第四章 蒸汽供热系统

10供式和下供式。 4．按凝结水回收动力 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。
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二、蒸汽供暖系统热媒的选择 蒸汽供暖系统热媒的选择，见表4-l。
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三、低压蒸汽供暖系统 低压蒸汽供暖系统供汽表压力<=70kPa，一般供汽压 力约为5-20kPa，温度为100-110℃。所以系统长度 不能太长，一般控制在200m以内。 1．低压蒸汽供暖系统的工作原理 ⑴机械回水低压蒸汽采暖系统 ⑵重力回水低压蒸汽采暖系统
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第二节 低压蒸汽供暖系统的水力计算
一、低压蒸汽管道的水力计算 散热器前蒸汽管：水力计算与蒸汽压力有关（ 散热器前蒸汽管：水力计算与蒸汽压力有关（蒸 汽密度是随压力变化）。 汽密度是随压力变化）。 散热器后的凝结水管： 散热器后的凝结水管：水力计算与管内是否充满 水有关。 水有关。 在低压蒸汽供暖系统中， 在低压蒸汽供暖系统中，靠锅炉出口处蒸汽 本身的压力，使蒸汽沿管道流动， 本身的压力，使蒸汽沿管道流动，最后进入散热 器凝结放热。 器凝结放热。
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图4-1 上分式机械回水低压蒸汽供暖系统图 1--室外蒸汽管；2--宅内蒸汽干管；3--蒸汽立管；4--散热器支管； 5--凝结水支管；6--凝结立管；7--凝结水干管；8--凝结水箱； 9--凝结水泵；10--疏水器；11--减压阀；12--止回阀
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图4—2 上分式重力回水低压蒸汽供暖系统图 1--蒸汽总立管；2--室内蒸汽干管；3--蒸汽立管；4—蒸汽支管； 5--凝水支管；6—凝水立管；7--凝水干管
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2．低压蒸汽供暖系统形式 按蒸汽干管的位置分为：上供式、中供式和下 供式。 按立管的数量分为：单管式和双管式。
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双管上供下回式
图式：
200~250mm
h
适用范围 室温需调节的多 层建筑 特点 常用双管做法 易上冷下热
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双管下供下回式
图式：
恒温式疏水器是低压疏水装置中常用的一种疏水器，如图4-4所示。
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图4-4 恒温式疏水器
构造：过滤器、锥形阀、波纹管、 校正螺丝、外壳。 波纹管内有少量易蒸发液体（如 酒精）。 工作原理：当饱和温度的凝结水 →疏水器→凝水温度>液体蒸发温 度→波纹管内的液体瞬时蒸发→ 蒸汽的压力增高→波纹管沿轴线 伸长→带动阀芯→关闭凝水通路， 防止蒸汽逸出。当凝水温度↓， 波纹管自动收缩，锥形阀打开， 凝水排出。
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2．系统连接方式 ．
⑴与生产工艺用户连接 一般采用间接加热的方式， 一般采用间接加热的方式，这样有利于提高凝结水的回收 率。 与采暖、 ⑵与采暖、通风用户的连接 一般经减压阀减压 减压阀减压后 再进入散热器 暖风机。 散热器或 一般经减压阀减压后，再进入散热器或暖风机。 如用户需热水供暖，则可在用户入口处安装汽 水换热器 如用户需热水供暖，则可在用户入口处安装汽—水换热器 蒸汽喷射器。 或蒸汽喷射器。 ⑶与生活热水用户的连接 采用间接连接，通过容积式换热器 容积式换热器或 水加热器的连接 采用间接连接，通过容积式换热器或汽—水加热器的连接 水加热器 方式；不宜采用蒸汽直接加热的连接方式。 方式；不宜采用蒸汽直接加热的连接方式。
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⑶其他并联环路的水力计算 按平均比摩阻选择管径，管内流速≯最大允许流速： 按平均比摩阻选择管径，管内流速≯最大允许流速： 蒸汽、水同向流动： 蒸汽、水同向流动：30m/s 蒸汽、水逆向流动： 蒸汽、水逆向流动：20m/s 并联支路节点压力不平衡率一般控制在25％以内。 ⑷并联支路节点压力不平衡率一般控制在 ％以内。 考虑凝结水和空气的影响， ⑸考虑凝结水和空气的影响，蒸汽干管始端管径在 50mm以上时，末端管径不小于 以上时， 以上时 末端管径不小于32mm； ； 蒸汽干管始端管径在50mm以下时，末端管径不小于 以下时， 蒸汽干管始端管径在 以下时 25mm。 。
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二、凝结水管的确定
干式凝结水管：为非满管流动，部分截面流水，部分 干式凝结水管：为非满管流动，部分截面流水， 截面排空气，可能产生二次蒸汽，要求管径大。 截面排空气，可能产生二次蒸汽，要求管径大。 湿式凝结水管：为满管流动， 湿式凝结水管：为满管流动，当系统不产生二次蒸汽 时使用，但需安装排空气装置。 时使用，但需安装排空气装置。 凝结水管管径：根据凝结水管负担的供热量来确定， 凝结水管管径：根据凝结水管负担的供热量来确定， 附录4-3。 见附录 。 凝水干管的坡度： ≮ 凝水干管的坡度：i≮0.005，且凝水干管始端管径一 ， 般≮25mm；个别始端负荷不大时，可≮20mm。 ；个别始端负荷不大时， 。 散热器凝水支管一般用15mm。 散热器凝水支管一般用 。 湿式凝水管的空气管管径一般采用15mm。 湿式凝水管的空气管管径一般采用 。
第四章 蒸汽供热系统
以蒸汽为热媒，向供暖、通风、热水供应、空气调 节、生产工艺等热用户供热的供热系统，称蒸汽供 热系统。
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蒸汽作为热媒的特点（与热水相比）： 蒸汽作为热媒的特点（与热水相比）： 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 蒸汽：主要靠相变放出热量(放出 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) 汽化潜热 靠温度降低放出热量，无相变。 水：靠温度降低放出热量，无相变。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。 4、对于高层建筑高区不会使建筑物底部的设备和散热器超 压。
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图4-7 干式凝结水管过门装置 1-Φ15空气绕行管 2-凝结水管 3-泄水口
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⑷蒸汽管应能及时排除沿途凝结水，以防水击， 水平供汽管道要考虑坡度，并尽可能使蒸汽和 沿途凝结水同向流动。蒸汽干管汽水同向流动 时，坡度i宜采用0.003，≮0.002。进入散热 器支管的坡度i＝0.0l-0.02。蒸汽干管向上拐 弯处，必须设置疏水器。 ⑸凝结水管应能及时排出凝结水和空气，要考 虑坡度和坡向，要保证干、湿凝水干管高度。
适用范围 室温需调节的多层 建筑 特点 可缓解上冷下热 现象 供汽立管需加大 需设地沟 室内顶层无供汽 水平干管，美观
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双管中供式
图式：
适用范围 当顶层无法布置水 平干管的多层建筑 特点 缓解上冷下热现 象 接层方便
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单管下供下回式
图式：
适用范围 三层以下建筑 特点 单立管，汽水 逆向流动，立管管 径大 室内无供汽水 平干管，美观 安装简便，造 价低 需设地沟
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1．沿程阻力损失 ． 2 λ ρv ⑴比摩阻 R=
d 2
⑵管段的沿程阻力损失 2．局部压力损失 ． 3．压力损失 ．
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∆ P y = RL
∆Pj = ∑ ζ
ρv 2
2
∆P = ∆Py + ∆Pj
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4．水力计算方法及步骤 ．
⑴先从最不利管路开始，即从锅炉房到最远 先从最不利管路开始， 的散热器的管路开始计算。 的散热器的管路开始计算。 最不利管路的水力计算，通常采用: ⑵最不利管路的水力计算，通常采用 控制比压降法：将最不利管路的每1m总压力 控制比压降法：将最不利管路的每 总压力 损失控制在约100Pa／m。 损失控制在约 ／ 。 平均比摩阻法： 平均比摩阻法：已知锅炉或室内入口处蒸汽 压力P下 按平均比摩阻选管径。 压力 下，按平均比摩阻选管径。 α ( Pg − 2000) R pj = ∑L
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第一节 低压蒸汽供暖系统
一、蒸汽供暖系统的分类 以蒸汽为热媒，只向供暖热用户供热的供热系统， 以蒸汽为热媒，只向供暖热用户供热的供热系统，称 为蒸汽供暖系统。 为蒸汽供暖系统。 1．按供汽压力 ．
高压蒸汽采暖系统 P(表压 ＞0.07MFa 表压)＞ 表压 表压)≤0.07MPa 低压蒸汽采暖系统 P(表压 表压 绝对压力)＜ 真空蒸汽采暖系统 P(绝对压力 ＜0.1MPa 绝对压力 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）
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单管上供下回式
图式：
适用范围 多层建筑 特点 常用单管做法 安装简便，造价低
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3．设计要点 ⑴为简化计算，在低压蒸汽采暖系统水力计算 时，不考虑沿途蒸汽密度的变化和沿途凝结水 对蒸汽流量的影响。 ⑵为了防止凝结水泵内产生汽蚀，水泵应在凝 结水箱最低水位以下。 ⑶蒸汽管或凝结水管通过门或洞口时采用图47的方式。
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3．凝结水回收系统 ．
⑴系统作用 回收热量（ 回收热量（80~100℃） ℃ 回收水量（软化水，热电厂凝结水，除盐水） 回收水量（软化水，热电厂凝结水，除盐水） ⑵定义 蒸汽在用热设备凝结放热后，凝结水经疏水器、 蒸汽在用热设备凝结放热后，凝结水经疏水器、管道及 设备返回热源的回水管，称为凝结水回收系统。 设备返回热源的回水管，称为凝结水回收系统。 ⑶分类 按是否与大气相通： 按是否与大气相通：开式和闭式 按流动方式：单相流（满管流和非满管流） 按流动方式：单相流（满管流和非满管流）和两相流 按驱使凝结水流动的动力：重力回水(靠水位差或坡度 靠水位差或坡度) 按驱使凝结水流动的动力：重力回水 靠水位差或坡度 和机械回水（靠水泵） 和机械回水（靠水泵）