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1、第七章 集中供热系统的热源 能源与安全工程学院成剑林:热电联产热电联产：热电联产：既生产电力又生产热能的联既生产电力又生产热能的联合生产。合生产。具体方式：具体方式：利用汽轮机中做过功的蒸汽对外供热。例如，热电厂中利用汽轮机中做过功的蒸汽对外供热。例如，热电厂中装背压机，调节抽气式汽轮机，冷凝采暖两用机等，利装背压机，调节抽气式汽轮机，冷凝采暖两用机等，利用排式抽气供给热用户，就属于两种能量联合生产。用排式抽气供给热用户，就属于两种能量联合生产。实现两种能量生产必须具备的基本条件：实现两种能量生产必须具备的基本条件：1.有热用户，而且要保证热能用户所需参数压力，温度和流量有热用户，而且要保证热
2、能用户所需参数压力，温度和流量2.在供热的同时还要保证必须一定数量的电能。在供热的同时还要保证必须一定数量的电能。:热电联产热电厂：两种能量联合生产的电厂常称为热电热电厂：两种能量联合生产的电厂常称为热电厂厂热电分产：发电厂生产电纯凝式电厂），锅炉房热电分产：发电厂生产电纯凝式电厂），锅炉房生产热能的方式。生产热能的方式。热电站与凝气电站能耗分析：理想卡诺循环热电站与凝气电站能耗分析：理想卡诺循环TbLkSSTkTS（A）（A） 凝气循环凝气循环生产电能的热耗生产电能的热耗:热电联产TbLTSSTTT（B）所以所以（约为（约为0.4）即考虑到实际动力循环，凝汽电站效率：即考虑到实际动力循环，凝
3、汽电站效率：40。热电站热电站7580。:热电联产1-2热电联产相对热点分产的特点：热电联产相对热点分产的特点：1.节省初级燃料节省初级燃料2.有利于环保有利于环保3.投资高投资高,建设周期长建设周期长1-3我国热电联产事业的发展我国热电联产事业的发展热电联产事业在中国的发展，经历了上升，停止和再上升热电联产事业在中国的发展，经历了上升，停止和再上升1.5060年代，我国进行大规模的工业建设，热电联产和电力年代，我国进行大规模的工业建设，热电联产和电力工业的发展齐头并进，结果是工业的发展齐头并进，结果是6000kw以上供热机组占全国总机组以上供热机组占全国总机组总容量的总容量的20%，其中公用
4、热电站容量占，其中公用热电站容量占80%。这段时间是我国供热。这段时间是我国供热机组和公用热电站发展最多的时间。机组和公用热电站发展最多的时间。:热电联产2.70-80年代年代热电联产呈下降趋势热电联产呈下降趋势在此在此热电机组热电机组占总装机占总装机5%，其中公用占，其中公用占29%，自备热电站占自备热电站占71%。3.19811989年，计划安排从年，计划安排从3000Kw300Mw，各种供热机组项目各种供热机组项目213个，总装机个，总装机5800MW到到88年底按产建成年底按产建成2900MW,年发电能力年发电能力120多亿度多亿度实现供热能实现供热能7000多百万大卡多百万大卡/小时
5、，年节约标煤小时，年节约标煤400万吨万吨4.1989年底我国的热电联产状况如下：年底我国的热电联产状况如下：年供热量年供热量51757百万千焦百万千焦平均供热厂用电率平均供热厂用电率6026度度/百万千焦百万千焦供热标准煤耗供热标准煤耗39.83公斤公斤/百万千焦百万千焦:热电联产供热机组中总容量约供热机组中总容量约10000MW，占火电装机，占火电装机11.42%最大供热单台机组最大供热单台机组.200MW所用机型：背压机组、抽气背压机组、抽气机组、所用机型：背压机组、抽气背压机组、抽气机组、凝气机打孔抽气机组、凝气机循环水供热机大型凝气机打孔抽气机组、凝气机循环水供热机大型供热汽冷凝两用
6、机组。供热汽冷凝两用机组。最大热电厂：吉林热电厂最大热电厂：吉林热电厂55MW工业供热最大管径工业供热最大管径DN700mm最远输送距离最远输送距离6km民用采暖，采暖最大管径：民用采暖，采暖最大管径：DN1000mm最远输送最远输送距离距离10Km。北京供热效率北京供热效率:13.1:热电联产1-4国外集中供热事业概况国外集中供热事业概况1.苏联：总装机容量苏联：总装机容量60000MW占火电占火电35%最大供热距离最大供热距离15-20km2.芬兰：起始于芬兰：起始于1956年，射流利用率最高的国家年，射流利用率最高的国家自动化程度高，供热技术先进，供热设备领先自动化程度高，供热技术先进，
7、供热设备领先1-5中国热电联产事业的特点中国热电联产事业的特点1.强调城市热力规划强调城市热力规划即即先有城市规划先有城市规划热力规划热力规划统一安排下进行热电联产建设统一安排下进行热电联产建设以哈市原马家沟机场工程为例以哈市原马家沟机场工程为例:热电联产2.各类供热机组的发展各类供热机组的发展建国初期装设较多的抽气机，工业密集区装背压机建国初期装设较多的抽气机，工业密集区装背压机在大城市为解决采暖问题，将容量较大的凝汽机打孔抽汽，在大城市为解决采暖问题，将容量较大的凝汽机打孔抽汽，或采用或采用200MW，300MW，两用机，两用机3.中低压凝汽机组改造中低压凝汽机组改造历史留下的问题，可利用
8、的改造成供热机历史留下的问题，可利用的改造成供热机主要使用在小城市主要使用在小城市城镇城镇4.热电站的类型热电站的类型公用热电站公用热电站企业自备热电站企业自备热电站发展方向发展方向公用热电站公用热电站:热电联产5.热电站的机组参数热电站的机组参数我国规定高中低参数为我国规定高中低参数为高压高压90Kgf/cm2540140140Kgf/cm2540555170Kgf/cm2555次高压机组次高压机组5060Kgf/cm2450480中压机组中压机组40Kgf/cm2450次中压机组次中压机组25Kgf/cm2350低压机组低压机组1013Kgf/cm2300超高压超高压亚临界机组亚临界机组:
9、热电联产6.19902000年，我国热电联产为机组大型化，年，我国热电联产为机组大型化，即即200MW与与300MW问世，沈阳沿海）问世，沈阳沿海）长春热电厂）长春热电厂）太原热电厂太原热电厂同时沿海地区发展快，同时沿海地区发展快，上海上海山东山东:热电厂供热系统热源热源热网热网热用户热用户三部分组成三部分组成供热系统由供热系统由2-1概述概述以热电厂为主力以热电厂为主力热源的供热系统称为热电厂供热系统热源的供热系统称为热电厂供热系统分类分类单一热源系统单一热源系统多热源系统按热源布置分按热源布置分多个热电厂并网供热多个热电厂并网供热热电厂热电厂尖峰锅炉房并网供热尖峰锅炉房并网供热:热电厂供热
10、系统热网分类热网分类水为热媒水网）水为热媒水网）蒸汽热媒蒸汽网）蒸汽热媒蒸汽网）热用户分类热用户分类供暖热用户供暖热用户通风热用户通风热用户生活热水供应热用户生活热水供应热用户生产热用户生产热用户季节性热用户季节性热用户全年性热用户全年性热用户:热电厂供热系统热化系数：汽轮机热网的最大负荷与供热最大负荷之比。热化系数：汽轮机热网的最大负荷与供热最大负荷之比。它是热电厂最主要的技术经济参数之一。这是由于供热它是热电厂最主要的技术经济参数之一。这是由于供热机组的安装容量和热电厂的燃料节约都取决于热化参数。机组的安装容量和热电厂的燃料节约都取决于热化参数。热化系数的意义：热化系数的意义：a.热电厂最
11、主要的技术经济参数，即汽轮机的安装容量热电厂最主要的技术经济参数，即汽轮机的安装容量和热电厂所获得的燃料节约量取决于热化参数。和热电厂所获得的燃料节约量取决于热化参数。:热电厂供热系统例如例如当型号参数不变的情况下当型号参数不变的情况下则会使热电厂安装容量增大则会使热电厂安装容量增大结果是结果是基础建设投资加大基础建设投资加大但此时燃料节约加大但此时燃料节约加大二者是矛盾的二者是矛盾的b.最佳热化系数最佳热化系数的确定的确定1.汽轮机型号与台数汽轮机型号与台数2.尖峰热源指标尖峰热源指标3.代用设备热电分产装置的指标代用设备热电分产装置的指标4.热负荷年度曲线的特性与燃料到价格热负荷年度曲线的
12、特性与燃料到价格C.取值取值1.采暖负荷采暖负荷0.50.72.采暖与工业共存采暖与工业共存按比例按比例0.71:热电联产典型循环热力原理图1.1.燃气轮机热电厂原理图燃气轮机热电厂原理图a.压缩机压缩机b.燃气涡轮燃气涡轮c.发电机发电机d.燃烧室燃烧室e.空气回热器空气回热器f.热网加热器热网加热器g.热网循环泵热网循环泵:热电联产典型循环热力原理图:热电联产典型循环热力原理图1-蒸汽发生器蒸汽发生器2-汽轮机汽轮机3-发电机发电机4-冷凝器冷凝器5-初级热网加热器初级热网加热器6-中级热网加热器中级热网加热器7-高级热望加热器高级热望加热器8-开压泵开压泵9-热网循环泵热网循环泵10-化
13、学净水处理装置化学净水处理装置11-补水除氧器补水除氧器12-补水泵补水泵13-补水调节器补水调节器14-化学净水泵化学净水泵15-回水总管回水总管16-供水总管供水总管17-核反应堆核反应堆18-容器补偿器容器补偿器19-中间回路水泵中间回路水泵20-凝结水泵凝结水泵21-水份分离器水份分离器22-低压回热加热器低压回热加热器23-电站除氧器电站除氧器24-给水泵给水泵25-高压回热加热器高压回热加热器26-蒸汽过热器蒸汽过热器27-减压器减压器2.抽汽凝汽机核热电厂原理图抽汽凝汽机核热电厂原理图图图中中:热电联产典型循环热力原理图3.双抽汽轮机热电厂原理图双抽汽轮机热电厂原理图1-锅炉锅炉
14、2-汽轮机汽轮机3-发电机发电机4-冷凝器冷凝器5-低级热网加热器低级热网加热器6-中级热网加热器中级热网加热器7高级热网加热器高级热网加热器8-开压泵开压泵9-热网循环器热网循环器10-水处理水处理11-除氧器除氧器12-补水泵补水泵13-调节阀调节阀14-水处理泵水处理泵15-回水总管回水总管16-供水总管供水总管17-加热水管加热水管18-凝结水总管凝结水总管19-供汽总管供汽总管20-凝水泵凝水泵21-凝水泵凝水泵22-余热器余热器23-锅炉给水除氧器锅炉给水除氧器24-给水泵给水泵25-预热器预热器图中：图中：:2-2热电联产典型循环热力原理图4.背压式热电厂背压式热电厂供热系统原理
15、图供热系统原理图 背压式热电循环图背压式热电循环图 （a a工作原理图；（工作原理图；（b bT-ST-S图图1-1-锅炉；锅炉；2-2-过热器；过热器；3-3-蒸汽汽轮机；蒸汽汽轮机；4-4-发电机；发电机； 5- 5-热用户；热用户；6-6-给水泵给水泵:热电联产典型循环热力原理图特点：工况复杂特点：工况复杂a.a.热水供热系统的连接方式热水供热系统的连接方式直接连接或间接连接直接连接或间接连接 b.b.在室外温度较低，外置锅炉房投入运行时，采用主热源在室外温度较低，外置锅炉房投入运行时，采用主热源和调峰热源分区单独供热简称截断运行还是联合并联和调峰热源分区单独供热简称截断运行还是联合并联
16、供热方式建成并网运行）。供热方式建成并网运行）。 c.c.整个供暖期所采用的供热调节方案整个供暖期所采用的供热调节方案 :热电联产典型循环热力原理图3.直接联结多热源系统直接联结多热源系统热力站热力站主主热热源源主热源主热源供热区供热区热力站热力站B联合供热区联合供热区:热电联产典型循环热力原理图热力站热力站主主热热源源热热力力站站B联合供热区联合供热区热用户热用户主热源供热区区主热源供热区区热用户热用户4.4.间接联接多热源系统间接联接多热源系统:热电联产典型循环热力原理图5.多热源联合供热设计中应考虑的主要问题：多热源联合供热设计中应考虑的主要问题：a.进行联合供热系统可行性研究或设计时，
17、必须首先确定进行联合供热系统可行性研究或设计时，必须首先确定它的设计原则和运行方式。它的设计原则和运行方式。b.b.考虑到联合供热系统的运行工况，整个采暖期会有明显考虑到联合供热系统的运行工况，整个采暖期会有明显的变化，因此外置区域热源个数不宜过多，容量不宜过小，的变化，因此外置区域热源个数不宜过多，容量不宜过小，即单台在即单台在20T/h20T/h或或40T/h40T/h每个锅炉房每个锅炉房2-32-3台）。台）。c.c.热网参数即供、回水温度是关系到整个系统经济与否的热网参数即供、回水温度是关系到整个系统经济与否的关键问题，选用要适当关键问题，选用要适当 。d.d.对小型热电厂，外置热源可
18、放在热网始端便于热网的工况对小型热电厂，外置热源可放在热网始端便于热网的工况控制与调节。控制与调节。:热电联产典型循环热力原理图e.e.对直接连接热网，考虑到热网工况的稳定性与热力失调控制，对直接连接热网，考虑到热网工况的稳定性与热力失调控制，在调峰期，易采用截断式运行方式。在调峰期，易采用截断式运行方式。f.f.对间接连接热网，易采用并联运行，且主循环泵可采用变速对间接连接热网，易采用并联运行，且主循环泵可采用变速水泵，采暖期内一级网可质、量混合调节。水泵，采暖期内一级网可质、量混合调节。 g.g.对联合供热系统水力计算时，应分析各热源的投入顺序和工对联合供热系统水力计算时，应分析各热源的投
19、入顺序和工况。计算不同状况的水力计算后选择最不利工况为设计依据。况。计算不同状况的水力计算后选择最不利工况为设计依据。 h.h.提高供热系统自控水平是保证联合供热系统正常而又经济提高供热系统自控水平是保证联合供热系统正常而又经济运行的最重要措施。运行的最重要措施。:7-2区域锅炉房分类分类:按燃料分按燃料分燃媒燃媒燃气燃气燃油燃油电锅炉按热媒分按热媒分热水锅炉热水锅炉蒸汽锅炉蒸汽锅炉按热媒炉内按热媒炉内循环方式分循环方式分自然循环自然循环（大循环）（大循环）强制循环强制循环（小循环）（小循环）按热媒分按热媒分水管锅炉水管锅炉水水-火管组合锅炉火管组合锅炉单、双锅单、双锅筒筒多个锅筒多个锅筒:一
20、蒸汽锅炉工矿企业用之较多。常见的应用方式有工矿企业用之较多。常见的应用方式有1.向集中供热系统的所有用户供应蒸汽的型式向集中供热系统的所有用户供应蒸汽的型式;2.在蒸汽锅炉房内同时制备蒸汽和热水热媒的型式，在蒸汽锅炉房内同时制备蒸汽和热水热媒的型式，即生产工艺用蒸汽，民用热水。即生产工艺用蒸汽，民用热水。蒸汽锅炉房集中蒸汽锅炉房集中制备热水方式：制备热水方式：采用集中热交换的型式采用集中热交换的型式采用蒸汽喷射装置的型式采用蒸汽喷射装置的型式采用淋水式换热器的型式采用淋水式换热器的型式采用汽采用汽-水两用锅炉水两用锅炉:集中汽集中汽-水换热站水换热站优优点点：1.系统的热能利用率高，系统的热能
21、利用率高，节约能源节约能源2.凝结水回收率高，水质凝结水回收率高，水质易于保证，因而能较大地易于保证，因而能较大地减少水处理设施的投资和减少水处理设施的投资和运行费用。运行费用。3.换热站设在锅炉房附近，换热站设在锅炉房附近，管理方便，运行也安全可靠。管理方便，运行也安全可靠。1.建筑和设备的投资较大建筑和设备的投资较大2.与利用热水锅炉直接制与利用热水锅炉直接制备热水的型式相比蒸汽锅备热水的型式相比蒸汽锅炉需要定期和连续排污，炉需要定期和连续排污，热损失较大。热损失较大。缺缺点点：蒸汽锅炉房内设置集中热交换站的蒸汽锅炉房内设置集中热交换站的供热系统示意图供热系统示意图1-1-蒸汽锅炉；蒸汽锅
22、炉；2-2-分汽缸；分汽缸；3-3-减压阀；减压阀；4-4-凝结水箱；凝结水箱；5-5-蒸蒸汽汽- -水换热器；水换热器；6-6-凝结水冷却器；凝结水冷却器；7-7-热水网路循环水泵；热水网路循环水泵；8-8-热水网路补给水泵；热水网路补给水泵；9-9-锅炉给水泵；锅炉给水泵；10-10-疏水器疏水器:蒸汽喷射系统膨胀水箱定压）膨胀水箱定压膨胀水箱定压蒸汽喷射系统示意图利用膨胀水箱定压）蒸汽喷射系统示意图利用膨胀水箱定压）1-1-蒸汽锅炉；蒸汽锅炉；2-2-分汽缸；分汽缸；3-3-蒸汽喷射器；蒸汽喷射器；4-4-热用户；热用户；5-5-给水箱；给水箱；6-6-给水泵；给水泵；7-7-除污器；除
23、污器；8-8-膨胀水箱膨胀水箱:蒸汽喷射系统膨胀水箱定压膨胀水箱定压蒸汽喷射系统示意图蒸汽喷射系统示意图（利用压力调节器定压）（利用压力调节器定压）1-1-蒸汽锅炉；蒸汽锅炉；2-2-分汽缸；分汽缸；3-3-蒸汽喷射器；蒸汽喷射器；4-4-热用户；热用户；5-5-给水箱；给水箱；6-6-给水泵；给水泵；7-7-除污器；除污器；8-8-回收凝结水的压力调回收凝结水的压力调节器；节器；9-9-补水的压力调节器补水的压力调节器:蒸汽淋水热交换淋水器定压淋水器定压蒸汽锅炉房设置淋水式蒸汽锅炉房设置淋水式换热器的示意图换热器的示意图1-1-蒸汽锅炉；蒸汽锅炉；2-2-减压阀；减压阀；3-3-淋水式换热器
24、；淋水式换热器；4-4-混水器；混水器；5-5-网路循环水泵；网路循环水泵；6-6-除污器；除污器；7-7-补水压力调节器；补水压力调节器；8-8-补补给水泵；给水泵；9-9-锅炉给水箱；锅炉给水箱；10-10-锅炉给水泵；锅炉给水泵；11-11-淋水式换淋水式换热器的下部蓄水箱；热器的下部蓄水箱；12-12-淋水盘；淋水盘；13-13-电磁阀电磁阀:二热水锅炉热水锅炉集中热水锅炉集中供暖定压方式供暖定压方式高压水箱定压高压水箱定压采用补水泵采用补水泵连续补水连续补水间歇补水间歇补水有旁通管有旁通管无旁通管无旁通管采用气体定压采用气体定压采用蒸汽定压采用蒸汽定压广泛应用于民用，如采暖、通风、空
25、调和生活热水等。广泛应用于民用，如采暖、通风、空调和生活热水等。:热水锅炉房内采用补水热水锅炉房内采用补水泵连续补水定压图式泵连续补水定压图式热水锅炉房内采用补给水泵连续补水定压示意图热水锅炉房内采用补给水泵连续补水定压示意图1-1-热水锅炉；热水锅炉；2-2-集气罐；集气罐；3-3-供水管总阀门；供水管总阀门；4 4、5 5、6-6-止止回阀；回阀；7-7-除污器；除污器；8-8-回水管总阀门；回水管总阀门；9-9-放水阀；放水阀；10-10-补补水压力调节器；水压力调节器；11-11-补给水泵；补给水泵；12-12-补给水箱；补给水箱；13-13-网路网路循环水泵；循环水泵；14-14-旁
26、通泄压阀旁通泄压阀:双泵系统示意图双泵系统示意图 双泵系统示意图双泵系统示意图1-1-锅炉循环水泵；锅炉循环水泵；2-2-网路循环水泵；网路循环水泵；3-3-热水锅炉；热水锅炉；4-4-旁旁通管；通管；5-5-除污器；除污器；6-6-补水压力调节器；补水压力调节器；7-7-补给水泵；补给水泵；8-8-水处理装置；水处理装置；9-9-旁通管旁通管:补给水水质的要求A.热电厂热源热电厂热源溶解氧溶解氧0.1mg/l总硬度总硬度0.7mg/l悬浮物悬浮物5mg/lPH25）78.5B.锅炉房热源锅炉房热源1.若采用炉外化学若采用炉外化学处理时，要求同上处理时，要求同上2.若若tg95时，时，可采用炉
27、内加药可采用炉内加药水水质质总硬度总硬度6mg/l悬浮物悬浮物20mg/lPH7:氮气定压方式原理图：氮气定压方式原理图：氮气定压方式的原则性系统图氮气定压方式的原则性系统图1-1-氮气瓶；氮气瓶；2-2-减压阀；减压阀；3-3-排气阀；排气阀；4-4-水位控制器；水位控制器；5-5-氮氮气罐；气罐；6-6-热水锅炉；热水锅炉；7 7、8-8-供、回水管总阀门；供、回水管总阀门；9-9-除污除污器；器；10-10-网路循环水泵；网路循环水泵；11-11-补给水泵；补给水泵；12-12-排水阀的电排水阀的电磁阀；磁阀；13-13-补给水箱补给水箱:采用蒸汽罐定压的系统示意图采用蒸汽罐定压的系统示
28、意图（a a采用蒸汽膨胀罐的图式采用蒸汽膨胀罐的图式 （b b采用蒸汽加压罐的图式采用蒸汽加压罐的图式1-1-热水锅炉；热水锅炉；2-2-水位控制器；水位控制器；3-3-蒸汽罐；蒸汽罐；4 4、5-5-供、回水总阀门；供、回水总阀门；6-6-除除污器；污器；7-7-网路循环水泵；网路循环水泵；8-8-补给水泵；补给水泵；9-9-补给水箱；补给水箱；10-10-蒸汽减压阀；蒸汽减压阀；11-11-锅炉出水管总阀门；锅炉出水管总阀门；12-12-混水器；混水器；13-13-混水阀混水阀:三.燃油、燃气锅炉及其锅炉房燃煤锅炉与燃油燃气锅炉比较：燃煤锅炉与燃油燃气锅炉比较：1.环保污染小。一方面，燃油
29、燃气锅炉房不像燃煤锅环保污染小。一方面，燃油燃气锅炉房不像燃煤锅炉房那样需要较大的煤厂、灰场；另一方面，燃烧产物比炉房那样需要较大的煤厂、灰场；另一方面，燃烧产物比较清洁，无需除灰、除渣。较清洁，无需除灰、除渣。2.设备少，操作简单。燃油燃气锅炉的燃料供应与燃设备少，操作简单。燃油燃气锅炉的燃料供应与燃烧设备简单，辅助设备少，操作管理简单，自动化控制程烧设备简单，辅助设备少，操作管理简单，自动化控制程度高。度高。3.与同等供热规模的燃煤锅炉房相比较，燃油燃气锅与同等供热规模的燃煤锅炉房相比较，燃油燃气锅炉房的设计、装置、运行与维修都比较简单，基建投资、炉房的设计、装置、运行与维修都比较简单，基
30、建投资、管理费用及施工周期都短。管理费用及施工周期都短。但是，燃油燃气锅炉房的火灾与爆炸的危险比燃但是，燃油燃气锅炉房的火灾与爆炸的危险比燃煤锅炉房大，燃料的储存、供应系统和燃料的燃烧系统等煤锅炉房大，燃料的储存、供应系统和燃料的燃烧系统等提出了新的要求，因此锅炉房在设计与运行管理上均有更提出了新的要求，因此锅炉房在设计与运行管理上均有更严格的要求。严格的要求。:燃油燃气锅炉燃料种类与特点燃油锅炉燃气锅炉柴油柴油重油重油一般用于中小型锅炉房一般用于中小型锅炉房常作为电厂锅炉的燃料常作为电厂锅炉的燃料天然气体燃料天然气体燃料人工气体燃料人工气体燃料:燃油燃气锅炉的型式中小型的燃油燃气锅炉的发展经
31、历了大致三个阶段：（1从燃煤锅炉的基础上发展而来，炉体结构仍保留着燃煤锅炉的特征。只是将燃煤锅炉的燃烧设备去掉，对炉膛加以改进，加装燃油、燃气的燃烧设备。（2将燃油锅炉应用于舰船，但其结构、型式的发展受到船用空间的限制未实现标准化生产。（3现代的燃油、燃气锅炉是按照燃油燃气的燃烧特点而设计制造的。锅炉的容量与参数实现了系列化。由于人们环保意识的提高，对锅炉的排放要求提出了明确的要求，导致许多国家能源消费结构的变化，在发达国家燃油燃气锅炉得到了快速发展。燃油燃气锅炉同燃煤锅炉一样其本体结构型式可分为火管锅炉、水管锅炉及水火管锅炉，均有立式与卧式之分。:直燃式溴化锂吸收式冷热水机组直燃型溴化锂吸收
32、式冷热水机组简称“直燃机”，是直接以燃油燃气为能源，并以所产生的高温烟气为热源，以水/溴化锂作介质，按蒸汽吸收式循环的工作原理工作的冷热源设备。图7-19为远大直燃机的外形图。:分类直燃机的种类很多：按燃料分类：燃气型、燃油型。按制冷和供热组合形式分：专一型制冷或采暖专用机即通过切换制冷或采暖）、空调型同时制冷与采暖和标准型同时制冷、采暖、热水供应）。按提供热水的方式分：用蒸发器与加热盘管构成供热回路，用冷凝器、吸收器与加热盘管构成供热回路，另设专门的热水器与加热盘管构成供热回路。按吸收器流出的稀溶液进入高、低压发生器的顺序可分为串联流程型、并联流程型与串并联流程型。:下面以串联流程型为例，它
33、是直接将冷却水回路切换成热水回路的单一制冷或制热型的直燃机。冷却水回路切换成热水回路的机组工作原理图冷却水回路切换成热水回路的机组工作原理图1-1-高压发生器；高压发生器；2-2-低压发生器；低压发生器；3-3-冷凝器；冷凝器；4-4-冷却塔；冷却塔；5-5-冷却加热盘管；冷却加热盘管；6-6-冷水热水泵；冷水热水泵；7-7-蒸发器；蒸发器；8-8-冷剂泵；冷剂泵；9-9-冷却水泵；冷却水泵；10-10-吸收器；吸收器；11-11-溶液泵；溶液泵；12-12-低温热交换器；低温热交换器；13-13-高温热交换器高温热交换器:四.电锅炉及其锅炉房20世纪50年代电锅炉在国外发达国家已普遍应用，其
34、比较其它热源形式的供热设备具有以下优点：对环境没有污染、无三废排放、清洁无噪音，并且操作简单、维修方便、自动化程度高、常压运行、安全可靠、便于控制等等，因此近些年电锅炉供热在国外发展得很快。:7-3集中供热系统的其它热源在集中供热系统中，除了最主要的热源型式热电厂和区域锅炉房外，还可以利用工业余热、地热、热泵、太阳能等。:一工业余热工业余热是指工业生产工程的产品和排放物料所含的热或设备的散热。工业余热是指工业生产工程的产品和排放物料所含的热或设备的散热。根据余热的载体分根据余热的载体分气态气态液态液态固态固态可燃气体、高温烟气、乏汽等可燃气体、高温烟气、乏汽等从工业炉或其它设备派出的冷却水等从
35、工业炉或其它设备派出的冷却水等焦炭、铸锭或熔渣所带有的物理热等焦炭、铸锭或熔渣所带有的物理热等特点特点1.其数量和参数直接受生产工艺影响，动摇其数量和参数直接受生产工艺影响，动摇较大，而且与外部热负荷无直接关系。较大，而且与外部热负荷无直接关系。2.大多数工业余热的载能体都属于高温和大多数工业余热的载能体都属于高温和非洁净的载能体。非洁净的载能体。:焦炉冷却水的供热系统示意图焦炉冷却水的供热系统示意图1-1-一段初冷器；一段初冷器；2-2-二段初冷器；二段初冷器；3-3-冷却水循环泵；冷却水循环泵；4-4-冷冷却塔；却塔；5-5-旁通管路及阀门；旁通管路及阀门；6-6-热水网路循环水泵；热水网
36、路循环水泵；7-7-补补水调节器；水调节器；8-8-补给水泵补给水泵:二地热水供热低温低温40中温中温4060高温高温60100过热过热100按地热水按地热水温度分温度分按地热能的按地热能的利用方式分利用方式分直接利用直接利用间接利用间接利用特点特点1.在不同条件下，地热水温度与参数及成份差别大在不同条件下，地热水温度与参数及成份差别大2.地热水参数与负荷无关地热水参数与负荷无关3.一次利用，地热水热能利用后被废弃一次利用，地热水热能利用后被废弃:地热水直接利用示意图地热水直接利用示意图1-1-开采井；开采井；2-2-抽水泵；抽水泵；3-3-供暖系统供暖系统 地热水间接利用示意图地热水间接利用
37、示意图1-1-开采井；开采井；2-2-抽水泵；抽水泵；3-3-地热水地热水- -水换热器；水换热器；4-4-高峰热高峰热源；源；5-5-供暖热用户，供暖热用户，6-6-除污器；除污器；7-7-补给水泵；补给水泵；8-8-补水压补水压力调节器；力调节器；9-9-回灌井；回灌井；10-10-供暖系统循环水泵供暖系统循环水泵:三核能供热特点：三环回路确保安全即堆内即堆内自然循环自然循环中间环中间环热网环热网环为了避免第一回路含放射性的水传给外网，设计时使为了避免第一回路含放射性的水传给外网，设计时使第二回路的压力高于第一回路与第三回路的压力第二回路的压力高于第一回路与第三回路的压力:四热泵现在在我国
38、正在发展热泵是一种利用高位能使热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义，热泵的节能装置。顾名思义，热泵也就是像泵那样，可以把不能也就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热源如空气、直接利用的低位热源如空气、土壤、水中所含的热能，太阳土壤、水中所含的热能，太阳能，工业废热等转换为可以能，工业废热等转换为可以利用的高位热能，从而达到节利用的高位热能，从而达到节约部分高位能如煤、燃气、约部分高位能如煤、燃气、油、电等的目的。油、电等的目的。 热泵工作原理图热泵工作原理图:1.空气源热泵空气源热泵是以空气作为低温热源来进空气源热泵是以空气作为低温热
39、源来进行供热的装置。相对于其他热泵类型而行供热的装置。相对于其他热泵类型而言，我国对空气源热泵的形容起步较早，言，我国对空气源热泵的形容起步较早，研究内容也较多。以环境空气作为低品研究内容也较多。以环境空气作为低品位热源，可以取之不尽，用之不竭，处位热源，可以取之不尽，用之不竭，处处都有，无偿获取。空气源热泵安装灵处都有，无偿获取。空气源热泵安装灵活、使用方便、初投资相对较低，且比活、使用方便、初投资相对较低，且比较适用于分户安装，目前我国室内空调较适用于分户安装，目前我国室内空调器大都采用的是这种形式。器大都采用的是这种形式。:2.水源热泵水源热泵技术是利水源热泵技术是利用地球表面浅层水，用
40、地球表面浅层水，如地下水、地热水、如地下水、地热水、地表水、海水以及湖地表水、海水以及湖泊水中热能作为低位泊水中热能作为低位热能资源，并采用热热能资源，并采用热泵原理，通过少量的泵原理，通过少量的高位电能输入，实现高位电能输入，实现低位热能向高位热能低位热能向高位热能的转移的一种技术。的转移的一种技术。水源热泵工作原理图水源热泵工作原理图1-1-冷凝器；冷凝器；2-2-膨胀阀；膨胀阀；3-3-蒸发器；蒸发器；4-4-压缩机；压缩机；5-5-循环泵循环泵:3.地源热泵顾名思义，顾名思义，“热泵二字说明它热泵二字说明它是热泵的一种，具有热泵的共是热泵的一种，具有热泵的共同特点，与空气源热泵类似；同
41、特点，与空气源热泵类似；而而“地源二字则指明其能量来地源二字则指明其能量来源，即来源于大地，这一点不源，即来源于大地，这一点不同于空气源热泵。地源热泵系同于空气源热泵。地源热泵系统示意图见图统示意图见图7-29。夏季制冷。夏季制冷时，大地作为排热场所，把室时，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机耗能通过埋内热量以及压缩机耗能通过埋地盘管排入大地中，再通过土地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。冬季供热时把热量扩散出去。冬季供热时大地作为热泵机组的低温热源，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量通过埋地盘管获取土壤中热量为
42、室内供热。为室内供热。地源热泵工作原理图地源热泵工作原理图:（三生物质燃料供热生物质燃料供热技术使用可再生能源如木屑、草类、垃圾处理残留物和农作物肥料处理残留物。如果木材废物是制造业的副产品，在工业木材处理厂使用木材废物作为燃料是当然选择。在丹麦等森林覆盖面积大，木材产业发达的国家已经大力发展生物质为燃料建立的热电厂。我国是一个农业大国，农林生产中所产生的物质种类多，产量巨大，较常见的有：植物秸秆、玉米芯、稻壳、锯末等，利用生物质燃料供热具有很大的发展潜力。 Rudkbing Rudkbing电厂工作原理图电厂工作原理图1-1-草料储存室；草料储存室；2-2-切割机；切割机；3-3-锅炉；锅炉
43、；4-4-往复炉排；往复炉排；5-5-再再热器；热器；6-6-热交换器；热交换器；7-7-汽轮机；汽轮机；8-8-布袋除尘器；布袋除尘器；9-9-蓄热蓄热罐；罐；10-10-冷凝器；冷凝器；11-11-灰斗灰斗:（五太阳能供热太阳能资源，不仅仅包括直接投射到地球表面上太阳能资源，不仅仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且还包括水能、风能、海洋能、的太阳辐射能，而且还包括水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源，甚至前面提到的生潮汐能等间接的太阳能资源，甚至前面提到的生物质能也是通过绿色植物的光合作用固定下来的物质能也是通过绿色植物的光合作用固定下来的太阳能。太阳能。太阳能供热的方式可
44、分为直接利用与间接利用。太阳能供热的方式可分为直接利用与间接利用。直接利用主要是主动式太阳能供热与被动式太阳直接利用主要是主动式太阳能供热与被动式太阳能供热。间接利用可分为太阳能蓄热能供热。间接利用可分为太阳能蓄热热泵联热泵联合供热等。合供热等。:（1主动式太阳能供热主动式太阳能供热系主动式太阳能供热系统如图统如图7-31所示，系所示，系统由太阳能集热器，统由太阳能集热器，蓄热装置，用热设备，蓄热装置，用热设备，辅助热源及相关的辅辅助热源及相关的辅助设备与阀门组成。助设备与阀门组成。主动式太阳能供热系统主动式太阳能供热系统1-1-太阳能集热器；太阳能集热器；2-2-蓄热装置；蓄热装置；3-3-
45、室内采暖系统；室内采暖系统；4-4-室室内生活热水设备；内生活热水设备；5-5-循环泵；循环泵；6-6-辅助加热装置；辅助加热装置；7.8-7.8-三三通阀；通阀；9.10.11.12.13.14-9.10.11.12.13.14-阀门阀门:（2被动式太阳能供热被动式太阳能供热是通过集热蓄热墙、附被动式太阳能供热是通过集热蓄热墙、附加温室、蓄热屋面等向室内供暖热的加温室、蓄热屋面等向室内供暖热的方式。被动式太阳能采暖的特点是不需要方式。被动式太阳能采暖的特点是不需要专门的太阳能集热器、辅助加热器、换热专门的太阳能集热器、辅助加热器、换热器、泵等主动式太阳能系统所必须的部件，器、泵等主动式太阳能
46、系统所必须的部件，而是通过建筑的朝向与周围环境的合理布而是通过建筑的朝向与周围环境的合理布局，内部空间与外部形体的巧妙处理，以局，内部空间与外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑在冬季充分的收集、存储与分配太阳辐筑在冬季充分的收集、存储与分配太阳辐射，因而使建筑室内可以维持一定温度，射，因而使建筑室内可以维持一定温度，达到采暖的目的。达到采暖的目的。:（3太阳能热泵式供热夏季利用太阳能向夏季利用太阳能向地源、水源蓄热地源、水源蓄热取出的冷量用于房取出的冷量用于房间空调），作为冬间空调），作为冬季采暖的热源，并季采暖的热源，并通过热泵的原
47、理，通过热泵的原理，可大大的节约电能可大大的节约电能的消耗。的消耗。主动式太阳能主动式太阳能热泵蓄热供热系统热泵蓄热供热系统1-1-太阳能集热器；太阳能集热器；2-2-蓄热装置；蓄热装置；3-3-蒸发器；蒸发器；4-4-压缩机；压缩机； 5-5-冷凝器；冷凝器； 6- 6-节流装置；节流装置； 7- 7-室内采暖系统室内采暖系统.8-.8-土壤埋土壤埋管换热器；管换热器； 9.10- 9.10-循环泵；循环泵；11-11-辅助加热装置；辅助加热装置；12.13-12.13-三通阀；三通阀；14.15.16.17.18.18.20.21.22.23-14.15.16.17.18.18.20.21
48、.22.23-阀门阀门:第四节第四节 集中供热系统的热力站及集中供热系统的热力站及其主要设备其主要设备:概述：热力站：集中供热系统的热力站是供热网热力站：集中供热系统的热力站是供热网络与热用户的连接场所。络与热用户的连接场所。热力站分类：热力站分类：(1)按功能服务对象分：工业热力按功能服务对象分：工业热力站与民用热力站站与民用热力站(2)按换热介质分：汽按换热介质分：汽-水热力站与水水热力站与水-水热力站水热力站(3)按连接方式分：直连热力站与间连按连接方式分：直连热力站与间连热力站热力站(4)按规模分：用户热力站，小区热力按规模分：用户热力站，小区热力站，区域热力站站，区域热力站:民用换热
49、站其中压力表用来观测供、回水压差。调节压力与除污器压差都是否其中压力表用来观测供、回水压差。调节压力与除污器压差都是否正常。温度计查看供回水温度。旁通阀是在用户停运时打开防止支正常。温度计查看供回水温度。旁通阀是在用户停运时打开防止支管道冻裂。关断阀检修用。若用户侧无泄水阀则应设泄水阀，在供、管道冻裂。关断阀检修用。若用户侧无泄水阀则应设泄水阀，在供、回水侧总阀以及用户侧都设回水侧总阀以及用户侧都设。供供热热用用户户的的热热力力点点用户引入口示意图用户引入口示意图1-1-压力表；压力表；2-2-用户供回水总管阀门；用户供回水总管阀门；3-3-除污器；除污器；4-4-手动手动调节阀；调节阀；5-
50、5-温度计；温度计；6-6-旁通管阀门旁通管阀门:直连供暖与通风并有生活用热的民用集中热力站民用集中热力站示意图一）民用集中热力站示意图一）1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；3-3-热网流量计；热网流量计；4-4-水水- -水换热器；水换热器；5-5-温度调节器；温度调节器；6-6-热水供应循环泵；热水供应循环泵；7-7-手动调节阀；手动调节阀；8-8-上水流量计；上水流量计；9-9-供暖系统混合水泵；供暖系统混合水泵；10-10-除污器；除污器；11-11-旁旁通管；通管；12-12-热水供应循环管路热水供应循环管路:城市热水管网进站后直接进入通风水路系统并城市热水管网进站后直
51、接进入通风水路系统并联），另一路进入生活用热水加热器并联），联），另一路进入生活用热水加热器并联），第三路混水后进入采暖系统并联），也可以无第三路混水后进入采暖系统并联），也可以无混水进入。混水进入。其中混水按调节曲线中设计工况确定，供暖期不其中混水按调节曲线中设计工况确定，供暖期不变，而水泵选用两台，一开一备。变，而水泵选用两台，一开一备。:间连供暖与通风并有生活用热的民用集中热力站民用集中热力站示意图二）民用集中热力站示意图二）1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；3-3-流量计；流量计；4-4-手动调节阀；手动调节阀；5-5-供供暖系统用的水暖系统用的水- -水换热器；水换热器
52、；6-6-供暖系统循环水泵；供暖系统循环水泵；7-7-补补给水调节阀；给水调节阀；8-8-补给水泵；补给水泵；9-9-软化水箱；软化水箱；10-10-全自动软全自动软水器；水器；11-11-原生水加压泵；原生水加压泵；12-12-原水箱生水箱）；原水箱生水箱）；13-13-除污器；除污器；14-14-旁通管旁通管:热网进站后分三路：热网进站后分三路：a.并联直连或换热到通风系统并联直连或换热到通风系统b.与生活用热换热器并联给生活用热加与生活用热换热器并联给生活用热加热热c.与采暖间连换热给采暖加热与采暖间连换热给采暖加热:不同参数要求的民用热力站不同参数要求的民用热力站主要解决压力与温度问题
53、主要解决压力与温度问题举例说明：举例说明：a温度参数问题：有采暖、中温度参数问题：有采暖、中央空调、央空调、通风、生活用热通风、生活用热b压力问题：一级网侧压力问题：一级网侧二级网二级网侧等侧等关于热力站一级网采用蒸汽的民用热力站关于热力站一级网采用蒸汽的民用热力站有两种情况：有两种情况：a水采暖的汽水采暖的汽-水换热水换热b蒸汽采暖系统蒸汽采暖系统关于民用热力站规模问题：关于民用热力站规模问题：应当以小区为界划分，建筑面积应当以小区为界划分，建筑面积515万万m2:工业换热站工业热力站的服务对象主要是工厂企业用热单位，工业热力站的服务对象主要是工厂企业用热单位，多为蒸汽供热热力站。多为蒸汽供
54、热热力站。热网蒸汽进入分汽缸，而后分别经减压进入采暖热网蒸汽进入分汽缸，而后分别经减压进入采暖用汽用汽水换热器，生活热水用汽水换热器，生活热水用汽水换热器，蒸水换热器，蒸汽通风加热器与生产用蒸汽，凝水经疏水器进入汽通风加热器与生产用蒸汽，凝水经疏水器进入分站凝水箱，经加压回水泵到总站，完成循环。分站凝水箱，经加压回水泵到总站，完成循环。:工业蒸汽热力站示意图工业蒸汽热力站示意图工业蒸汽热力站示意图1-1-分汽缸；分汽缸；2-2-汽汽- -水换热器；水换热器；3-3-减压阀；减压阀；4-4-压力表；压力表；5-5-温度计；温度计；6-6-蒸汽流量计；蒸汽流量计；7-7-疏水器；疏水器；8-8-凝
55、水箱；凝水箱；9-9-凝水凝水泵；泵；10-10-调节阀，调节阀，11-11-安全阀；安全阀；12-12-循环水泵；循环水泵；13-13-凝水流凝水流量计量计:三、供热首站供热首站是以热电厂为热源，一般以电厂汽轮机发电供热首站是以热电厂为热源，一般以电厂汽轮机发电的乏汽或抽汽为热的来源，建在热电厂出口，向整个的乏汽或抽汽为热的来源，建在热电厂出口，向整个集中供热一级网提供高参数热水热媒的集中热力交换集中供热一级网提供高参数热水热媒的集中热力交换站。站。蒸汽首站热力系统示意图蒸汽首站热力系统示意图1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；3-3-流量计；流量计；4-4-管壳式换热器；管壳式
56、换热器；5-5-疏水器；疏水器；6-6-板式换热器；板式换热器；7-7-循环水泵；循环水泵；8-8-补给水压力调补给水压力调节器；节器；9-9-补给水泵；补给水泵；10-10-凝结水箱；凝结水箱；11-11-凝结水泵凝结水泵:四、冷、热及生活热水热力站冷、热及生活热水热力站系统原理图冷、热及生活热水热力站系统原理图1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；3-3-流量计；流量计；4-4-手动调节阀；手动调节阀；5-5-供供暖系统水暖系统水- -水换热器；水换热器；6-6-供暖系统循环水泵；供暖系统循环水泵；7-7-补给水补给水压力调节器；压力调节器；8-8-供暖系统补给水泵；供暖系统补给
57、水泵；9-9-生活热水水生活热水水- -水水换热器；换热器；10-10-生活热水给水泵；生活热水给水泵；11-11-生活热水循环泵；生活热水循环泵；12-12-单效溴化锂制冷机组；单效溴化锂制冷机组；13-13-空调系统循环泵；空调系统循环泵；14-14-空空调补水泵；调补水泵；15-15-除污器；除污器；:本章重点与难点本章重点热源的形式与种类。区域锅炉房的工作原理。民用热力站和工业热力站的结构和连接形式。热水换热器的构造和特点。本章难点集中供热系统的热源形式与分类。集中供热系统的型式；热网型式。:本章重点与难点在热能供应范畴中，凡是将天然或人造的含能形态转化为符合供热系统要求参数的热能设备
58、与装置，通称为热源。在集中供热系统中，目前采用的热源型式有：热电厂、区域锅炉房、核能、地热、工业余热和太阳能等，最广泛应用的热源形式是热电厂和区域锅炉房。:第一节第一节热电厂热电厂热电厂是联合生产电能和热能的发电厂。联合生产电能和热能的方式，取决于采用供热汽轮机的型式。:供热汽轮机主要主要分几大类型：1.背压式汽轮机排气压力高于大气压力的汽轮机称为背压式汽轮机。2.抽汽式汽轮机从汽轮机中间抽汽对外供热的汽轮机称为抽汽式汽轮机。3.燃气轮机热电联产:区域锅炉房区域锅炉房区域锅炉房是城镇集中供应热能的热源。虽然它的效率低于热电厂的热能利用效率，但区域锅炉房中使用燃煤锅炉的热效率也能达到80%以上，
59、比分散的小型锅炉房的热效率50%-60%）高得多。区域锅炉房与热电厂相比，其投资低，建设周期短，厂址选择容易。因而，区域锅炉房同样也是城镇集中供热的最主要热源型式之一。区域锅炉房根据其制备热媒的种类不同，分为蒸汽锅炉房和热水锅炉房。:区域锅炉房区域锅炉房:蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房 可分为两种主要型式。1.向集中供热系统的所有热用户供应蒸汽的型式。2.在蒸汽锅炉房内同时制备蒸汽和热水热媒的型式。通常蒸汽供应生产工艺用热，热水作为热媒，供应供暖、通风等热用户。:蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房根据在蒸汽锅炉房集中制备热水的方式不同，有：（1采用集中热交换站的型式；（2采用蒸汽喷射装置的型式；（3采用淋水式换热器的
60、型式。:蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房内设置集中热交换站的供热系统示意图:蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房:蒸汽锅炉房蒸汽锅炉房:热水锅炉房热水锅炉房 在区域锅炉房内装设热水锅炉及其附属设备，直接制备热水的集中供热系统，近年来在国内有较大的发展。它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。 :热水锅炉房热水锅炉房:热水锅炉房热水锅炉房热水锅炉房的集中供热系统定压方式，主要有下列几种方式。（1）采用高架水箱定压；（2）采用补给水泵定压；（3）采用气体定压；（4）采用蒸汽定压:第三节第三节集中供热系统的其他热源型式集中供热系统的其他热源型式工业余热工业余热地热水供热地热水供热核能供
61、热核能供热:工业余热工业余热 工业余热是指工业生产过程中的产品和排放物料所含的热或设备的散热。工业余热的利用，根据余热的载能体不同，可分为气态余热利用、液态余热利用和固态余热利用几种类型。 :工业余热工业余热 :工业余热工业余热 工业余热大多具有以下几个特点：1.大多数生产工艺过程的余热，它的数量和参数直接受生产工艺影响，波动较大，而且与外部的热负荷无直接关系。2.大多数工业余热的载能体如可燃气体、高温烟汽、乏汽、工业产品的物理热等），都属于高温和非洁净的载能体。:地热水供热地热水供热 地热通常是指陆地地表以下5000m深度内的热能。目前开采和利用最多的是地热水。 :地热水供热地热水供热 作为
62、供热的热源，地热水具有如下一些特点：（1在不同条件下，地热水的参数温度、压力等及成份会有很大的差别。（2地热水的参数与热负荷无关。对于一个具体的水井，地热水的温度几乎是全年不变的，地热水的参数不能适应热负荷变化的特性，使得利用地热能的系统变得复杂。（3一次性利用。地热水热能被利用后通常就要被废弃。为了最大限度的利用其能位，就要采用分级利用地热水热能的利用方式，使系统复杂和费用增大。:地热水供热地热水供热 :核能供热核能供热 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。 核能供热目前有核热电站供热和低温供热堆供热两种方式。 :核能供热核能供热目前我国推荐的堆型主要有两种： 自然循环微沸
63、腾式低温核供热堆； 池式低温核供热堆。 :核能供热核能供热:概述概述集中供热系统的热力站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求；并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。:热力站的分类根据热网输送的热媒不同，可分为热水供热热力站和蒸汽供热热力站；根据服务对象不同，可分为工业热力站和民用热力站。:热力站的分类根据热力站的位置和功能的不同，可分为：1、用户热力站点）也称为用户引入口。它设置在单幢建筑用户的地沟入口或该用户的地下室或底层处，通过它向该用户或相邻几个用户分配热能。
64、2、小区热力站常简称为热力站）供热网路通过小区热力站向一个或几个街区的多幢建筑分配热能。这种热力站大多是单独的建筑物。从集中热力站向各热用户输送热能的网路，通常称为二级供热管网。3、区域性热力站它用于特大型的供热网路，设置在供热主干线和分支干线的连接点处。:第一节民用热力站民用热力站的服务对象是民用用热单位民用建筑及公共建筑），多属于热水供热热力站。用户引入口示意图:第一节民用热力站热力点在用户供、回水总管进出口处设置截断阀门、压力表和温度计，同时根据用户供热质量的要求，设置手动调节阀或流量调节器，以便于对用户进行供热调节。用户进水管上应安装除污器，以免污垢杂物进入局部供暖系统。如引入用户支线
65、较长，宜在用户供、回水管总管的阀门前设置旁通管。当用户暂停供暖或检修而网路仍在运行时，关闭引入口总阀门，将旁通管阀门打开使水循环，以避免外网的支线冻结。:民用小区热力站民用集中热力站示意图:民用小区热力站城市上水进入水-水换热器4被加热，热水沿热水供应网路的供水管，输送到各用户。热水供应系统中设置热水供应循环水泵6和循环管路12，使热水能不断地循环流动。当城市上水悬浮杂质较多、水质硬度或含氧量过高时，还应在上水管处设置过滤器或对上水进行必要的水处理。图11-2的供暖热用户与热水网路是采用直接连接。当热网供水温度高于供暖用户设计的供水温度时，热力站内设置混合水泵9，抽引供暖系统的网路回水，与热网
66、的供水混合，再送向各用户。:民用小区热力站民用集中热力站示意图:民用小区热力站民用小区热力站的最佳供热规模，取决于热力站与网路总基建费用和运行费用，应通过技术经济比较确定。一般来说，对新建居住小区，每个小区设一座热力站，规模在515万建筑面积为宜。:第二节工业热力站工业蒸汽热力站示意图:第二节工业热力站工业热力站的服务对象是工厂企业用热单位，多为蒸汽供热热力站。工作流程：热网蒸汽首先进入分汽缸1，然后根据各类热用户要求的工作压力、温度。经减压阀或减温器调节后分别输送出去。:第二节工业热力站凝结水回收设备是蒸汽供热热力站的重要组成部分，主要包括凝结水泵以及疏水器、安全水封等附件。所有可回收的凝水
67、分别从各热用户返回凝结水箱。在有条件情况下，应考虑凝水的二次汽的余热利用。:凝结水箱凝结水箱有开式无压和闭式有压两种。通常用310mm钢板制成。热力站的凝结水箱总储水量，根据热网规范，一般按1020min的最大小时回水量计算。凝结水箱一般设两个，对单独供暖用的凝结水箱，其水量在10t/h以下时，可只设一个。在热源的总凝水箱的储水量，根据我国工业锅炉房设计规范，一般按2040min的最大小时回水量计算。:凝结水箱开式水箱多为长方形。开式水箱附件一般应有人孔盖、水位计、温度计、进、出水管、空气管和泄水管等。当水箱高度大于1.5m时，应设内、外扶梯。:凝结水箱闭式水箱为承压水箱。水箱应做成圆筒形。闭
68、式水箱附件一般应有人孔盖、水位计、进、出水管、泄水管、压力表、取样装置和安全水封等。:安全水封闭式水箱上应设置安全水封。它的作用有：1、防止水箱压力过高；2、防止空气进入箱内；3、兼作溢流管用。:安全水封示意图:三、供热首站供热首站是以热电厂为热源，一般以电厂汽轮机发电供热首站是以热电厂为热源，一般以电厂汽轮机发电的乏汽或抽汽为热的来源，建在热电厂出口，向整个的乏汽或抽汽为热的来源，建在热电厂出口，向整个集中供热一级网提供高参数热水热媒的集中热力交换集中供热一级网提供高参数热水热媒的集中热力交换站。站。蒸汽首站热力系统示意图蒸汽首站热力系统示意图1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；
69、3-3-流量计；流量计；4-4-管壳式换热器；管壳式换热器；5-5-疏水器；疏水器；6-6-板式换热器；板式换热器；7-7-循环水泵；循环水泵；8-8-补给水压力调补给水压力调节器；节器；9-9-补给水泵；补给水泵；10-10-凝结水箱；凝结水箱；11-11-凝结水泵凝结水泵:四、冷、热及生活热水热力站冷、热及生活热水热力站系统原理图冷、热及生活热水热力站系统原理图1-1-压力表；压力表；2-2-温度计；温度计；3-3-流量计；流量计；4-4-手动调节阀；手动调节阀；5-5-供暖系统水供暖系统水- -水换热器；水换热器；6-6-供暖系供暖系统循环水泵；统循环水泵；7-7-补给水压力调节器；补给
70、水压力调节器；8-8-供暖系统补给水泵；供暖系统补给水泵；9-9-生活热水水生活热水水- -水换热器；水换热器；10-10-生活热水给水泵；生活热水给水泵；11-11-生活热水循环泵；生活热水循环泵；12-12-单效溴化锂制冷机组；单效溴化锂制冷机组；13-13-空调系统循环空调系统循环泵；泵；14-14-空调补水泵；空调补水泵；15-15-除污器；除污器；:第五节换热器换热器，特别是被加热介质是水的换热器，在供换热器，特别是被加热介质是水的换热器，在供热系统中得到广泛应用。热系统中得到广泛应用。:第五节热水换热器热水换热器，按参与热交换的介质分类，分为汽-水式换热器和水-水式换热器，按换热器
71、热交换传热的方式分类，分为表面式换热器和混合式换热器。按构造分类，管式、板式和直接混合式。表面式换热器是冷热两种流体被金属壁隔开，而通过金属壁而进行热交换的换热器，如壳管式、套管式、容积式、板式和螺旋板式换热器等。混合式换热器是冷热两种流体直接接触进行混合而实现热交换的换热器，如淋水式、喷管式换热器等。:一、常用热水换热器的型式及构造特点(一一)壳管式换热器壳管式换热器1壳管式汽壳管式汽水换热器，上要有下列几种水换热器，上要有下列几种型式：型式：（1固定管板式汽固定管板式汽水换热器水换热器(图图742a)（2带膨胀节的壳管式汽带膨胀节的壳管式汽水换热器水换热器(图图742b)（3U形管壳管式汽
72、形管壳管式汽水换热器水换热器(图图742c)（4浮头式壳管式汽浮头式壳管式汽水换热器水换热器(图图742d)（5波节型壳管式换热器波节型壳管式换热器(图图742a):固定管板式汽水换热器:（一壳管式换热器1、壳管式汽-水换热器固定管板式汽-水换热器带有蒸汽进出口连接短管的圆形外壳1，由小直径管子组成的管束2，固定管束的管栅板3，带有被加热水进出口连接短管的前水室4及后水室5。蒸汽在管束的外表面流过，被加热水在管束的小管内流过，通过管束的壁面进行热交换。主要优点是结构简单、造价低、制造方便和壳体内径小；缺点是壳体与管板连在一起，造成泄漏；管间污垢的清洗也较困难。:（一壳管式换热器v固定管板式汽-
73、水换热器:带膨胀节的壳管式汽水换热器:1、壳管式汽-水换热器v带膨胀节的壳管式汽-水换热器v 克服了固定管板式汽-水换热器的缺点，但制造要复杂些。 :1、壳管式汽-水换热器v带膨胀节的壳管式汽-水换热器 :U形管壳管式汽水换热器:1、壳管式汽-水换热器vU形管壳管式汽-水换热器vU形管束可以自由伸缩，以补偿其热伸长。结构简单。缺点是管内无法用机械方法清洗，管束中心附近的管子不便拆换，管栅板上布置管束的根数有限，单位容量及单位重量的传热量低。它适用于温差大、水质较好的场合。:1、壳管式汽-水换热器vU形管壳管式汽-水换热器:浮头式壳管式汽水换热器:1、壳管式汽-水换热器v浮头式壳管汽-水换热器v
74、 浮头侧的管栅板不与外壳相连，该侧管栅板可在壳体内自由伸缩，以补偿其热伸长。清洗便利，且可将其管束从壳体中拔出。:1、壳管式汽-水换热器v浮头式壳管汽-水换热器:波节型壳管式换热器:1、壳管式汽-水换热器波节型壳管式换热器 特点是采用薄壁不锈钢1Cr18Ni19Ti波节管束见图12-9b代替传统的等直径管束，作为壳管式换热器的受热面。由于采用了波节管束，强化了传热，传热系数明显增高；波节管束内径较大些，水侧的流动压力损失降低；同时靠波节管束补偿热伸长，可以采用固定管板的简单结构型式。:2、壳管式水-水换热器壳管式水-水换热器 分段式水-水换热器 每个分段外壳设波形膨胀节，以补偿其热伸长。各段之
75、间采用法兰连接。套管式水-水换热器是最简单的一种壳管式，它是由钢管组成管套管的型式。套管之间用焊接连接。套管式换热器的组合换热面积小。:2壳管式水壳管式水水换热器，上要有下列几种水换热器，上要有下列几种型式：型式：（1为分段式水为分段式水水换热器水换热器(图图744a)（2为套管式水为套管式水水换热器水换热器(图图744b):为分段式水水换热器:分段式水-水换热器:为套管式水水换热器:（二容积式换热器:壳管式水-水换热器 :小结：小结：（1汽汽水换热器有立式和卧式之分。水换热器有立式和卧式之分。卧式占场地，应留出检修作业台。立式占卧式占场地，应留出检修作业台。立式占空间，空间，要求厂房高度。要
76、求厂房高度。（2水水水换热器，两流体逆向流可以水换热器，两流体逆向流可以提高传热效率。提高传热效率。（3优点：结构简单，流通截面较宽，优点：结构简单，流通截面较宽，阻力小，易清垢阻力小，易清垢缺点：占地大，传热系数小，造价缺点：占地大，传热系数小，造价高。高。:(二二)容积式换热器容积式换热器分类：容积式汽分类：容积式汽水换热器水换热器容积式水容积式水水换热器水换热器应用：生活热水制备兼作水箱。应用：生活热水制备兼作水箱。特点：传热系数低特点：传热系数低。:（二容积式换热器:(三三)板式换热器板式换热器特点：仅可作水特点：仅可作水水加热。水加热。传热系数高，结构紧凑，传热系数高，结构紧凑，组配
77、传热面积灵活，对组配传热面积灵活，对水质要求高，应用最广水质要求高，应用最广泛。阻力大。（注：不泛。阻力大。（注：不能在高温下使用）能在高温下使用）板式换热器的构造示意图板式换热器的构造示意图1-1-加热板片；加热板片；2-2-固定盖板；固定盖板；3-3-活动盖板；活动盖板；4-4-定位螺栓；定位螺栓；5-5-压紧螺栓；压紧螺栓；6-6-被加热水进口；被加热水进口；7-7-被加热水出口；被加热水出口；8-8-加加热水进口；热水进口；9-9-加热水出口加热水出口:（三板式式换热器:（三板式式换热器我国目前生产的主要是“人字形片板”，它是一种典型的“网状板板片。:（三板式式换热器主要组成部分传热板
78、片固定盖板活动盖板定位螺栓压紧螺栓等:（三板式式换热器优点：板式换热器是一种传热系数很高，结构紧凑，适应性大，拆洗方便，节省材料的换热器。缺点：板式换热器的板片间流通界面窄，水质不好形成水垢或污垢沉积都容易堵塞，密封垫片耐温性能差时，容易渗漏和影响使用寿命。:(四四)螺旋板式换热器螺旋板式换热器分类：螺旋板式换热分类：螺旋板式换热器有汽器有汽水式和水水式和水水式两种。水式两种。特点：传热系数较高，特点：传热系数较高，主要缺点不能拆卸清主要缺点不能拆卸清洗。洗。:（四螺旋板式换热器由两张平行金属板卷制两个螺旋通道组成的表面式换热器。加热介质和被加热介质分别在螺旋版辆车流动。螺旋板式换热器有汽-水
79、、水-水式两种结构紧凑，换热系数一般高于管壳式换热器，流通界面较宽不易堵塞。缺点：不能拆卸清洗:(五五)淋水式换热器淋水式换热器混合换热）混合换热）特点：结构紧凑，换特点：结构紧凑，换热效率高。兼作水热效率高。兼作水箱与定压装置。不箱与定压装置。不足之处是凝水无法足之处是凝水无法回收。回收。淋水式换热器示意图淋水式换热器示意图 1- 1-壳体；壳体；2-2-淋水板淋水板:(六六)喷管式汽喷管式汽水换热器水换热器特点：体积小，特点：体积小，制造简单，安制造简单，安装方便，调节装方便，调节灵敏，凝水无灵敏，凝水无法回收，应用法回收，应用生活热水制备生活热水制备或采暖或采暖 喷管式汽喷管式汽- -水
80、换热器构造示意图水换热器构造示意图1-1-外壳；外壳；2-2-喷嘴；喷嘴；3-3-泄水栓；泄水栓；4-4-网盖；网盖；5-5-填料填料:（六喷管式汽-水换热器优点：体积小、制造简单、安装方便、调节灵敏，加热温差大、运行平稳换热量不大，一般只用于热水供应和小型热水供暖系统上。用于供暖系统时，多设置在循环水泵的出水口侧。:（八换热机组换热机组由于换热机组由于结构紧凑，安装方结构紧凑，安装方便，操作简单，广便，操作简单，广泛应用于供热系统泛应用于供热系统中。将热力站的主中。将热力站的主要设备，如换热器、要设备，如换热器、循环泵、补水泵、循环泵、补水泵、过滤器、止回阀等过滤器、止回阀等集中设置。并可利
81、集中设置。并可利用微机控制，实现用微机控制，实现热力站无人值守。热力站无人值守。换热机组外形图换热机组外形图1-1-一次回水；一次回水；2-2-二次回水；二次回水；3-3-一次供水；一次供水；4-4-控制柜；控制柜；5-5-二次供水二次供水:二、壳管式换热器的热力计算任务：知：换热量和换热器结构、加热与任务：知：换热量和换热器结构、加热与被加热介质进出口温度。被加热介质进出口温度。求解：换热器面积求解：换热器面积在工程上由已知，可以在手册中选型换热在工程上由已知，可以在手册中选型换热器与面积，经计算可以校核。器与面积，经计算可以校核。:第六节供热系统其他常用设备供热系统热源的常用设备还包括水处
82、理设备、各种水供热系统热源的常用设备还包括水处理设备、各种水箱、分汽水缸、除污器及水过滤器。箱、分汽水缸、除污器及水过滤器。一、水处理设备一、水处理设备自然界中的水总是含有各种杂质，这些杂质粒径由大到自然界中的水总是含有各种杂质，这些杂质粒径由大到小可分为三类：悬浮物、胶体物质和溶解物质各种盐的小可分为三类：悬浮物、胶体物质和溶解物质各种盐的离子与气体分子）。离子与气体分子）。供热系统的很多事故都与供热系统的水质有关。供热系供热系统的很多事故都与供热系统的水质有关。供热系统热源的水质不良，会在锅炉与换热器等供热设备上形成统热源的水质不良，会在锅炉与换热器等供热设备上形成水垢，降低供热设备的热效
83、率，造成锅炉水冷壁的爆管、水垢，降低供热设备的热效率，造成锅炉水冷壁的爆管、换热器的损坏和补偿器的泄漏；腐蚀供热设备，例如锅炉换热器的损坏和补偿器的泄漏；腐蚀供热设备，例如锅炉由于腐蚀脆化而爆炸，影响供热系统的安全、经济与稳定由于腐蚀脆化而爆炸，影响供热系统的安全、经济与稳定的运行；同时杂质导致的锅炉水发沫与汽水共腾现象将直的运行；同时杂质导致的锅炉水发沫与汽水共腾现象将直接影响蒸汽热媒的品质。接影响蒸汽热媒的品质。:（一水的软化设备在锅炉水处理过程中，离子交换软化法是最基本在锅炉水处理过程中，离子交换软化法是最基本与最重要的水处理方法。与最重要的水处理方法。某某2x20T/h2x20T/h蒸
84、汽锅炉房水处理原理图蒸汽锅炉房水处理原理图1-1-水表；水表；2-2-生水箱；生水箱；3-3-生水加压泵；生水加压泵；4-4-钠离子交换器；钠离子交换器；5-5-软水箱；软水箱；6-6-软水泵；软水泵；7-7-热力除氧器热力除氧器:固定床逆流再生离子交换器固定床逆流再生离子交换器HGL-40HGL-40固定床逆流再生离子交换器运行通用流程图固定床逆流再生离子交换器运行通用流程图:全自动软水器全自全自动软水器运行原理水器运行原理图:（二水的除氧设备水中往往要含有溶解一定量的氧、氮及二氧化碳等气体，研究表明水水中往往要含有溶解一定量的氧、氮及二氧化碳等气体，研究表明水中溶解的氧、二氧化碳气体在温度
85、较高时活化，对供热系统管道及锅中溶解的氧、二氧化碳气体在温度较高时活化，对供热系统管道及锅炉本体具有腐蚀性作用，尤其以氧腐蚀作用较为严重。炉本体具有腐蚀性作用，尤其以氧腐蚀作用较为严重。根据气体在水中的溶解特性，除气主要是除氧的原理有如下三种：根据气体在水中的溶解特性，除气主要是除氧的原理有如下三种：1.减压或将水加热，增大在此压力下的水蒸气的分压力，从而减少减压或将水加热，增大在此压力下的水蒸气的分压力，从而减少水的溶解度，水中的氧气就会从水中析出，而从液体表面逸出。水的溶解度，水中的氧气就会从水中析出，而从液体表面逸出。2.将水面上的氧气排出，或将其上部空气全部置换为其他气体。由将水面上的
86、氧气排出，或将其上部空气全部置换为其他气体。由于水面上没有氧气的存在，氧气的分压力就为零，则水中氧的溶解度于水面上没有氧气的存在，氧气的分压力就为零，则水中氧的溶解度就要减小，也要为零，水中的氧气将逸出。就要减小，也要为零，水中的氧气将逸出。3.氧的化学性质较活泼，能与多种金属与非金属反应生成稳定的氧氧的化学性质较活泼，能与多种金属与非金属反应生成稳定的氧化物或化合物，使溶解于水中的氧在进入锅炉前与其他金属及药剂发化物或化合物，使溶解于水中的氧在进入锅炉前与其他金属及药剂发生反应而消耗掉。生反应而消耗掉。:三、分集汽水缸在热源的供热热水管在热源的供热热水管道分支多于两根时一道分支多于两根时一般
87、需要设置在供水管般需要设置在供水管道上分水缸，在回水道上分水缸，在回水管道上设置集水缸，管道上设置集水缸，相对于蒸汽管道则应相对于蒸汽管道则应设置分汽缸。具有稳设置分汽缸。具有稳定压力，平缓并均匀定压力，平缓并均匀分配水流的作用，大分配水流的作用，大样图如图样图如图7-61所示，所示，分集水缸大样图分集水缸大样图1-1-封头；封头；2-2-筒体；筒体；3-3-接收；接收；4-4-温度计座；温度计座；5-5-压力表座压力表座:四、除污器除污器是供暖系统中最为常用的附属设备之除污器是供暖系统中最为常用的附属设备之一，作用是滤除系统中的泥沙、焊渣等污物一，作用是滤除系统中的泥沙、焊渣等污物并定期将积存的污物清除。并定期将积存的污物清除。除污器大样图除污器大样图1-1-手孔；手孔；2-2-排气管；排气管；3-3-排水管排水管:本章小结集中供热系统的热源种类。热电厂；区域锅炉房。热力站连接型式。换热器型式及种类。热源设备。:重点难点重点难点本章重点本章重点 民民用用热热力力站站和和工工业业热热力力站站的的结结构构和和连连接接形式。形式。 热水换热器的构造和特点。热水换热器的构造和特点。:
