蒸汽采暖
蒸汽采暖
一,蒸汽采暖的特點
蒸汽在散熱設備中定壓凝結放熱,散熱設備的熱媒溫度為該壓力下的飽和溫度.
蒸汽供暖系統中的蒸汽比容,較熱水比容大得多.可大大減輕前后加熱滯后的現象.
蒸汽作為供熱系統的熱媒,其適用范圍廣.
1,蒸汽在系統散熱設備中,靠水蒸汽凝結成水放出熱量.
每1kg蒸汽在散熱設備中凝結時放出的熱量q,可按下式計算:
q = i - q1 kJ/kg
當進入散熱設備的蒸汽是飽和蒸汽,流出的凝水是飽和凝水時:
q = r kJ/kg
如采用高溫水130/70 ℃供暖,每1kg水放出的熱量為Q=c△tG =251.2kJ/kg.
采用蒸汽表壓力200kPa供熱,相應的汽化潛熱r=2164kJ/kg.
2,蒸汽和凝水在管路里流動時,會伴隨相態變化 .
濕飽和蒸汽在沿途產生凝水;濕飽和蒸汽經過閥門等節流后可能成為干飽和蒸汽或過熱蒸汽;凝水重新汽化,產生"二次蒸汽".
引起系統中出現所謂"跑,冒,滴,漏''問題.蒸汽供暖系統比熱水供暖系統在設計和運行管理上較為復雜.
3,蒸汽供暖系統中的蒸汽比容,較熱水比容大得多.
通?？刹捎帽葻崴魉俑叩枚嗟乃俣?可大大減輕前后加熱滯后的現象.
水靜壓力比熱水系統小.
如:在高層建筑供暖中,不會像熱水供暖那樣,產生很大的水靜壓力.
4,蒸汽供暖系統中的散熱器熱媒平均溫度高.
例如:
高溫水130/70 ℃供暖系統的散熱器熱媒平均溫度為(130+70)/2=100 ℃;
采用蒸汽表壓力200kPa供熱,散熱器熱媒平均溫度為133.5℃;
該壓力下的飽和溫度
5,蒸汽作為供熱系統的熱媒,其適用范圍廣.
蒸汽供熱系統的熱惰性小.適宜于間歇供熱的用戶.
蒸汽的飽和溫度隨壓力增高而增高.
6. 低位熱能利用,節能
7.熱容量
8.運行費用高
9.壽命短(進空氣)
10.調節不易(間歇)
11.衛生,但燙人
供汽的表壓力高于70KPa時,稱為高壓蒸汽供暖
高壓蒸汽供暖的壓力一般由管路和設備的耐壓強度確定.
供汽的表壓力等于或低于70kPa時,稱為低壓蒸汽供暖
當系統中的壓力低于大氣壓力時,稱為真空蒸汽供暖
系統復雜,衛生條件好.
二,蒸汽采暖的分類
按照供汽壓力的大小
按照蒸汽干管布置的不同
上供式
中供式
下供式
單管式
雙管式
目前國內絕大多數蒸汽供暖系統采用雙管式.
按照蒸汽立管布置特點
重力回水
機械回水
高壓蒸氣供暖系統都采用機械回水方式.
按照回水動力不同
在蒸汽供暖系統中,沿管壁凝結凝水可能被高速的蒸汽流裹帶,形成隨蒸汽流動的高速水滴;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",并隨蒸汽一起高速流動,在遭到閥門,拐彎或向上的管段等使流動方向改變時,水滴或水塞在高速下與管件或管子撞擊,就產生"水擊".
水擊
1.水擊產生的原因
噪聲
振動
局部高壓,嚴重時能破壞管件接口的嚴密性和管路支架.
2.水擊的危害
供汽主立管管徑大些,速度低;下端裝輸水器.
設坡
水平敷設的供汽管路,必須具有足夠的坡度,并盡可能保持汽,水同向流動.
蒸汽干管汽水同向流動時,坡度i宜采用0.003,不得小于0.002.散熱器支管的坡度i=0.01-0.02.
3.減輕水擊的方法
干管
供汽干管向上拐彎處,必須設置疏水裝置 .
供汽干管與立管的連接方式
為了保持蒸汽的干度,避免沿途凝水進人供汽立管,供汽立管宜從供水干管的上方或側上方接出.
3.減輕水擊的方法
利用高壓蒸汽作為熱媒,向工廠車間及其軸助建筑物各種不同用途的熱用戶(生產工藝,熱水供應,通風及供暖熱用戶等)供熱,是一種常用的供熱方式.
三,室內高壓蒸汽供暖系統
高壓供暖系統的形式
室內高壓蒸汽供暖系統大多采用雙管上供下回式布置.
各散熱器的凝水通過室內凝水管路進入集中的疏水器.采用集中的疏水器,故排水量較大
為什么采用這樣的系統
疏水器的作用
凝水管道的設計
散熱設備到疏水器前的凝水管路
干式凝水管路設計,沿凝水流動方向的坡度不得小于0.005 .
疏水器到凝水箱的凝水管路
此段管道,由于凝水會部分重新汽化,生成二次蒸汽.同時,疏水器因動作滯后或阻汽不嚴也會有部分漏氣現象.因此,疏水器后的管道設計應按兩相流考慮.
管徑要比輸送純凝水(如采用機械回水方式)的大很多.
高壓蒸汽供熱系統的回水方式
余壓回水方式
靠疏水器后的余壓輸送凝水的方式,通常稱為余壓回水.余壓回水設備簡單,是應用最為普遍的一種凝水回收方式.
設置二次蒸發器的凝水回收方式
當蒸汽供熱系統使用較高壓力時,凝水管道內生成的二次氣量就會增多.可將使用壓力較高的室內各用戶的高溫凝水先引入專門設置的二次蒸發器,通過二次蒸發器分離出二次蒸汽,再就地利用.
兩種回水方式的比較:
與余壓回水方式相比,設置二次蒸發器的凝水回收方式設備增多,但它可避免室外余壓水系統汽水兩相流動易產生水擊,高低壓凝水合流相互干擾,外網管徑較粗等缺點.
設置二次蒸發器的室內高壓蒸汽供熱系統
疏水器分類:根據疏水器的作用原理不同,可分為三種類型的疏水器:
(1)機械型疏水器
(2)熱動力型疏水器
(3)熱靜力型(恒溫型)疏水器
四,疏水器及其附屬設備
1,疏水器
浮筒式疏水器
幾種常用的疏水器簡介:
浮筒式疏水器
優點:
漏汽量很小
排出具有飽和溫度的凝水
啟動壓力小
疏水器阻力小,疏水器的背壓可較高.
浮筒式疏水器
缺點:
體積大
排量小
筒內易沉渣垢,閥孔易磨損
活動部件多
維修量較大
安裝:
水平安裝.適用用戶出口.
圓盤式疏水器
優點:
體積小
重量輕
結構簡單
安裝維修方便
,排水能力大
圓盤式疏水器
缺點:
周期性漏氣
受周圍環境影響
安裝:
水平安裝.散熱器之后.
漏氣原因 凝水量小或疏水器前后壓差過小(P1-P2<0.5P1)
溫調式疏水器
優點:
排除過冷凝水
安裝位置不受水平限制
不汽化,不產生二次蒸汽
溫調式疏水器
缺點:
不宜安裝在周圍環境溫度高的場合
加工難度大
安裝:
水平,垂直或一定角度安裝.立管下或散熱器之后.
為什么
疏水器選擇計算
1.疏水器排水量計算
選擇疏水器的規格尺寸,確定疏水器的排水能力,就是選擇其內部排水小孔的直徑或面積.
當生產廠家在產品樣本中已提供各種不同規格和不同情況下的排水量數據時,可直接采用這些數據來選擇疏水器,而不必計算.
2.疏水器疏水倍率
選擇疏水器閥孔尺寸時,應使疏水器的排水能力大于用熱設備的理論排水量,即:
式中 ——疏水器設計排水量,kg/h ;
——用熱設備的理論排水量,kg/h;
K一選擇疏水器的倍率.
引入K值因素:
安全因素,理論計算與實際運行情況不會一致. 輸水器的排水能力下降,凝水量也會增多等.
使用情況,用熱設備在低壓力,大負荷的情況下起動時,或需要迅速加熱用熱設備時,疏水器的排水能力要大于設備正常運行時的疏水量.
引入K值因素:
此外,對間歇工作的疏水器(如浮筒式疏水器),選擇倍率K值應適當,以避免疏水器間歇頻率太大,閥孔及閥座很快磨損.
不同熱用戶系統的輸水器選擇倍率K值,可查表7-1.
3.疏水器前,后壓力的確定原則
疏水器前的表壓力P1取決于疏水器在蒸汽供熱系統中連接的位置.
(1)當疏水器用于排除蒸汽管路的凝水時,P1=Pb,此處Pb表示疏水點處的蒸汽表壓力
(2)當疏水器安裝在用熱沒備(如熱交換器暖風機等)的出口凝水支管上時,P1=0.95Pb,此處Pb表示用熱設備前的蒸汽表壓力.
3.疏水器前,后壓力的確定原則
(3)當疏水器安裝在凝水干管末端時,P1=0.75 Pb.此處Pb表示該供熱系統的入口蒸汽表壓力(注:考慮高壓蒸汽管道供汽管的壓力損失約為0.25P b,見第六節水力計算說明).
為保證疏水器正常工作,必須保證疏水器有一個最小的壓差,亦即在疏水器前壓力Pl給定后,疏水器后的壓力P2不得超過某—最大允許背壓.
多數疏水器的 約為0.5Pl左右.
疏水器后的背壓P2值不得高于疏水器的最大允許背壓值.通常采用 ,作為疏水器后的設計背壓值.
四,疏水器及其附屬設備
2,減壓閥
減壓閥通過調節閥孔大小,對蒸汽進行節流而達到減壓目的,并能自動地將閥后壓力維持在一定范圍內.
