《暖通空调》教案蒸汽系统11页

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1、 1 第 4 章 蒸 汽 系 统 4.1 概 述 4.1.1 蒸汽系统示意图 蒸汽供热系统能够向生产用热设备、供暖、热水供应、通风、空调等用户提供热能。图 4-1为蒸汽管网与用户连接示意图。 图 4-1 蒸汽系统示意图 (a)工艺设备供汽系统 (b)蒸汽采暖系统 (c)热水采暖供汽系统 (d)热水供应供汽系统 (e)通风、空调供汽系统 l-蒸汽管 2-凝结水管 3-减压阀 4-工艺用汽设备 5-疏水器 6-汽水换热器 7-凝结水箱 8-凝结水泵 9-散热器 10-膨胀水箱 11-热水贮水箱 12-通风、空调设备 13-温度调节器 用热系统与室外蒸汽网路的连接取决于用热系统和设备的特点。可分为直

2、接连接和间接连接。 当热用户使用蒸汽时，采用直接连接，如图4-1中(a)、(b)、(e)； 当用户使用热水时，可通过汽水换热器间接连接，如图 4-1中(c)、(d)。 当各用户用汽参数不同时，供汽压力应满足最高压力用户的要求；如供汽压力高于其他用户要求，则在其他用户入口安装减压阀。 4.1.2 蒸汽作为热媒的特点（与热水相比） 1优点 (1)适应性广 可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要求。 (2)管道初投资低 蒸汽：主要靠相变放出热量( 放出汽化潜热) 潜汽凝水汽汽）（qGiiGQ 水：靠温度降低放出热量，无相变。 显水水）（qGttcGQ21 2 当 热 媒 为 饱 和 蒸

3、汽 时显潜qq， 在 同 样 的FQ和下 ，水汽水汽，ddGG ，蒸汽系统管道初投资低。 (3) 散热设备面积小 蒸汽在散热设备的热媒平均温度为相应压力下的饱和温度；热水在散热设备内的热媒平均温度为进、出口水温平均值。 因为水汽tt；水汽，水汽kk，tkQF，所以水汽FF。 (4) 水汽， 对于高层建筑高区 ( 特别是高度大于 160m的特高层建筑) ，不会使建筑物底部的设备和散热器超压。 (5)热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。 2缺点 蒸汽和凝结水状态参数 ( 密度和流量) 变化大，且伴随相变，设计、运行管理复杂。 易出现“跑、冒、滴、漏”问题。 蒸汽压力与温度有关，而且压力变化时，

4、温度变化不大。因此蒸汽采暖不能采用改变热媒温度的质调节，只能采用间歇调节。 蒸汽采暖系统用户室内温度波动大，间歇工作时有噪声。 散热器和管道的表面温度高， 散热器表面有机灰尘的分解和升华，会影响室内空气质量。 停汽时，易吸入空气，管道易受到氧腐蚀，使用寿命短。 蒸汽管温度高，无效热损失大。 4.2 蒸汽采暖系统 4.2.1 蒸汽采暖系统的类型 1按供汽压力 高压蒸汽采暖系统 P(表压) 0.07MFa 低压蒸汽采暖系统 P(表压) 0.07MPa 真空蒸汽采暖系统 P(绝对压力) 0.1MPa 2按立管的数量 单管（国内绝大多数） 双管（立管中为汽水两相流，易产生水击和汽水冲击声，很少使用）

5、3按蒸汽干管的位置 上供式、中供式和下供式。 4按凝结水回收动力 3 重力回水和机械回水。 5按凝结水系统是否与大气相通 开式系统( 通大气) 和闭式系统( 不通大气) 。 6按凝结水充满管道断面的程度 干式回水和湿式回水。 4.2.2 低压蒸汽采暖系统 1 低压蒸汽采暖系统的型式 (1)重力回水低压蒸汽采暖系统 主要特点 供汽压力0.07MPa， 一般不超过 0.39MPa。 2 系统的型式 采用上供式、中供式或下供式。 为了简化系统及防止水击，应尽可能采用上供式，使立管中蒸汽与沿途凝结水同向流动。 3 工作原理 图 4-6 开式上供高压蒸汽采暖系统示意图 1-高压分汽缸 2-工艺用户供汽管

6、 3-低压分汽缸 4-减压阀 5-减压阀旁通管 6-压力表 7-安全阀 8-供汽主立管 9-水平供汽干管 10-供汽立管 11-供汽支管 12-方形补偿器 13-疏水器 14-凝结水箱 15-凝结水泵 16-通气管 开式上供高压蒸汽采暖系统 如图 4-6所示。由锅炉房将蒸汽送入高压分汽缸，将高压蒸汽分配给生产工艺用汽；蒸汽经减压阀减压后进入低压分汽缸。 减压阀设有旁通管，供修理减压阀时旁通蒸汽用。安全阀用于进入采暖系统的最高压力不超过额定值。从低压分汽缸上分出许多供汽管，分别供空调系统的蒸汽加湿、汽水换热器以及蒸汽暖风机等用汽。 系统中设有疏水器，将沿途以及系统产生的凝结水排到凝结水箱， 8

7、凝结水箱上有空气管，用于排除箱内的空气和二次蒸汽。 凝结水箱中的水由凝结水泵送回凝结水站或热源。 闭式高压蒸汽采暖系统 图 4-7 闭式凝结水箱 l-凝结水进入管 2-安全水封 3-压力调节器 4-凝结水排出管 5-补汽管 在闭式高压蒸汽采暖系统中采用如图4-7所示的闭式凝结水箱。 由补汽管 5 向箱内补给蒸汽，使其内部压力维持在 5kPa左右( 由压力调节器控制) 。 水箱上设置安全水封，防止箱内压力升高、二次蒸汽逸散和隔绝空气。 设二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统 当用汽设备较多，用汽量大时，可设二次蒸发箱，回收二次蒸汽。用汽设备的凝结水通过疏水器进入二次蒸发箱，扩容后产生的二次汽供二次蒸汽热

8、用户使用，如图 4-8所示。 当二次汽量较小时，由高压蒸汽供汽管补充。靠压力调节器控制补汽量，以保持箱内压力 20-40kPa(表压力) ，并满足二次蒸汽热用户的用汽量的要求。 当箱内二次汽量超过二次汽热用户的用汽量时，箱内压力增 高，箱上安装的安全阀开启，排汽降压。 9 图 4-8设置二次蒸发箱的高压蒸汽采暖系统 l-高压用汽设备 2-放水阀 3-疏水器 4-止回阀 5-二次蒸发箱 6-安全阀 7-压力调节器 4 设计要点 高压蒸汽采暖系统供汽压力差别较大，计算蒸汽管时应根据散热器内的压力选用不同的水力计算表。蒸汽管路计算可用平均比摩阻法和推荐流速法。 管道布置尽可能采用上供式和同程式。 在

9、入口处根据需要设不同压力分汽缸。 要在干管上设补偿器。 设疏水器。 在散热器入口和出口设阀门，以调节蒸汽量，保证关断。 可设二次蒸发箱回收二次蒸汽。 高压蒸汽管道除经常拆卸检修的地方用法兰连接外， 尽量用焊接，不用螺纹连接，以方泄漏。 4.3 蒸汽在通风与空调系统中的应用 蒸汽除用于生产和采暖外， 还可用于通风与空调系统中空气的加热、加湿，制备空调用热水及制冷等。 4.3.1 用蒸汽加热空气 通风系统、全空气空调系统或空气- 水空调系统在冬季运行时，其空气可用蒸汽/ 空气换热器在空调机组、新风处理机组中进行加热。 1换热器 10 当被加热空气温升大时，空气行程宜采用串联；而空气量 大时，应采用

10、并联安装。 图 4-10为四台空气/ 蒸汽换热器的蒸汽管路并联安装示意图。 图 4-10 蒸汽管路并联加热空气 2暖风机 车间中采暖用的暖风机常用蒸汽作为热媒。 蒸汽压力不大于 0.39MPa。蒸汽型暖风机供热能力大。 3热空气幕 热空气幕适宜用在车间大门、 特别是出入汽车等交通工具的大门处。蒸汽型热空气幕一般使用表压0.39MPa的蒸汽。 4设计要点 暖风机、热空气幕的蒸汽系统宜用上供式系统。 设备进、出口应设关断阀，出口凝结水管设疏水器。 4.3.2 用蒸汽加热空调系统用热水 全水空调系统或空气水空调系统或全空气系统中所用的热水可用汽水换热器进行加热。 图 4-11汽-水换热器的管路连接

11、蒸汽管路与热水管路都是并联连接。 11 在水系统最高点应设排气装置，在最低点设泄水和排污阀。 4.3.3 用蒸汽等温加湿空气 1. 干蒸汽加湿器的特点 用干蒸汽加湿器对空气进行加湿是空调系统中常用的加湿法之一。 加湿迅速、均匀、稳定、效率高( 接近 100) 、不带水滴和细菌，节省电能，运行费用低，布置方便。但由于必须有汽源和输汽管道，初投资高，不可能专门为采用蒸汽加湿而建造热源，但在有现成蒸汽热源时，应优先采用蒸汽加湿。 2 设计要点 蒸气压力为 0.02-0.4MPa。 接干蒸汽加湿器的供汽管道宜用镀锌管道，必须从供汽管道顶部引出，而且接管越短越好，以防过多沿途凝结水带入加湿器。 其入口供

12、汽管减压阀和调节阀的前、后应安装阀门，其出口装疏水器。 4.3.4 溴化锂吸收式制冷用蒸汽 吸收式制冷是用热能作动力的制冷方法。 1 溴化锂吸收式制冷的特点 单效溴化锤吸收式制冷机的热媒：热水和蒸汽，蒸汽压力为0.02-0.1MPa(表压) ，热水温度 150。 热力系数 ( 制冷量与消耗热量之比) 小。 双效溴化铿吸收式制冷机，当采用 P O.6-0.8MPa(表压) 的蒸汽作热媒时，热力系数约比单效溴化锂制冷机高60-70。 2 设计要点 为提高热力系数，应尽量使用压力高的饱和蒸汽，但一般不能高于 0.89MPa(表压) 。 溴化铿吸收式制冷机对使用温度有限制( 175) ， 如蒸汽过热度大而超过使用温度时，应在蒸汽管内喷凝结水使蒸汽降到饱和温度后再供给制冷机。