03-04蒸汽供暖系统在线视频

前面我们较为系统地

学习了热水供暖系统

下面我们学习蒸汽供暖系统

一、应用范围

蒸汽系统应用范围广泛

可应用于工艺设备

供暖系统

热水供应系统

通风系统

空气调节系统等

如图所示

为蒸汽供热系统的用户

与管网的连接方式

图中前三个用户是供暖用户

其中a是采用蒸汽直接供给

散热器的蒸汽供暖方式

锅炉产生的蒸汽

自外网供汽管

进入室内蒸汽供暖系统的供汽管

再进入到散热器中

蒸汽在散热器中放热

变成凝结水

凝结水沿凝结水管路

流入到用户的凝结水箱中

再经过凝结水泵加压

送回锅炉房

其中减压阀起到

降低蒸汽压力的作用

疏水器起到疏通凝结水

并阻止蒸汽通过的作用

B和c是利用蒸汽加热热水

流入到散热器里面的是热水

加热热水的装置不同

b采用汽-水换热器

c采用蒸汽喷射器

D是通风用户

利用蒸汽加热空气

E是生产工艺用户

有些工艺设备需要

利用蒸汽为动力

比如汽泵

汽锤等

而热水是不能为

这些设备提供动力的

F是利用蒸汽加热自来水

供热水供应用户使用

可见

蒸汽应用范围比热水广泛

那么

蒸汽在暖通空调系统中

都有哪些应用呢？

1、可作为供暖系统的热媒

直接利用蒸汽供暖

2、加热空气

比如冬季通风系统中

为防止直接将

室外冷空气送入室内

影响热舒适

可利用空气加热器

用蒸汽将空气

加热到一定温度再送入室内

3、加热热水

热水的制备方法有很多

利用蒸汽加热热水

在蒸汽供热系统中较为普遍

4、加湿空气

在室内空气干燥的时候

可以向空气中喷蒸汽

使空气湿度增加

特别是对湿度

要求较严格的空调系统中

5、作为制冷的热源

溴化锂吸收式制冷是

用热能作动力的制冷方法

可以使用蒸汽或热水

热媒压力或温度越高

吸收式制冷的热力系数就越高

因此

为提高热力系数

尽量使用压力高的饱和蒸汽

三、蒸汽作热媒的特点

这些特点是和热水作热媒

相对比而言的

1应用范围广

因为蒸汽的参数高

前面也已阐述

2蒸汽靠凝结放热

释放出汽化潜热

3蒸汽系统温度高

节省散热面积

4蒸汽状态参数变化大

甚至是相变

所以蒸汽系统设计管理复杂

5蒸汽的比容大

密度小

静压低

流速高

加热迅速

由于蒸汽具有比容大

密度小的特点

因而在高层建筑供暖时

不会像热水供暖那样

产生很大的静水压力

6蒸汽用于供暖时

其热惰性小

供汽时热得快

停汽时冷得快

因而比较适用于间歇供暖的情况

7蒸汽供暖系统不能采用质调节

质调节是指改变热媒温度

因为蒸汽供暖系统采用的

蒸汽通常是饱和蒸汽

当供气压力一定时

温度不变

所以蒸汽供暖系统不能质调节

8蒸汽供暖系统温度高

落在散热器上的有机粉尘

容易分解而产生焦糊味

因而卫生条件不如热水

9蒸汽供暖系统是间歇工作的

当停止供汽时

空气会进入到系统中

引起管道设备腐蚀

10蒸汽系统管道温度高

无效热损失大

这是以蒸汽为热媒

和以热水为热媒的比较

从比较结果来看

热水供暖系统具有

节能环保舒适简单寿命长的特点

而蒸汽系统应用范围广

主要是工艺设备需要用蒸汽

兼顾供暖

比较适宜间歇供暖

所以在选择供暖系统热媒时

民用建筑通常选热水热媒

对于工业建筑

当有工艺设备需要用蒸汽时

其供暖系统

可以使用蒸汽作热媒

无蒸汽需求时

宜采用热水做热媒

下面我们学习蒸汽供暖系统

一、蒸汽供暖系统的分类

首先从供气压力上分

高压蒸汽供暖系统

低压蒸汽供暖系统

和真空蒸汽供暖系统

高压和低压的分界是70kPa

2、按蒸汽干管布置不同

可分为上供式

中供式和下供式

3、按立管的布置特点

分为单管系统和双管系统

4、按回水动力

分为机械回水和重力回水

5、按是否与大气相通

分为开式系统和闭式系统

6、按凝水充满管道程度

分为干式凝水管和湿式凝水管

以上分类方法

与热水供暖系统有相似之处

二、 低压蒸汽供暖系统的基本型式

如图所示为蒸汽供暖原理图

系统由蒸汽锅炉

供汽管

散热器

凝结水管

凝结水箱

凝结水泵组成

空气管用于排除空气

其工作原理为

锅炉将水加热后产生的蒸汽

蒸汽在其自身压力作用下

克服流动阻力

沿供汽管道输进散热器内

蒸汽在散热器内

冷疑放热变成凝结水

同时

蒸汽将积聚在供汽管道

和散热器内的空气驱入凝水管

同凝结水一起流入到凝结水箱

空气经空气管排到大气中

凝水经凝结水泵加压进入锅炉

重新加热变成蒸汽

下图所示是

重力回水低压蒸汽供暖系统示意图

（a）是上供式

（b）是下供式

在系统运行前

锅炉充水至I-I平面

锅炉加热后产生的蒸汽

在其自身压力作用下

进入散热器内

并驱赶空气进入凝水管

最后

经连接在凝水管末端的

B点处的空气管排出

蒸汽在散热器内冷疑放热

凝水靠重力作用

沿凝水管路返回锅炉

该系统凝结水

流回锅炉的过程依靠的是

凝结水管的坡度

在重力的作用下流回锅炉的

因此成为重力回水

系统中空气的排出

是通过在凝结水箱上

或凝结水管末端设置的

空气管排出的

空气管之前的凝结水管路

其流动状态是非满管的

凝结水在下部

上部是空气

因而称为干式凝水管

而在2-2断面以下的凝水管道

凝水是充满整个管道的

因而称为湿式凝水管

为保证凝结水的顺利排出

供汽管路和凝水管路

应有一定的坡度

其坡向应能

保证凝结水顺利排出

右侧图是机械回水的

中供式低压蒸汽供暖系统的示意图

不同于重力回水系统

机械回水系统是

一个“断开式”系统

凝水不直接返回锅炉

而首先进入凝水箱

然后再用凝水泵

将凝水送回锅炉重新加热

在低压蒸汽供暖系统中

凝水箱布置应低于

所有散热器和凝水管

进凝水箱的凝水干管

应作顺流向下的坡度

使从散热器流出的凝水靠

重力自流进入凝水箱

机械回水系统的最主要优点

是扩大了供热范围

因而应用最为普通

重力回水低压蒸汽供暖系统型式简单

无需设置凝水箱和凝水泵

运行时不消耗电能

宜在小型系统中采用

但在供暖系统作用半径较长时

就要采用较高的蒸汽压力

才能将蒸汽输送到最远散热器

如仍用重力回水方式

凝水管里面Ⅱ-Ⅱ断面高度

就可能达到甚至超过

底层散热器的高度

底层散热器就会充满凝水

并积聚空气

蒸汽就无法进入

从而影响散热

因此

当系统作用半径较大

供汽表压力高于20kPa时

应采用机械回水系统

三、低压蒸汽供暖系统

在设计中应注意的问题

1. 在设计低压蒸汽供暖系统时

一方面尽可能采用较低的供汽压力

另一方面系统的干式凝水管

又与大气相通

因此

散热器内的蒸汽压力

只需比大气压力稍高一点即可

靠剩余压力以保证蒸汽流入散热器

所需的压力损失

并靠蒸汽压力

将散热器中的空气驱入凝水管

设计时

散热器入口阀门前的

蒸汽剩余压力通常为1500～2000Pa

当供汽压力符合设计要求时

散热器内充满蒸汽

进入的蒸汽量恰好能

被散热器内表面冷凝下来

形成一层凝水薄膜

凝水顺利流出

不积留在散热器内

空气排除干净

散热器工作正常

当供汽压力降低

进入散热器中的蒸汽量减少

不能充满整个散热器

散热器中的空气不能排净

或由于蒸汽冷凝

造成微负压

而从干式凝水管吸入空气

由于低压蒸汽的比容比空气大

蒸汽将只占据散热器上部空间

空气则停留在散热器下部

在此情况下

沿散热器壁流动的凝水

在通过散热器下部的空气区时

将因蒸汽饱和分压力降低

及器壁的散热而发生过冷却

散热器表面平均温度降低

散热器的散热量减少

反之

当供汽压力过高时

进入散热器的蒸汽量超过了

散热表面的凝结能力

便会有未凝结的蒸汽窜入凝水管

同时

散热器的表面温度

随蒸汽压力升高而高出设计值

散热器的散热量增加

2.在实际运行过程中

供汽压力总有波动

为了避免供汽压力过高时

未凝结的蒸汽窜入凝水管

可在每个散热器出口

或在每根凝水立管下端安装疏水器

3.在蒸汽供暖管路中

应及时排除沿途凝水

以免发生蒸汽系统

常有的“水击”现象

是设计中必须认真重视的问题

在蒸汽供暖系统中

沿管壁凝结的沿途凝水

可能被高速的蒸汽流裹带

形成随蒸汽流动的高速水滴

落在管底的沿途凝水

也可能被高速蒸汽流重新掀起

形成“水塞”

并随蒸汽一起高速流动

在遇到阀门

拐弯或向上的管段等

使流动方向改变时

水滴或水塞在高速下

与管件或管子撞击

就产生“水击”

出现噪声

振动或局部高压

严重时能破坏管件接口的严密性

和管路支架

为了减轻水击现象

水平敷设的供汽管路

必须具有足够的坡度

并尽可能保持

汽水同向流动

供汽干管向上拐弯处

必须设置疏水装置

同时

在下供式系统的蒸汽立管中

汽、水呈逆向流动

蒸汽立管要采用比较低的流速

以减轻水击现象

在工厂中

生产工艺用热往往

需要使用较高压力的蒸汽

因此

利用高压蒸汽作为热媒

向工厂车间及其辅助建筑物

各种不同用途的热用户供热

如生产工艺

热水供应

通风及供暖热用户等

是一种常用的供热方式

如图所示是一个厂房的用户入口

和室内高压蒸汽供热系统示意图

高压蒸汽通过室外蒸汽管路

进入用户入口的高压分汽缸

根据各种热用户的使用情况

和要求的压力不同

季节性的室内蒸汽供暖管道系统

宜与其它热用户的管道系统分开

即从不同的分汽缸中

引出蒸汽分送不同的用户

当蒸汽入口压力

或生产工艺用热的使用压力

高于供暖系统的工作压力时

应在分汽缸之间设置减压装置

室内各供暖系统的蒸汽

在用热设备冷凝放热

冷凝水沿凝水管道流动

经过疏水器后汇流到凝水箱

然后

用凝结水泵压送回锅炉房重新加热

凝水箱可布置在该厂房内

也可布置在工厂区的凝水回收分站

或直接布置在锅炉房内

凝水箱可以与大气相通

称为开式凝水箱

也可以密封且具有一定的压力

称为闭式凝水箱

此外

蒸汽供暖系统中

为保证系统正常工作

需设置疏水器

减压阀

二次蒸发箱

以及安全水封等专用设施