《供热工程》chp7.ppt

1、供热工程供热工程（7）安徽工业大学安徽工业大学 工商学院工商学院建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程张张 治治Chp7 集中供热系统的热源集中供热系统的热源热源组成：热源组成：由管道和设备组成，主要任务是生产和供给热媒。热源型式：热源型式：区域锅炉房、热电厂、地热、工业余热、核能和太阳能等。7.1 热电厂热电厂定义：定义：火力发电厂既供电又供热时，我们称之为热电厂。1热电联产的类型热电联产的类型供热汽轮机分为背压式背压式和抽汽式抽汽式两大类。(1)背压式：背压式：指排气压力高于大气压力的供热汽轮机。(2)抽汽式：抽汽式：从汽轮机中间抽汽供热的汽轮机。2背压式汽轮机的工作原理背压式汽轮机的工作原

2、理 过热蒸汽在汽轮机里绝热膨胀后，在外用户里凝结放热，供给热用户热量。如果忽略不计管路沿途及动力装置的热损失，背压式热电联产过程的理论热能利用率为100。3抽汽式汽轮机工作原理抽汽式汽轮机工作原理 过热蒸汽进入汽轮机进行绝热膨胀做功，推动发电机发电，同时从汽轮机的抽汽口抽出蒸汽，用来向热用户供应蒸汽，用来加热主加热器中的网路回水。如网路水温度不能满足规定的供水温度时，则送入高峰加热器进一步加热到所需温度，高峰加热器所需的蒸汽是由锅炉经减压装置直接供应的。3抽汽式汽轮机工作原理抽汽式汽轮机工作原理7.2 区域锅炉房区域锅炉房1区域锅炉房集中供热系统区域锅炉房集中供热系统 在锅炉房中设置蒸汽锅炉或

3、热水锅炉，向一个较大区域提供加热的系统，称为区域锅炉房集中供热系统。特点：特点：（）供热设备简单，建厂条件要求不高，投资较低，易于实现。（）供热范围可大可小，比较灵活。（）热媒的种类及参数，根据热用户用热设备的需求而定，比较简便。（）供热管网施工安装工程量较小，工期短，见效快。（）系统建设周期短，易于与城市建设同步进行。（）热效率低于热电厂的热能利用效率，但远远高于局部锅炉房的热效率。2常用形式常用形式(1)蒸汽锅炉房(2)热水锅炉房3蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房（1）工作原理：）工作原理：蒸汽锅炉产生的蒸汽，沿蒸汽网路输送到各用户去，以满足生产工艺、热水供应、供暖及通风等不同用途热用户的需要。凝结水

4、沿凝水管道输送回锅炉房。（2）优点：）优点：系统简单，基建投资低，适宜于以生产用汽为主的工矿企业中。（3）缺点：）缺点：由于疏水器不易管理和维修不善，致使蒸汽的跑、冒、滴、漏现象难以消除，凝结水回收率很低，运行费用高。4同时生产蒸汽和热水的锅炉房同时生产蒸汽和热水的锅炉房 通过一定的设备和技术措施，可以在蒸汽锅炉房内同时生产蒸汽和热水两种热媒。蒸汽一般主要供应生产工艺用热，热水作为供暖、通风等热用户的热媒。5热水锅炉房热水锅炉房 热水锅炉房大多用于城市区域或街区的供暖，或用于工矿企业中供暖通风热负荷较大的场合。近几年来发展较快。7.3 集中供热系统的其他热源集中供热系统的其他热源一工业余热一工

5、业余热 工业余热通常指的是工业生产过程中产品和排放物料所含的热以及设备散发出来的热。1分类：分类：气态余热：气态余热：化工设备中排出的可燃气体、工业炉中排出的高温烟气、工业设备中蒸发出来的蒸汽以及动力设备中排出的乏汽等所含热量；液态余热：液态余热：如从工业炉或其它设备排出的冷却水等所含热量；固态余热：固态余热：高温焦炭、各种金属铸锭或熔渣所带有的热量等。2.利用工业余热的方法利用工业余热的方法利用蒸汽锻锤废汽的供热系统7-1焦炉冷却水的供热系统焦炉冷却水的供热系统二地热能二地热能1地热能的分类：地热能的分类：地热能按其在地下的贮存形式分为：蒸汽、热水、干热岩体、地压、岩浆。目前开采和利用最多的

6、地热能是地热水。地压：地压：岩体开挖后，破坏了原岩应力平衡状态，岩体中应力重新分布，使围岩变形、移动和破坏的力，叫地压 2地热水供热地热水供热概述概述地热水供热的优点地热水供热的优点3地热水的分类：地热水的分类：（1）根据地热水温度的不同，地热水可分为：低温水（t100）。（2）根据化学成分不同，地热水可分为：碱性水和酸性水。（3）根据矿物质含量，地热水可分为：超淡水（含盐量低于0.1g/L）；盐水（含盐量大于35g/L）。4地热水的特点地热水的特点（1）在不同条件下，地热水的参数（温度、压力）及成分有很大的差别，往往具有腐蚀性，须预防在传热表面和管路上发生腐蚀和沉积。（2）地热水的参数与热负

7、荷无关。地热水的温度几乎全年不变，其参数不能适应热负荷的变化，使得利用地热能的供热系统变得复杂。（3）一次性利用。其能被利用后通常被废弃。要最大限度地利用其能位，就要采用分级利用方式，使得系统复杂和费用增大。地热水的开采方针：地热水的开采方针：从保护地热资源和防止地面沉降考虑，地热资源的开采要合理规划井群布局，做好开采层位的调整，控制每眼井开采指标。统一规划，严格控制井位、井数、井距和开采强度，有计划有步骤地科学开发利用，才能更好地发挥地热资源的作用。5地热水的利用方式地热水的利用方式有直接利用和间接利用两种方式。直接利用直接利用7-2优点：优点：系统简单，基建费用少。缺点：缺点：由于地热水中

8、多含有硫化氢等腐蚀成分，对系统的管道和设备产生腐蚀和发生沉积现象。降低地热水腐蚀性的措施：降低地热水腐蚀性的措施：采用脱腐蚀性气体（O2、H2S、CO2等）和盐份（CaSO4、CaCO3等）的措施，或采用各种缓蚀剂（如硅酸钠）与防垢药品（如六聚偏磷酸钠）等。间接利用间接利用7-3优点：优点：表面式换热器后面的用热系统的管道和设备不受腐蚀和沉积，从而可延长使用寿命和减少维修费用。缺点：缺点：系统复杂，基建投资较高。三核能供热三核能供热1定义：定义：核能供热是以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。2优点：优点：可解决城市能源供应、减轻运输压力、消除烧煤造成的环境污染。3方式：方式：有核热电站

9、供热方式和低温供热堆供热方式。4核热电站供热和低温供热堆供热方式的比较：核热电站供热和低温供热堆供热方式的比较：核热电站反应堆工作参数高，必须按照核电厂选址规程建在远离居民区的地点，从而使其供热条件在一定程度上受到限制。低温供热堆的压力参数较低，一般为12Mpa，从安全角度，可能建造在城市近郊，因而，低温核供热堆用作城市集中供热的热源，今后在我国能得到发展应用。5低温核供热的供热系统低温核供热的供热系统12-4（1）组成）组成（三个回路）1)第一回路的水循环是在反应堆内靠自然循环实现的。2)第二回路的水循环采用强制循环。此回路设置了表面式换热器，热媒把热量转交给热网水。3)第三回路是热网水在外

10、部热网内循环实现的。（2）设计要求）设计要求1)为了避免第一回路含放射性的水传给外网，设计时应使第二回路的压力高于第一回路与第三回路的压力；2)第一回路进入反应堆压力壳内换热器的进出水温度，由反应堆设计确定后，第二回路与第三回路的供、回水温度，应由整个供热系统的技术经济分析确定最优参数。四热泵热源四热泵热源 热泵是以低温热源排出的热量作为供热热源。采用热泵供热热源具有明显的节能效果。与锅炉房供热系统相比，（对热泵系统，发电效率为 =0.35；热泵效率系数 =3.5；对锅炉房系统，锅炉效率 =0.9）其节能效果约为26，减少向城市的排热量约为74。热泵系统已逐步地被人们接受，具有广阔的前景。五太

11、阳能热源五太阳能热源 太阳能热源与常规能源相比较，具有以下4个方面的长处。（）数量巨大：（）数量巨大：每年达到地表面的太阳能辐射能约为130万亿t 标准煤，即为目前全世界所消费的各种能量总和的20000 倍。（）时间长久：（）时间长久：据天文学的研究结果，太阳系已存在约50亿年。据目前太阳辐射的总功率以及太阳上氢的总含量进行估算，尚可继续维持50亿年之久。对于人类存在的年代来说可以认为是“取之不尽，用之不竭”的。（）普照大地：（）普照大地：太阳辐射能“送货上门”，既不需要开采和挖掘，也不需要运输；普天之下，无论大陆或海洋，无论高山或岛屿，开发和利用都极为方便。（）清洁安全：（）清洁安全：太阳能

12、素有“洁净能源”和“安全能源”之称。它不仅毫无污染，远比常规能源清洁；也毫无危险，远比原子核能安全。不足之处：不足之处：存在分散性，间断性和不稳定性以及效率低和成本高等缺点，致使目前还不能或至少是不容易与常规能源相竞争。目前从工程实用来看，太阳能主要用于：单栋建筑物供暖或热水供应。单栋建筑物供暖或热水供应。7.4 热力站热力站一热力站定义和作用一热力站定义和作用1定义：定义：就是将供热网路与热用户连接起来的场所。2作用：作用：根据热网的工况和条件，采用不同的连接方式，将热网中的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求。根据需要，进行集中计量，检测供热热媒的参数和流量。二热力站的分

13、类二热力站的分类1热媒热媒2用户性质用户性质3热力站的位置与功能热力站的位置与功能 常用热力站常用热力站 1用户热力站（用户引入口）用户热力站（用户引入口）其服务对象是民用用热单位。用用户引入口示意引入口示意图l-压力表；力表；2-用用户供回水供回水总管管阀门；3-除除污器；器；4-手手动调节阀；5-温度温度计；6-旁通管旁通管阀门仪表：仪表：（1）旁通阀：用户暂停时，打开旁通阀，防止外网冻结；（2）压力表：测量压力；（3）温度计：测量温度；（4）除污器：除去管道中的污物，防止进入用户系统，应接在供水管上；（5）锁闭阀：调节热媒的流量；（6）关闭阀：起到了关断用户系统与外网的作用。2民用集中热

14、力站民用集中热力站 含有热水供暖系统的二级网路系统 l-压力表；压力表；2-温度计；温度计；3-热网流量计；热网流量计；4-水水-水换热器；水换热器；5-温度调节器温度调节器；6-热水供应热水供应循环水泵；循环水泵；7-手动调节阀；手动调节阀；8-上水流量计；上水流量计；9-采暖系统混合水泵；采暖系统混合水泵；10-除污器；除污器；11-旁旁通管；通管；12-热水供应循环管路热水供应循环管路民用集中热力站民用集中热力站 3工业集中热力站工业集中热力站(以蒸汽供热热力站为多)。l-分汽缸；分汽缸；2-汽汽-水换热器；水换热器；3-减压阀；减压阀；4-压力表；压力表；5-温度计；温度计；6-蒸汽流

15、量计；蒸汽流量计；7-疏水疏水器；器；8-凝水箱；凝水箱；9-凝水泵；凝水泵；l0-调节阀；调节阀；11-安全阀；安全阀；12-循环水泵；循环水泵；13-凝水流量计凝水流量计 凝水箱凝水箱：开式凝水箱开式凝水箱 1-空气管；空气管；2-人孔盖；人孔盖；3-凝水进入管；凝水进入管；4-水位计；水位计；5-凝水排出管；凝水排出管；6-泄水管；泄水管；7-溢流管溢流管闭式凝水箱闭式凝水箱 l-凝水进入管；凝水进入管；2-凝水排出管；凝水排出管；3-泄水管；泄水管；4-安全水封；安全水封；5-水位计水位计闭式凝水箱闭式凝水箱：外形：外形：安全水封的作用：安全水封的作用：防止水箱内压力过高；防止水箱内压

16、力过高；防止空气进入箱体内；防止空气进入箱体内；兼作溢流管的作用兼作溢流管的作用（使水箱水位保持在一定的高度）。外形：外形：组成：组成：由水室A、B、C和连通管1、2、3、4组成，管3与闭式凝水箱连通。运行原理：运行原理：12-17.5 热水换热器热水换热器定义：定义：被加热介质是水的换热器叫热水换热器。分类：分类：按参与热交换的介质分类，分为按换热器热交换的方式，分为表面式：表面式：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。例如：壳管式；套管式；容积式；板式；螺旋板式等。混合式：混合式：冷热两种流体直接接触混合而实现热交换的换热器。例如：淋水式；喷管式热交换器等。一壳管式换热器一壳管式换热器（一）汽（一）汽水换热器水换热器 1固定管板式固定管板式结构：结构：1.外壳外壳 2.管束管束 3.固定管栅板固定管栅板 4.前水室前水室 5.后水室后水室外形：外形：内部管束材料：内部管束材料：特点：特点：优点：优点：结构简单，造价低，制造方便，壳体内径小。缺点：缺点：壳体与管板连在一起，当壳体与管束之间温差较大时，由于热膨胀不同会引起管子扭弯，或者使管栅板与壳体之间，管束与管