第六讲燃气及热水供应

第六讲燃气及热水供应

热水及燃气供应第一节建筑热水供应系统及图式第二节建筑热水管网布置及敷设第三节建筑热水管网计算简述第四节饮水供应第五节高层建筑热水供应系统的特点第六节燃气供应第一节建筑热水供应系统及图式一、热水供应定义及内容室内热水供应，是水的加热、储存和输配的总称。室内热水供应系统主要供给生产、生活用户洗涤及盥洗用热水，应能保证用户随时可以得到符合设计要求的水量、水温和水质。热水用水量定额：1.按热水用水单位所消耗的热水量及其所需水温而制定的；2.按照卫生器具一次或一小时热水用水量和所需水温而制定的。热水系统二、热水供应系统热水供应系统的组成：1.加热设备：锅炉、炉灶、太阳能热水器、各种热交换器等；2.热媒管网：蒸汽管或过热水管，凝结水管等；3.热水储存水箱：开式水箱或密闭水箱，热水储水箱可单独设置也可与加热设备合并；4.热水输配水管网与循环管网；5.其他设备和附件：循环水泵，各种器材和仪表，管道伸缩器等。

热水系统的设备和器材1）直接热水加热器（1）热水锅炉能源（2）汽-水混合加热器蒸汽2）间接热水加热器热媒通过加热管将水加热的设备（1）容积式热水加热器（2）半容积式加热器（3）快速热水器（4）半即热式热水加热器器材：温度自动调节器、疏水器、减压阀、安全阀、膨胀罐、管道补偿器、水嘴等。家用型热水器1）燃气热水器直排式（已禁止生产）；烟道式（必须安装烟道）；强排式（增加排烟气马达）；平衡式（需预留通道）2）电热水器（储水式）：封闭式；敞开式3）太阳能热水器：真空集热管太阳能热水器910111213热水供应系统的类型：按照供应范围大小分为：1.局部热水供应系统2.集中热水供应系统3.区域性热水供应系统上述三种类型的热水供应系统，以区域性热水供应系统热效率最高，因此，如条件允许，应该优先采用区域性热水供应系统。此外，如有余热或废热可以利用时，则应尽可能利用余热或废热来加热水，以供用户使用。三、热水供应系统方式（一）局部热水供应系统利用炉灶炉膛余热加热水的供应方式。这种方式适用于单户或单个房间（如卫生所的手术室）需用热水的建筑。小型单管快速加热和汽水直接混合加热的方式。在室外有蒸汽管道、室内仅有少量卫生器具使用热水时，可以选用这种方式。管式太阳能热水器的热水供应方式。它是利用太阳照向地球表面的辐射热，把保温箱内盘管（或排管）中的低温水加热后送到贮水箱（罐）以供使用。这是一种节约燃料，不污染环境的热水供应方式。按热水供应的方式分为：直接加热法、间接加热法；下行上给式、上行下给式；全循环、半循环、无循环热水系统（二）集中热水供应系统干管下行上给式全循环管网方式：膨胀排气管冷水箱循环水泵加热器全循环供水方式为干管上行下给式全循环管网方式。这种方式一般适用在五层以上。并且对热水温度的稳定性要求较高的建筑。干管下行上给半循环管网方式，适用于对水温的稳定性要求不高的五层以下建筑物，这种方式比下行上给式全循环方式节省管材。不设循环管道的上行式管网方式。适用于浴室、生产车间等建筑物内。这种方式的优点是节省管材。缺点是每次供应热水前，需要排泄掉管中的冷水。除上述几种方式以外，在定时供应热水系统中，也有采用不设循环管的干管下行上给管网方式。上述集中热水供应方式中均为热媒与被加热水不直接混合。在条件允许时亦可采用热媒与被加热水直接混合或热源直接传热加热冷水第二节建筑热水管网布置与敷设热水管网的布置与给水管网布置原则基本相同，一般多为明装，暗装不得埋于地面下，多敷设于地沟内、地下室顶部、建筑物最高层的顶板下或顶棚内、管道设备层内。注意由于水温高带来的体积膨胀、管道伸缩补偿、保温、排气等问题。干管的直线段应设置伸缩器；上行下给管网最高点应设自动排气装置；热水横管应有与水流相反的坡度，不小于0.003；立管与横管连接应采用乙字弯；管道穿越楼板、基础及墙壁时应设套管；管材、保温第三节建筑热水管网计算简述热水系统计算包括第一循环系统计算及第二循环系统计算。前者内容是选择热源；确定加热设备类型和热媒管道的管径。后者内容包括确定配水及回水管道的直径；选择附件和器材等。现就第二循环系统管道计算要点作一介绍；（1）确定配水干管，立管及支管的直径，其计算方法与建筑给水管道计算方法完全相同。仅在选择卫生器具给水额定流量时，应当选择一个阀开的配水龙头，使用热水管网水力计算表计算管道沿程水头损失。热水管中流速不宜大于1.2m/s。（2）循环管道的直径，一般可按照对应的配水管管径小一号来确定。第四节饮水供应室内饮水供应包括开水、凉开水和凉水供应3类。饮水定额一般按用水单位制定。开水水温通常按100℃考虑，水质应符合国家现行的《生活饮用水水质标准》的要求。

1）饮水的水质直饮水过滤和消毒处理2）饮水的水温开水：100℃冷饮水：10~30℃3）饮水制备与供应分装供应、管道输送开水、矿泉水、蒸馏水、纯水、活性水、离子水二、开水设备利用蒸汽和水直接混合制备开水时，一定要保证蒸汽质量与水混合后符合饮用水卫生要求。制备饮用冷水一定要保证冷水符合卫生标准，主要措施是过滤和消毒。过滤和消毒后的冷水，通过饮水器供人们饮用。开水供应设备应装设在使用方便，不受污染，以及易于检修的地方。饮水供应的计算主要是确定饮用水总量、设计小时耗热量和设计秒流量，据此选择开水器、贮水器、开水炉设备容积和热交换的能力以及选定管径等，其计算公式如下：

Qx=qrnL/d（7-1）

qk·max=k

（7-2）式中Qx：饮用开水总量，L/d；

qr：饮用开水量标准，L/人·d；

n：供应人数；

qk·max：设计最大小时饮用开水量，L/h；

k：小时变化系数；

T：每日供应开水时间数，h。第五节高层建筑热水供应系统的特点热水供应系统的分区供水主要有下列两种方式。一、集中加热热水供应方式集中加热热水供应方式的优点是设备集中，管理维护方便。其缺点是高区的水加热器承受压力大，因此，此种方式适用于建筑高度在100m以内的建筑。二、分散加热热水供应方式此种方式的优点是容积式水加热器承压小，制造要求低，造价低。其缺点是设备设置分散，管理维修不便，热煤管道长。此种方式适用于建筑高度在100m以上的高层建筑。第六节燃气供应一、燃气供应概述特点：具有较高的热能利用率；燃烧时，温度高、火力容易调节；使用方便，清洁卫生，无灰渣；具有一定的危险性，易燃、易爆。（一）燃气种类及特性人工煤气：是将矿物燃料（煤、重油）通过热加工而得到，需净化处理后才能使用。液化石油气：是对石油进行加工处理过程中所获得的副产品。天然气：是从钻井中开采出来的可燃气体。沼气1、人工煤（燃）气将矿物燃料（如煤、重油等）通过热加工而得到的。

◆固体燃料干馏煤气

制取：利用焦炉等对煤进行干馏所获得的煤气。产量：每吨煤产煤气300～400m3，甲烷和氢含量较高。发热值：17585～18422kJ/Nm3

◆固体燃料气化煤气

一氧化碳和氢含量较高。类型：高压气化煤气，发热值：15100kJ/Nm3

水煤气，发热值：10500kJ/Nm3

发生炉煤气，发热值：5400kJ/Nm3

◆油制气

类型：重油蓄热热裂解气，组分：甲烷、乙烷、丙烷。重油蓄热催化裂解气，组分：主要是氢、甲烷和一氧化碳。发热值：16747～20515kJ/Nm3◆高炉煤气

冶炼厂炼铁时的副产品

组分：一氧化碳、氮气

发热值：3800～4200kJ/Nm3

2、液化石油气开采和炼制石油过程中的副产品主要组分：丙烷、丙烯、正（异）丁烷、正（异）丁烯

气态液化石油气发热值：92100～121400kJ/Nm3

液态液化石油气发热值：45200～46100kJ/kg

3、天然气

种类：◆气井开采出来的气井气－－纯天然气

组分：甲烷；少量二氧化碳、硫化氢、氮；微量氦、氖、氩等。◆伴随石油一起开采出来的石油气－－石油伴生气

组分：主要是甲烷，其它乙烷、丙烷、丁烷等◆含石油轻质馏分的凝析气田气组分：甲烷、少量戊烷等

◆从井下煤层抽出的煤矿矿井气组分：主要是甲烷天然气是优质燃料气，理想的城市气源，制取化工产品的原料气。发热值：33494～41868kJ/Nm3

天然气通常没有气味，故在使用时需混入某种无害而有臭味的气体（如乙硫醇），以便于发现漏气，避免发生中毒或爆炸燃烧事故。4、沼气

有机物质在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生可燃气体。发酵原料：粪便、垃圾、杂草、落叶等。组分：甲烷60％，二氧化碳35％，少量氢、一氧化碳等。发热值：20900kJ/Nm3

（二）城市燃气的供应方式1.天然气、人工煤气的管道输送天燃气或人工煤气经过净化后即可输入城镇燃气管网。城镇燃气管网通常包括街道煤气管网和居住小区煤气管网两部分。2.液化石油气瓶装供应液态液化石油气在石油炼厂产生后，可用管道、汽车或火车槽车、槽船运输到储配站或灌瓶站后再用管道或钢瓶灌装，经供应站供应用户。供应站到用户根据供应范围、户数、燃烧设备的需用量大小等因素可采用单瓶、瓶组和管道系统。其中单瓶供应常用15kg钢瓶一个连同燃具供应居民用。（二）城市煤（燃）气的供应方式

1、天然气、人工煤气的管道输送天然气或人工煤气经过净化后即可输入城市煤气管网输送。根据输送压力不同，城市煤气管网可分为：低压管网（p≤5kPa）,中压管网（5kPa＜p≤150kPa）,次高压管网（150kPa＜p≤300kPa）,高压管网（300kPa＜p≤800kPa）。◆长距离输气系统的组成：见下图长距离输气管线管材：无缝钢管、焊接钢管、球墨铸铁管、聚乙烯（ＰＥ）管，ＰＥ管在城市中低压燃气管网中使用率已达到３０％左右。◆城市燃气管网通常包括两部分：街道燃气管网、庭院燃气管网。大城市：街道燃气管网布置：环状、枝状

街道燃气管网流程：

街道高压管网（或次高压管网）——煤气调压站——街道中压管网——区域的煤气调压站——街道低压管网——庭院管网——接用户

小城市（城镇）：一般采用中－低压或低压燃气管网。庭院燃气管网：指连接街道燃气管网和用户的建筑物前的户外管路。庭院燃气管管材：无缝钢管、焊接钢管、球墨铸铁管、聚乙烯（ＰＥ）管。庭院燃气管敷设要求：埋地在土壤冰冻线以下0.1～0.2m的土层内；

管线距建筑物基础应≮2m；与其它地下管线的水平净距离为1.0m；与树木应保持1.2m的水平距离；庭院煤气管不能与其它室外地下管道同沟敷设。2、液化石油气的瓶装供应

◆单瓶供应

瓶内液化石油气的绝对饱和蒸汽压力为

70～800kPa，靠室温自然气化，钢瓶上调

压器减压到2.8kPa。◆管道供应

流程：

气态液化石油气（或混合气）——调压设备减压——输配管道——用户引入管——室内管道——煤气表——燃具二、室内燃气管道（一）管道系统引入管—从庭院煤气管上接入，穿越墙壁、或地板时应设置套管。引入管至燃气灶具前的管道，为低压管道。管道明装，普压镀锌钢管丝扣连接，埋地时涂防腐涂料。不允许燃气干管埋于地面下和敷设于地沟内。煤气用具进户干管应设阀门；坡度煤气立管—布置在厨房、楼梯间墙角处，不得穿越居室。横支管—每层的横支管一般在楼板上接出，然后接煤气表。煤气表表后的煤气支管不应绕窗、门等；橡皮胶管（二）燃气表燃气表是计算燃气用量的仪表。常用的是干式皮囊燃气流量表，适用于室内低压燃气供应系统中。各种规格燃气表计量范围在2.8-260m3/h。为保证安全，小口径燃气表一般挂在室内墙壁上，表底距地面1.6-1.8m，燃气表到燃气用具的水平距离不得小于0.8-1.0m。（三）室内燃气管道计算室内燃气管道的计算的项目有；确定燃气用量、确定管道计算流量、直径和管道压力损失。1-套管；2-转心门；3-油任；4-塑料接头；5-管箍；