第六章+蒸汽供热系统
热水供热系统+蒸汽供热系统
II III IV
立管 I
1 2
同程式系统
水平失调与垂直失调
在机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多， 因而通过各个立管环路的压力损失较难平衡。有时靠近总 立管最近的立管即使选用了最小的管径DN15，仍有很多剩 余压力。初调节不当时，会出现近处立管流量超过要求， 而远处立管流量不足。在远近立管处出现流量失调而引起 在水平方向冷热不均的现象，称为系统的水平失调。
见 图3-1
5
断面A-A右侧的水柱压力为
P 1g ) 右 g (h0 h hh h
h1
1
断面A-A左侧的水柱压力为
ρg
3 4
h
ρh
作用压力
2 A P左 A
h0
P P ＝gh( h g ) 右 P 左
P右
起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的 水柱密度差。如果取供水温度 95℃，回水 70℃；则每 m 高差 可产生的作用压力为： 9.81×1×（977.81－961.92）=156 Pa 重力循环热水供暖系统维护管理简单，不需消耗电能。但由 于其作用压力小、管中水流速度不大，所以管径就相对大一 些，作用范围也受到限制。自然循环热水供暖系统通常只能 在单幢建筑物中使用，作用半径不宜超过50m。
优点：由于设置了循环水泵，作用压力加大，供暖范围扩大 。 缺点：由于设置了循环水泵，增加了系统的运行费用和维修 工作量。
应用：用于单幢、多幢建筑，甚至区域热水供暖系统。
形式：（按照散热器的连接方式）垂直式 、水平式
1.垂直式——上供下回式热水供暖系统
立管
I
3 II
4
III
IV
三节蒸汽供暖系统
2.蒸汽供暖系统比热水供暖系统在设计 和运行管理上较为复杂
3.对同样热负荷蒸汽供暖要比热水供暖 节省散热设备的面积。
4.蒸汽供暖系统静压小，升温快，适 用于某些公共场所。
5.蒸汽供暖系统不能调节蒸汽温度,采用 间歇运行时，系统腐蚀较快，使用年限 比热水采暖系统短。
为什么民用建筑不适宜采用蒸汽供暖系 统？
2.机械回水低压蒸汽系统
（1）是一个开式系统** 凝结水返回凝结水箱，再由凝结水泵送 回锅炉加热。
（2）水击 蒸汽管道中沿途凝结水被高速运动的蒸 汽推动产生的浪花或水塞与管件相撞产 生振动和巨响的现象。
（3）减少水击的措施 及时排除凝结水；降低蒸汽流速；设置 合适的坡度使
1 i≥0.005 3
2
4 凝水
机械回水低压蒸汽供暖系统 1—低压恒温式疏水器 2—凝水箱 3—膨胀水箱 4—凝水泵
三、高压蒸汽供暖系统
高压蒸汽－分汽缸 －减压－分汽缸－供暖
|
－供热
回水
锅炉
凝结 水泵
凝结 水箱
四、热水供暖与蒸汽供暖的比较
1.蒸汽供暖系统所需蒸汽质量流量比 热水流量少得多（相同负荷时）
i≥0.003
B
Ⅱ ⅠⅠ
Ⅱ
i≥0.005
上水
排水
≥0.005
i≥0.003 B Ⅱ
ⅠⅠ
重力回水 上水
低压蒸汽
供暖系统
排水
示意图
上供式
i≥0.003
B
Ⅱ
Ⅱ
ⅠⅠ
h 200～250
蒸汽供热系统节能技术培训课件
疏水环节应考虑的问题
1、凝结水回收的问题 按照GB/T 12712-9的5.3款关于
“在蒸汽供热系统中，用汽设备产 生的凝结水，在技术上可行经济合 理的前提下，必须回收”的要求， 疏水系统必须首先考虑到凝结水环 节的回收方式。
疏水环节应考虑的问题
2、疏水系统的适应性问题 疏水系统在使用寿命、耐杂质、耐水
蒸汽系统的组成
蒸汽系统有五部分组成 1. 蒸汽产生系统； 2. 蒸汽输送系统； 3. 蒸汽疏水系统； 4. 凝结水回收系统； 5. 凝结水处理系统。
产生系统
蒸汽
凝结水
输送系统
锅炉
锅炉
凝结水回收系统
除氧器
水处理
PT
单元
凝结水处理系统
疏水系统
蒸汽系统的效率
h系统:
h锅炉 * h管网 * h设备
+ 凝结水回收 + 废蒸汽回收
蒸汽系统节能技术
A、蒸汽系统平衡的节能技术 B、蒸汽疏水系统的节能技术 C、凝结水回收系统节能技术 D、凝结水处理系统
蒸汽系统平衡的节能技术
❖ 从系统和宏观的角度对蒸汽系 统进行科学分析，把握和甄别 诸如“汽平衡”， “热平衡”， “水平衡”，“压力平衡”和 “合理回收与合理利用”的系 统性问题，是保证整个改造方 案“技术路线”正确的基础和 必要保证。
蒸 除氧器
汽
高压锅炉
高压蒸汽管线 机械能量损失
蒸汽泄漏
能
中压锅炉
减压阀
散热损失
量
中压蒸汽管线
损
中压蒸汽
失
蒸汽排放
减压阀
用户
凝结水
低压蒸汽管线
闪蒸汽
低压蒸汽 用户
凝结水排放
建筑设备课件：蒸汽采暖系统-
四.蒸汽與熱水採暖系統的比較
（1）蒸汽採暖系統靠水蒸汽凝結成水放出熱量，相態發 生變化。蒸汽凝結放出汽化熱比水通過溫降放出的熱量要 大得多，因此，對同樣的熱負荷，蒸汽採暖所需的蒸汽量 要比熱水流量少得多。
（2）蒸汽和凝水在系統管路內流動時，其狀態參數變化 比較大，還會伴隨相態變化。
（3）蒸汽供暖系統散熱器熱媒平均溫度一般都高於熱水 供暖系統。因此，對同樣熱負荷，蒸汽供熱要比熱水供熱 節省散熱設備的面積，初投資低。
按照蒸汽幹管佈置的不同，蒸汽供暖系統可分為上供式 、中供式、下供式三種。
按照立管的佈置特點，蒸汽供暖系統可分為單管式和雙 管式。目前國內絕大多數蒸汽供暖系統採用雙管式。
二.低壓蒸汽採暖系統
蒸汽鍋爐產生的蒸汽 通過供汽幹管、立管及 散熱設備支管進入散熱 器，蒸汽在散熱器中放 出熱量後變成凝結水， 凝結水經疏水器沿凝結 水管流回凝結水池，由 凝結水泵將凝結水送回 鍋爐重新加熱。
蒸汽採暖系統
§7－2蒸汽採暖系統
一.蒸汽採暖系統的分類 二.低壓蒸汽採暖系統 三.高壓蒸汽採暖系統 四.蒸汽採暖系統與熱水採暖系統的比較
一.蒸汽採暖系統的分類
按照供汽壓力的大小，將蒸汽供暖分為： 高壓蒸汽供暖：供汽的表壓力＞70kPa時 低壓蒸汽供暖：供汽的表壓力≤70kPa 真空蒸汽供暖：壓力低於大氣壓力時
三.低壓蒸汽採暖系統的管網圖示
（1）雙管上供下回式
是蒸汽採暖中使用最多的 一種形式，採暖效果好，可 用於多層建築，但是耗費鋼 材，施工麻煩。
三.低壓蒸汽採暖系統的பைடு நூலகம்網圖示
（2） 雙管下供下回式
當採用上分式系統蒸汽幹管不好佈置時， 採用下分式雙管系統。
蒸汽幹管佈置在所有散熱器之下，蒸汽 通過立管由下向上送入散熱器。當蒸汽沿 著立管向上輸送時，沿途產生的凝結水由 於重力作用向下流動，與蒸汽流動的方向 正好相反。由於蒸汽的運動速度較大，會 攜帶許多水滴向上運動，並撞擊在彎頭、 閥門等部件上，產生震動和噪音，這就是 常說的水擊現象。
室内蒸汽供暖系统
3、双管下供下回式低压蒸汽供暖系统
适合室温需要调节的多层建筑中，可以缓和上 热下冷的失调现象。顶层室内无需设置供汽干 管，比较美观，缺点是需要敷设地沟。
4、双管中供式低压蒸汽供暖系统
4、双管中供式低压蒸汽供暖系统
适合顶层或顶棚下不便设置蒸汽干管的多层 建筑。
中供式可以弥补上供式和下供式的缺点，不 必像下供式那样设置蒸汽干管末端疏水器， 立管长度比上供式小，可以利用蒸汽干管的 沿途散热。
1、按照蒸汽压力不同
供汽的表压力高于70KPa时，称为高压蒸汽供暖； （高压蒸汽供暖的压力一般由管路和设备的耐压强度 确定。适用于工业建筑。）
供汽的表压力等于或低于70KPa时，称为低压蒸汽供 暖；（蒸汽压力降低时饱和温度也降低，凝水二次汽 化量小，运行可靠、卫生条件好。适用于要求较低的 民用建筑及工业建筑。）
2、机械回水低压蒸汽供暖系统
特点：“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
热源重新加热。
i≥0.003
1—低压恒温式疏水器
2—凝水箱
3—空气管
4—凝水泵
蒸汽
1 i≥0.005 3
2
4 凝水
优缺点：消耗电能， 但热源可不低设，系 统作用半径大，适用 于较大型系统。
作状况对系统运行的可靠性和经济性影响极大。
4、防止水击
在蒸汽供暖系统中，管道中部分蒸汽通过管壁向周 围空气放热凝结成水。沿途凝结水夹杂在蒸汽流中 高速流动形成水滴，管底的沿途凝结水被蒸汽掀起 形成“水塞”。
在管路的阀门、弯头或向上的管段等流动方向发生 改变时，水滴和水塞在高速下与管壁撞击，产生水 击现象，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。
蒸汽供热系统的热能回收利用
蒸汽供热系统的热能回收利用在传统的蒸汽供热系统中，燃料燃烧产生的热能大多数会以废热的形式散失到环境中，这不仅会造成资源的浪费，也会对环境造成一定的污染。
因此，如何对蒸汽供热系统中产生的废热进行回收利用，提高热能利用率，成为了建设节能环保型社会的一个重要课题。
废热回收利用的意义废热回收利用的意义在于节约资源、提高效益、降低成本、减少污染、保护环境等方面。
具体包括以下几个方面：1. 节约能源废热回收利用可以有效地利用燃料燃烧产生的热能，将废热转化为可用的热能资源，从而减少对化石燃料的依赖，节约能源。
2. 提高效益废热回收利用可以提高能源的利用效率，降低能源的消耗，从而提高企业的经济效益。
3. 降低成本废热回收利用可以减少能源的消耗，降低企业的经营成本。
4. 减少污染废热回收利用可以减少燃料燃烧产生的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害气体的排放，减少环境污染和大气污染。
5. 保护环境废热回收利用可以将燃料燃烧产生的废热转化为可用的热能资源，减少废弃物的排放，对环境起到保护作用。
蒸汽供热系统中的废热回收利用技术目前，废热回收利用技术主要有废热锅炉、废热蒸汽发生器、废热烟气换热器等。
下面我们来详细介绍一下蒸汽供热系统中的废热回收利用技术：1. 废热锅炉废热锅炉是一种利用燃料燃烧产生的废热进行回收利用的设备。
废热锅炉的原理是将废热通过锅炉的传热面传递给水，使水被加热为蒸汽或热水。
废热锅炉广泛应用于石化、化工、冶金、电力、纺织、建材等行业。
2. 废热蒸汽发生器废热蒸汽发生器是一种利用废热产生蒸汽的设备。
废热蒸汽发生器的原理是将废热通过传热面传递给水，使水被加热为蒸汽。
废热蒸汽发生器经常被用于发电厂、钢铁厂、水泥厂、纸浆工厂、制药工厂等行业。
3. 废热烟气换热器废热烟气换热器是一种利用烟气中的废热进行回收利用的设备。
废热烟气换热器的原理是将烟气通过换热器的传热面传递给水或其他流体，使水或其他流体被加热。
废热烟气换热器广泛应用于发电厂、钢铁厂、纸浆工厂、石油化工、水泥工业等行业。
第六章 发电厂原则性热力系统
实例：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 额定蒸发量 过热蒸汽压力 过热蒸汽温度 给水温度 给水压力 排烟温度 热风温度 炉膛出口氧量 锅炉效率 单位 t/h MPa ℃ ℃ MPa ℃ ℃ -% 设计数据 220 9.8 540 217 12.5 138.7 363 4-5 90.9
大容量锅炉过热器出口额定蒸汽压力为汽轮机额定进汽压力的105%
对于亚临界及以下参数机组，锅炉过热器出口额定蒸汽温度比汽轮机 额定进汽温度高3-5℃，对于超临界参数机组高5℃
冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况下压力降分
别取汽轮机额定工况高压缸排汽压力的1.5%-2.0%、5%、3.5%-3%。 再热器出口额定蒸汽温度比汽轮机中压缸额定进汽温度高2-3℃
14
二、拟定发电厂原则性热力系统的主要步骤
（三）绘制原则性热力系统图 汽轮机型式和单机容量确定后，可根据汽轮机制造厂提供的该机组本
体汽水系统和选定的锅炉型式绘制原则性热力系统图。
循环参数（一、二次蒸汽压力、温度、排汽压力）和回热参数（回热 级数及其抽汽压力、温度，最终给水温度和各级加热器的形式）及其疏
H5
H6
TD FP TP
K-500-240-4型机组的发电厂原则性热力系统
20
二、超临界参数机组
4.210p, 3203.96h H2 2940.26h
N600-25.4/541/566型机组的发电厂原则性热力系统
0.467p, 2978.28h
2.468p, 3411.52h
21
二、超临界参数机组
（BMCR）与汽轮机调节阀全开时进汽量相匹配，若机组允许超压，与 调节阀全开、且超压工况下进汽量匹配。
第六章 回热加热系统及设备
第六章回热加热系统及设备第一节概述原则性热力系统是汽轮机主要系统之一，由下列各局部热力系统组成：连接锅炉、汽轮机的主、再热蒸汽管道；抽汽回热系统；主凝结水系统；除氧器和给水泵的连接系统；补充水系统等。
对抽汽回热系统而言，习惯上，以除氧器为分界，把除氧器范围内的输入输出系统称为除氧器系统；除氧器以后，至进入锅炉省煤器的高压回热加热系统称为给水系统；凝汽器输出至除氧器的低压回热加热系统，称为凝结水系统。
一般原则性热力系统图见图６－1。
图６－1原则性热力系统回热抽汽系统是原则性热力系统中主要组成部分，即采用作过一部分功的蒸汽来加热进入锅炉的给水，采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定抽汽量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向冷却水放热，既避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降。
同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽来加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少。
综合以上原因说明抽汽回热系统提高了机组循环热效率，因此抽汽回热系统的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。
从理论上讲，采用回热抽汽的级数越多，循环热效率就越高。
但在实际中，由于投资费用和场地的限制，抽汽的级数受到限制。
合理的给水温度、抽汽级数和参数应该根据汽轮机参数、加热器的形式、性能、疏水方式等情况综合加以优化。
总的原则是：尽量采用低焓、高熵的蒸汽，少采用高焓、低熵的抽汽。
荥阳电厂600MW超临界汽轮机有8级非调整抽汽，分别为3高、4低、1除氧。
其额定负荷时各级抽汽参数如表６-1。
表６-1 额定负荷（THA工况）时各级抽汽参数抽汽系统是引起汽轮机超速和进水的主要原因。
因此，除位于排汽装置喉部的低加抽汽管外，其余抽汽管道上均设有气动止回阀和电动隔离阀，气动止回阀在前，电动隔离阀在后，均靠进汽轮机抽汽口布置。
电动隔离阀作为防止汽轮机进水的一级保护，气动止回阀作为防止汽机超速并兼作防止汽轮机进水的二级保护。