第四章蒸汽系统1203

1、School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China第四章 蒸汽系统School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China一、蒸汽利用系统的示意图一、蒸汽利用系统的示意图示意图见教材1、工业热用户（汽锤、干燥等）工业热用户（汽锤、干燥等）2、采暖热用户（蒸汽采暖和热水采暖）、采暖热用户（蒸汽采暖和热水采暖）3、热水供应热用户、热水供应热用户4、通风及空调用户、通风及空调用户School of Civil Engineering Dalia

2、n University of Technology, China二、凝结水处理二、凝结水处理处理原则：处理原则：1、尽量回收，以利节能、尽量回收，以利节能蒸汽锅炉的水处理严格，成本高凝水温度高，含大量可利用热能 用热设备出口的疏水器 凝结水箱 热源或热力站2、只有在凝水可就地利用，通过技术经济、只有在凝水可就地利用，通过技术经济比较合理时，可不回收比较合理时，可不回收凝水泵School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China蒸汽系统循环示意图蒸汽系统循环示意图补水补水蒸汽锅炉蒸汽锅炉蒸汽生成蒸汽生成蒸汽分配蒸汽分

3、配用热设备用热设备热量传递热量传递疏水器疏水器排除凝水排除凝水二次蒸汽二次蒸汽二次蒸发箱二次蒸发箱凝水泵凝水泵蒸汽减压站蒸汽减压站水箱水箱冷凝水收集冷凝水收集凝结水箱凝结水箱分汽缸分汽缸School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China三、蒸汽做热媒的特点（与水比）三、蒸汽做热媒的特点（与水比）2、单位质量热媒放热远大于水单位质量热媒放热远大于水蒸汽相变传热：steam: 1at, 0 , r=2500KJ/Kg; water: Q=cmt=4.19125=104.75KJ/Kg Q/r=23.9；由此带来的好处

4、？（管径，初投资，能耗） 1、可同时满足同时满足对热媒温度、压力有不同要求的多种多种用户的用热需求用户的用热需求；并可满足某些工艺或场合的直接用汽要求 3、就供暖而言，散热器省（、就供暖而言，散热器省（原因？原因？） 4、用于高层和超高层建筑中，避免超压、用于高层和超高层建筑中，避免超压School of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaTransfer Heat at a Constant Temperature热水热水热水热水热蒸汽热蒸汽冷凝水冷凝水省散热器省散热器School of Civil Enginee

5、ring Dalian University of Technology, China三、蒸汽做热媒的特点三、蒸汽做热媒的特点 5、管内状态参数变化大，设计及运行管理复杂，易、管内状态参数变化大，设计及运行管理复杂，易“跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏”6、蒸汽热惰性小，热得快，冷得也快、蒸汽热惰性小，热得快，冷得也快 7、无法质调节，量调节非常有限，只能间歇调节、无法质调节，量调节非常有限，只能间歇调节 供暖室内温度波动大，有噪声供暖室内温度波动大，有噪声 8、供暖时，散热器表面温度高，有机灰尘易分解，、供暖时，散热器表面温度高，有机灰尘易分解，卫生条件差卫生条件差 9、管道易受腐蚀（特别是凝结

6、水管），寿命短、管道易受腐蚀（特别是凝结水管），寿命短 10、管道表面温度高，无效热损失大、管道表面温度高，无效热损失大School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China四、蒸汽采暖系统的设计要点四、蒸汽采暖系统的设计要点（一）蒸汽采暖系统的分类（一）蒸汽采暖系统的分类1、按供汽压力分：、按供汽压力分： 表压表压P0.07MPa (70KPa) 高压高压 表压表压P0.07MPa (70KPa) 低压低压 绝对压力绝对压力P0.1MPa (100KPa) 真空采暖系统真空采暖系统2、按立管数量分：单管和双管、按立

7、管数量分：单管和双管3、按蒸汽干管位置分：上供式、下供式、中供式、按蒸汽干管位置分：上供式、下供式、中供式4、按凝水回收动力分：重力回水、机械回水、按凝水回收动力分：重力回水、机械回水5、按凝水系统是否通大气：开式和闭式系统、按凝水系统是否通大气：开式和闭式系统6、按凝水充满管道断面程度分：干式和湿式、按凝水充满管道断面程度分：干式和湿式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China四、蒸汽采暖系统的设计要点四、蒸汽采暖系统的设计要点（二）低压蒸汽采暖系统设计要点（二）低压蒸汽采暖系统设计要点1、应用场合、应

8、用场合:一般为开式系统，用在辅助建筑或厂区楼内等处一般为开式系统，用在辅助建筑或厂区楼内等处2、蒸汽密度变化不大，按定值计算、蒸汽密度变化不大，按定值计算3、水力计算、水力计算分蒸汽管和凝水管分别进行分蒸汽管和凝水管分别进行（1 1）蒸汽流量蒸汽流量M=Q/r（2 2）散热器面积散热器面积F计算公式同热水采暖系统（公式计算公式同热水采暖系统（公式？）（3 3）散热器上的排气阀应装在何处？（散热器上的排气阀应装在何处？（见下页见下页 ）（4 4）最不利管路的平均比摩阻计算公式（？）最不利管路的平均比摩阻计算公式（？）School of Civil Engineering Dalian Unive

9、rsity of Technology, China（二）低压蒸汽采暖系统设计要点（二）低压蒸汽采暖系统设计要点蒸气在散热器内蒸气在散热器内凝结示意图凝结示意图1、积气分析、积气分析2、三个图分别对应、三个图分别对应哪几种情况？哪几种情况？（1 1）蒸气流量正好）蒸气流量正好等于热负荷；等于热负荷；（2 2）蒸气流量大于）蒸气流量大于热负荷；热负荷；（3 3）蒸气流量小于）蒸气流量小于热负荷；热负荷；（4 4）凝结水排除不）凝结水排除不畅畅School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China（二）低压蒸汽采暖系统设

10、计要点二）低压蒸汽采暖系统设计要点（5 5）可在每根立管或支管上设疏水器）可在每根立管或支管上设疏水器（6 6）注意防止凝水泵发生气蚀，其吸入口应在）注意防止凝水泵发生气蚀，其吸入口应在水箱最低水位以下水箱最低水位以下（7 7）蒸汽管或凝水管过门做法）蒸汽管或凝水管过门做法（见教材）注意（见教材）注意排气排气湿式凝结水管湿式凝结水管干式凝结水管干式凝结水管或蒸气管或蒸气管对应：对应：空气管、空气管、绕行管、绕行管、排污放水丝堵、排污放水丝堵、排气阀排气阀School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China（二）低压

11、蒸汽采暖系统设计要点二）低压蒸汽采暖系统设计要点（8 8）设法减轻设法减轻“水击水击”现象（图见下面几页）现象（图见下面几页）水平供汽管有足够坡度，并尽可能使汽水同向流动水平供汽管有足够坡度，并尽可能使汽水同向流动，此时坡度，此时坡度i 0.002散热器支管坡度散热器支管坡度i 0.010.02蒸汽干管向上拐弯处，要设疏水器或水封蒸汽干管向上拐弯处，要设疏水器或水封（9 9）凝水管（干式、湿式重力回水）管径可查表得到凝水管（干式、湿式重力回水）管径可查表得到（1010）蒸汽管内流速不能过大，见表蒸汽管内流速不能过大，见表(P81)(1430m/s)(P81)(1430m/s)School of

12、 Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaCauses of Water HammerHEAT LOSSWET STEAMFROM BOILERSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaSources Of Water Hammer School of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaSources Of Water Hammer School of Ci

13、vil Engineering Dalian University of Technology, ChinaWater Hammer Formation HIGHVELOCITYSTEAMSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, China30 m/s (100ft/s)WET STEAMCondensate Collection PointSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, China30 m/s (100ft/s)BLOWVA

14、LVEWET STEAMCondensate Collection PointSchool of Civil Engineering Dalian University of Technology, ChinaCondensate Collection PointsEvery 30 to 50 metres(100 to 150 feet)Bottom of large rises Beforevalves Bottom of large fallsEnd of lineSTEAMSchool of Civil Engineering Dalian University of Technolo

15、gy, China五、蒸汽在通风空调系统中的应用五、蒸汽在通风空调系统中的应用（一）加热空气（一）加热空气暖风机、大门空气幕、空调机组、新暖风机、大门空气幕、空调机组、新风机组等空气处理设备中加热空气风机组等空气处理设备中加热空气北方地区要注意换热器安装，以防停止工作时北方地区要注意换热器安装，以防停止工作时换热器冻结（肋片管处于垂直状况）换热器冻结（肋片管处于垂直状况） 蒸汽入口装压力表和调节阀蒸汽入口装压力表和调节阀 蒸汽出口装疏水器蒸汽出口装疏水器 注意蒸汽管路的串、并联注意蒸汽管路的串、并联School of Civil Engineering Dalian University of

16、 Technology, China蒸汽加热器KL型铝制翅片管空气热交换器School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通风空调系统中的应用五、蒸汽在通风空调系统中的应用（二）加热水（二）加热水全水系统、空气全水系统、空气水系统或全空气系统中所水系统或全空气系统中所用的热水都可以用蒸汽来加热用的热水都可以用蒸汽来加热 汽动加热器School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通风空调系统中的应用五、蒸汽在通

17、风空调系统中的应用（三）加湿空气（三）加湿空气干蒸汽加湿属于哪种空气处理过程？（为什干蒸汽加湿属于哪种空气处理过程？（为什么？）么？）干蒸汽加湿的特点：干蒸汽加湿的特点：P一般为一般为0.020.4MPa加湿迅速、均匀、稳定、效率高加湿迅速、均匀、稳定、效率高 不带水滴或细菌不带水滴或细菌节能节能布置方便布置方便School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China有单蒸汽分配管和多蒸汽分配管系列, 利用蒸汽潜热将分配套管加热，确保分配套管中喷出的是纯的干蒸汽，即不夹带凝水的蒸汽。凝水从分离器底部排出，通过输水阀流入

18、凝水收集槽，重新返回锅炉使用加湿器材料为304号不锈钢加湿量为0-1456kg/h可配开/关型电磁阀或电动控制阀 School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China五、蒸汽在通风空调系统中的应用五、蒸汽在通风空调系统中的应用（四）用于吸收式制冷（四）用于吸收式制冷用溴化锂做工质有：用溴化锂做工质有：1）单效溴化锂吸收式制冷机）单效溴化锂吸收式制冷机蒸汽压力蒸汽压力P=0.020.1MPa2）双效溴化锂吸收式制冷机）双效溴化锂吸收式制冷机蒸汽压力蒸汽压力P=0.60.8MPa效率比单效高效率比单效高6070%!注意

19、注意：它们的一次能源利用效率均不如电制冷：它们的一次能源利用效率均不如电制冷机；机；吸收式制冷机的优势在于它可以利用废热资源吸收式制冷机的优势在于它可以利用废热资源School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备（一）排除凝结水设备（一）排除凝结水设备1、疏水器、疏水器A、按作用原理不同，分三类：、按作用原理不同，分三类：（1）机械型）机械型 靠凝结水液位变化疏水靠凝结水液位变化疏水吊桶式、浮筒式、浮球式吊桶式、浮筒式、浮球式钟型浮子式钟型浮子式自由浮球式自由浮球式自由浮

20、子式自由浮子式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China 倒吊桶式疏水阀的工作原理倒吊桶式疏水阀的工作原理 排 气 孔 冷冷 凝凝 水水 到到 达达 疏疏 水水 阀阀 在在 内内 部部 形形 成成 水水 封封. . 桶桶 下下 沉沉, , 打打 开开 阀阀, , 冷冷 凝凝 水水 沿沿 着着 桶桶 流流 出出 疏疏 水水 阀阀. . 蒸蒸 汽汽 进进 入入 桶桶 内内, , 桶桶 浮浮 起起, , 关关 闭闭 阀阀 门门. . 桶桶 内内 的的 蒸蒸 汽汽 冷冷 凝凝 并并 从从 排排 气气 孔孔 流流

21、出出. . 桶桶 的的 重重 量量 使使 阀阀 门门 再再 次次 打打 开开, , 循循 环环 开开 始始 重重 复复. . 排排 气气 孔孔 使使 空空 气气 进进 入入 疏疏 水水 阀阀 的的 顶顶 部部. . 排排 气气 孔孔 不不 能能 太太 大大, , 因因 此此 排排 气气 慢慢, , 通通 常常 需需 要要 单单 独独 的的 排排 气气 阀阀. .School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China优点优点:正常工作时,漏气量小；能排除饱和温度的凝水；阻力较小缺点：缺点：体积大；排量小；活动部件多，噪

22、声大，易沉渣结垢，维修量大School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备（2）热动力型）热动力型靠蒸气与凝结水流动时热动力特性不同工作靠蒸气与凝结水流动时热动力特性不同工作热动力式、脉冲式热动力式、脉冲式School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China 热动力式疏水阀的工作原理热动力式疏水阀的工作原理1234启启 动动 时时, 进进 口口 压压 力力 使使 碟碟 片片 升升 起起, 空空

23、 气气 和和 冷冷 态态 冷冷 凝凝 水水 通通 过过. 当当 热热 的的 冷冷 凝凝 水或蒸水或蒸汽通汽通 过过 疏疏 水水 阀阀 时时, 由由 于于 压压 力力 降降 产产 生生 二二 次次 蒸蒸 汽汽, 在在 碟碟 片片 下下 方方 产产 生生 低低 压压, 使使 碟碟 片片 向向 阀阀 座座 移移 动动同同 时时 二二 次次 蒸蒸 汽汽 在在 碟碟 片片 上上 方方 积积 聚聚, 式式 碟碟 片片 下下 阀阀 座座 移移 动动, 关关 闭闭 疏疏 水水 阀阀.由由 于于 阀阀 盖盖 的的 散散 热热, 碟碟 片片 上上 方方 的的 二二 次次 蒸蒸 汽汽 冷冷 凝凝. 碟碟 片片 升升

24、 起起, 循循 环环 重重 复复.School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备优点优点:排水能力大；自身带过滤器；有止回阀作用；体积小，重量轻；结构简单，安装维修方便缺点：缺点：周期性漏气；只能水平安装；在凝结水量较小或前后压差过小时，会连续漏气；周围环境温度过高时，阀片不易打开，排水量减少School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备（3）热

25、静力型）热静力型 靠疏水器内凝结水温度的变化来排水阻汽靠疏水器内凝结水温度的变化来排水阻汽 波纹管式、双金属片式波纹管式、双金属片式正常工组时，排出的凝结水为过冷状态，不再出现二次气化正常工组时，排出的凝结水为过冷状态，不再出现二次气化School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备（一）排除凝结水设备（一）排除凝结水设备1、疏水器疏水器B、疏水器选择疏水器选择thdeMKMdeMthM疏水器设计排水量，疏水器设计排水量，Kg/h；疏水器理论排水量，疏水器理论排水量，Kg

26、/h；K K 疏水器选择倍率，一般为疏水器选择倍率，一般为24，详见，详见P88School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备（一）排除凝结水设备（一）排除凝结水设备C、疏水器与管路连接方式疏水器与管路连接方式一般蒸汽供暖系统可不设旁通一般蒸汽供暖系统可不设旁通请问：图中各阀门的作用如何？请问：图中各阀门的作用如何？School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、

27、蒸汽系统专用设备疏水器并联疏水器并联School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备 带旁通管的单个疏水器连接带旁通管的单个疏水器连接 请问：请问：旁通管的作用是什么？旁通管的作用是什么？1）系统启动时排除凝结水和空气）系统启动时排除凝结水和空气2）检修疏水器时不中断供汽）检修疏水器时不中断供汽School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备旁通管也可以垂直连接旁通管也可以垂直连接School of Civil Engineering Dalian University of Technology, China六、蒸汽系统专用设备六、蒸汽系统专用设备并联的疏水器带旁通管并联的疏水器带旁通管