系统称之为自然循环热水供暖系统。热水供暖系统称之为自然循环热水供暖系统。 w 自然循环热水供暖系统具有构造简单，维护管理方便，自然循环热水供暖系统具有构造简单，维护管理方便， 无需消耗电能的优点。但由于作用压力小，管径相对较无需消耗电能的优点。但由于作用压力小，管径相对较

5、 大，其作用半径受到限制，因此在集中供暖系统中很少大，其作用半径受到限制，因此在集中供暖系统中很少 采用。采用。 机械循环热 水供暖系统 的工作原理 如图7-3。 图7-3机械循环热水供暖系统 w 工作原理：利用水泵强制循环，水流在整工作原理：利用水泵强制循环，水流在整 个环状管路中流行的阻力靠水泵提供的动个环状管路中流行的阻力靠水泵提供的动 力来克服，水泵的扬程大小由流动阻力确力来克服，水泵的扬程大小由流动阻力确 定。定。 w 机械循环热水供暖系统，由于水循环靠水泵驱机械循环热水供暖系统，由于水循环靠水泵驱 动，因此系统的作用压力大，作用半径大，供动，因此系统的作用压力大，作用半径大，供 热

6、的范围就大；不仅可以单栋建筑供暖，也可热的范围就大；不仅可以单栋建筑供暖，也可 以多栋建筑，区域供暖，广泛使用。但系统运以多栋建筑，区域供暖，广泛使用。但系统运 行耗电量大，系统管道设备的维修量也大。行耗电量大，系统管道设备的维修量也大。 蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统 w 根据供汽压力根据供汽压力 ，低压蒸汽采暖系统、高压蒸汽，低压蒸汽采暖系统、高压蒸汽 采暖系统、真空蒸汽采暖系统。采暖系统、真空蒸汽采暖系统。 热风采暖系统热风采暖系统 w 热风采暖系统以热空气作为热媒，即把空气热风采暖系统以热空气作为热媒，即把空气 加热到适当的温度直接送入房间以满足采暖加热到适当的温度直接送入房间以满足采暖 要

7、求。根据需要和实际情况，可设独立的热要求。根据需要和实际情况，可设独立的热 风采暖系统或采用通风和空调联合的系统。风采暖系统或采用通风和空调联合的系统。 例如，暖风机、热风幕等就是热风采暖的典例如，暖风机、热风幕等就是热风采暖的典 型设备。型设备。 w 适用：适用：耗热量大的建筑物、间歇使用的房间 和有防火防爆要求的车间。 w 优点：优点：热惰性小、升温快、设备简单、投资 省。 (3)根据散热设备散热方式的不同分类根据散热设备散热方式的不同分类 分为对流采暖和辐射采暖。 w 以对流换热为主要方式的采暖，称为对流采暖。系统中 的散热设备是散热器，因而这种系统也称为散热器采暖 系统。利用热空气作为

8、热媒，向室内供给热量的采暖系 统，称为热风采暖系统。它也是以对流方式向室内供热。 w 辐射采暖是以辐射传热为主的一种采暖方式。辐射采暖 系统的散热设备，主要采用金属辐射板或以建筑物部分 顶棚、地板或墙壁作为辐射散热面。 辐射采暖系统辐射采暖系统 w 辐射采暖：指提升围护结构内表面中一个或多 个表面的温度，形成热辐射面，依靠辐射面与 人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换 进行采暖的技术方法。 w 辐射采暖的分类 w 按供热范围按供热范围：局部辐射采暖、集中辐射采暖； w 按辐射面温度按辐射面温度：高、中、低温辐射采暖； w 按热媒按热媒：热水、蒸汽、空气和电辐射采暖。 w 地板辐射采暖系统的

9、组成 地板辐射系统局部图地板辐射系统局部图 S1.2城市集中供热管网 （district heat supply network） 一、城市集中供热管网的组成一、城市集中供热管网的组成 w 城市集中供热管网是由城市集中供热热源向热 用户输送和分配供热介质的管线系统。 w 热网由输热干线、配热干线、支线等组成。输 热干线自热源引出，一般不接支线；配热干线 自输热干线或直接从热源接出，通过配热支线 向用户供热。热网管径根据水力计算确定。 w 在大型管网中，有时为保证管网压力工况，集 中调节和检测供热介质参数，而在输热干线或 输热干线与配热干线连接处设置热网站。 1、热网的形式、热网的形式 (1)按

10、布置形式：按布置形式： w 枝状管网 w 环状管网 w 辐射管网 二、热网的形式及热力接入口二、热网的形式及热力接入口 主要根据城市热负荷分布情况、街区现状、 发展规划以及地质地形条件等确定，一般布置 成枝状。 当由多热源供热时，为了互相备用，提高供 热的可靠性和灵活性，各热源的输热干线间可 设连通管，也可布置成环状。 大城市也可按分区布置成辐射状管网。 市区管线多沿街道一侧与其它地下管线平 行布置。热网的布置应尽量使管线走在热负荷 中心，供热半径最短，对城市干扰最少，施工 和运行管理方便。 （2）按介质的流动形式：按介质的流动形式： w 根据热媒流动的形式，供热系统可以分为封闭式、半 封闭式

11、和开放式三种。在封闭式系统中，用户只利用 热媒所携带的部分热能，剩余的热能随热媒返回热源， 又再一次受热增补热能。在半封闭式系统中，用户既 消耗部分热能又消耗部分热媒，剩余的热媒和它所含 有的余热返回热源。在开放式系统中，不论热媒本身 或它所携带的热能都完全被用户利用。 其中，水的供热系统可分为单管、双管、三管和 四管式等几种 (见图)。 w 单管式 (开放式)系统初投资少，但只有在采暖 和通风所需的网路水平均小时流量与热水供应 所需网路水平均小时流量相等时采用才是合理 的。一般，采暖和通风所需的网路水计算流量 总是大于热水供应计算流量，热水供应所不用 的那部分水就得排入下水道，这是很不经济的

12、。 w 三管式系统可用于水流量不变的工业供热系统。 它有两条供水管路，其中一条供水管以不变的 水温向工艺设备和热水供应换热器送水，而另 一条供水管以可变的水温满足供暖和通风之需。 局部系统的回水通过一条总回水管返回热源。 w 四管式系统的金属消耗量很大，因而仅用于小 型系统以简化用户引入口。其中两根管用于热 水供应系统，而另两根管用于采暖、通风系统。 w 最常用的是双管热水供热系统，即一根供水管 供出温度较高的水，另一根是回水管。用户系 统只从网路热水中取走热能，而不消耗热媒。 2、热力接入口（热网与采暖用户的连 接） w 直接连接 w 间接连接 三、管材和管道敷设三、管材和管道敷设 1.管材

13、 w 采暖管道通常采用钢管； w 室外采暖管道采用无缝钢管和钢板卷焊管； w 室内采暖管道采用普通焊接钢管或无缝钢管； w 地板采暖管有PE-X管、XPAP管、PB管、PP-R管。 2、室外管道敷设方式 供热管线有地下敷设和地上敷设两种方式。 n地下敷设 不影响城市交通和市容，是城市供热 广泛采用的敷设方式。 地下敷设又分为有沟敷设和直埋敷设。 有沟敷设是指供热管道敷设在地沟内，管道本 身不承受外界荷载。地沟分三种： 通行地沟 除敷设管道外,还设有高度不小于1.8 米的人行通道，工作人员可以进入沟内巡视、 检修和更换管道。多用在热源出口及不允许开 挖路面的地方。 不通行地沟 其尺寸只考虑管道施

14、工操作条件， 工作人员不能进入。这种地沟横断面尺寸小， 造价较低。 半通行地沟 介于通行地沟和不通行地沟之间， 地沟内的人行通道尺寸较小，工作人员只能巡 视及简单操作。 直埋敷设 是指管道直接埋设于土壤之中。无地 沟，管道本身直接承受外界荷载。 其造价低，施工简便，是一种有发展 前途的敷设形式。 n地上敷设 也称架空敷设，其造价便宜，维修方 便，多用于工业区、郊区、地下水位高、 永久冻土区、湿陷性土壤区等地质构造特 殊的地区，以及跨越铁路、公路、河流等 地段。多数设专用支架。 地上敷设根据支架高度不同，分为高 支架、中支架、低支架和地面敷设。 高支架的高度在4.5米以上,一般在跨越公路、铁 路

15、等障碍物时采用； 中支架高度为3米左右,在一般工业区内采用； 低支架高度为0.51米左右，在城郊空旷地区或 工业区沿工厂围墙敷设时采用； 地面敷设是利用管枕将管道垫起，和地面保持 一定的间隙作排水用，只在地面相当平整时采 用。 第二节第二节 燃气工程燃气工程 一、燃气的分类一、燃气的分类 二、燃气系统二、燃气系统 三、燃气管道安装三、燃气管道安装 第二节第二节 燃气工程燃气工程 一、燃气的分类 w 燃气：燃气：以可燃气体为主要组分的混合气体燃料。 w 城镇燃气：城镇燃气：指符合国家规范要求的，供给居民 生活、公共建筑和工业企业生产作燃料用的， 公用性质的燃气。 w 分类：分类： w 1.天然气

16、 w 2.液化石油气 w 3.人工燃气 二、燃气系统二、燃气系统 1、燃气管道系统、燃气管道系统 (1)系统的组成 w 1)输气干管。 w 2)中压输配干管。 w 3)低压输配干管。 w 4)配气支管。 w 5)用气管道。 (2)系统的形式 w 1)一级系统。 w 2)二级系统。 w 3)三级和多级系统。 低压低压中压中压A A两级管网系统两级管网系统 示例示例 w 城市：三个区城市：三个区 w 气源：天然气气源：天然气 w 储气：末端储气储气：末端储气 w 城市燃气分配站：城市燃气分配站：2 2个（东、西）个（东、西） w 中压管网：中压管网： 1 1个环；个环； 有有9 9个区域调压站：向

17、低压管网供个区域调压站：向低压管网供 气（民用、公建、小工业）；气（民用、公建、小工业）； 3 3个专用调压站：工业用户。个专用调压站：工业用户。 u低压管网：低压管网：3 3个环网个环网 (3)系统压力分级 w 1)城镇燃气管道按输送燃气的压力分级 w 2)液态液化石油气管道按设计压力分为三 级 (3)系统压力分级 w 单一气源的小城镇可以采用低压一级管道系统； w 供气量中等规模，建筑层数较低而建筑物又较 分散的中小城市，可采用中压一级管道系统。 w 目前我国大多数城市采用中、低压两级管道系 统。 2.燃气输配系统燃气输配系统 w (1)燃气长距离输送系统。 w 由集输管网、气体净化设备、

18、起点站、中间调 压计量站、压气站、分配站、电保护装置等组 成。 w (2)燃气压送储存系统。 w 组成：压送设备、储存装置 w 工艺：有低压储存、中压输送；低压储存、中 低压分路输送等。 3.燃气系统附属设备燃气系统附属设备 w (1)凝水器 w 用以收集、排除燃气的凝水。 w (2)补偿器 w 用以调节因环境温度变化而引起的管道膨胀与收缩。 w (3)调压器 w 其作用是降低和稳定燃气输配管网的压力。 w (4)过滤器 w 用以清除燃气中的灰尘、焦油等杂质。 三、燃气管道安装三、燃气管道安装 1.燃气管道材料选用燃气管道材料选用 w 一般情况下，煤气、天然气的中、低压管道系 统可以采用铸铁管或聚乙烯管和钢管。 w 高压、次高压系统必须采用钢管。 w 液态、气态液化石油气管道均采用钢管。 w 室内燃气管多采用镀锌钢管。 2.室外燃气管道安装（简）室外燃气管道安装（简） w (1)管道安装基本要求。 w 1)地下燃气管道埋设的最小覆土厚度应符合如下 要求： 埋设在车行道下时，不得小于0.8m； 埋设在非车行道(或街道)下时，不得小于0.6m； 埋设在庭院内时，不得小于0.3m； 埋设在水田下时，不得小于0.8m。 u3)与水管、热力管、燃油管和惰性气体管道在同 一管架敷设时，其上、下敷设的垂直净距