低压蒸汽供暖系统第三节

7.室内空气品质差，卫生条件差。
散热器的tpj高，易使沉积在散热设备表面的有机灰尘焦化而产生异味，降低室内 空气品质，散热器的热媒平均温度高，易烫伤人，卫生条件差。
8.状态参数变化大，设计计算和运行管理复杂，“跑、冒、滴、漏”现象严 重，降低其经济性。
9.管路易腐蚀，寿命短.
蒸汽管道间歇工作，蒸汽管内时而流动蒸汽，时而充斥空气，凝结水管道 时而充满水，时而进入空气，管道特别是凝结水管，反复和空气接触，易受
第五章 室内蒸汽供热系统
第一：蒸汽供暖系统概述
第二节：低压蒸汽供暖系统 第三节：高压蒸汽供暖系统 第四节：蒸汽系统主要附属设备 第五节：室内蒸汽供暖系统的水力计算
Chap5 室内蒸汽供热系统
第一节 蒸汽供暖系统概述
蒸汽作为供热（暖）系统 的热媒，应用极为普遍。左 图是蒸汽供热的原理图。蒸 汽从热源沿蒸汽管路进入散 热设备，蒸汽凝结放出热量 后，凝水通过疏水器再返回 热源重新加热。
四、高压蒸汽供暖系统设计中应注意的问题 1. 系统中空气的排出：系统中每个环路末端疏水器前设空气管排空气 2. 不同压力凝结水合流
3. 蒸汽管道、凝水管道上需设置热
补偿装置 4. 二次蒸汽的利用
第四节 疏水器及其它附属设备
一、疏水器
1. 疏水器的作用 自动阻隔蒸汽漏逸，快速排除用热设备和管道中的凝水，同时能排除系统 中积存的空气和其他不凝气体 2. 疏水器的分类 根据疏水器的作用原理不同，可分为三种类型的疏水器。 （1）机械型疏水器 利用蒸汽和凝水的密度不同，形成凝水液位，以控制 凝水排水孔自动启闭工作的疏水器。主要产品有浮筒式、钟形浮子式、自由 浮球式、倒吊筒式疏水器等。
三、高压蒸汽供暖系统的凝水回收方式
根据凝水回流动力的不同，分成余压回水、闭式满管回水和加压回水；
根据凝水箱是否与大气相通，分为开式和闭式系统。开式系统不可避免 的要产生二次蒸汽的损失和空气的渗入，损失热量与凝水，腐蚀管道，污染
环境，因而一般只适用于凝水量小于10t/h，作用半径小于500m的小型工厂 1. 余压回水：利用疏水器后凝结水的余压将凝结水送回热源凝结水箱 余压回水对凝水管道对坡度和坡向无严格要求，可以向上或向下甚至可以 抬高到加热设备上不，凝结水箱的位置不一定要在室外凝结水干管最低点的 标高之下 2. 闭式满管回水：将热用户各种压力的高温凝水先引入专门设置的二次蒸 发箱，通过蒸发箱分离二次蒸汽并就地加以利用，分离后的凝水借重力或水 泵将凝水送回热源 3. 加压回水：当靠余下不能将凝水送回热源处时，可在热用户处或几个用 户联合的凝水分站安设凝水箱，收集从各用热设备中流出的不同压力的凝水， 在处理二次蒸汽后，利用泵将凝水送回热源中心的方式
5. 静压力小，流速大，可减小管径。
由于蒸汽比容大、密度小，因而在高层建筑中，不会象热水供暖那样产生很大的水 静压力。由于蒸汽密度比水小，相同质量流量时，可采用较大的流速而不会产生过大 的阻力，从而可减小管径，节省投资。
5.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。
蒸汽的饱和温度可随压力增高而增高，变换蒸汽压力可满足各种不同工厂内生产 工艺用热对热媒温度的需要，甚至可以作为动力使用（蒸汽锻锤）。
2. 管路布置特点： 1）供汽干管低头走，汽水同向，坡度宜采用0.003，不小于0.002。当汽水 逆向流动时管道坡度≥0.005，进入散热器支管坡度i=0.01~0.02。 2）锅炉工作时，在蒸汽压力作用下，总凝水立管的水位将升高h值，达到 Ⅱ-Ⅱ水面。当凝水干管内为大气压力时，h值即为锅炉压力所折算的水柱 高度。为使系统内的空气能从P点处顺利排出，P点前的凝水干管就不能充 满水。干管的横断面，上部分应充满空气，下部分充满凝水，凝水靠重力 流动。这种非满管流动的凝水管，称为干式凝水管。它必须敷设在Ⅱ-Ⅱ水 面以上，再考虑锅炉压力波动，P点处应再高出Ⅱ-Ⅱ水面约200～250mm。 水面Ⅱ-Ⅱ以下的总凝水立管全部充满凝水，凝水满管流动，称为湿式凝水 管。
（2）热动力型疏水器 利用蒸汽和凝水热动力学（流动）特性的不同来工作 的疏水器。主要产品有圆盘式、脉冲式、孔板或迷宫式疏水器等。
（3）热静力型（恒温型）疏水器 利用蒸汽和凝水的温度不同引起恒温元件
膨胀或变形来工作的疏水器。主要产品有波纹管式、双金属片式和液体膨胀 式疏水器等。
A.浮筒式疏水器
B.圆盘式疏水器
凝水，防止产生水击现象。常用耐水击的双金属片型的疏水器（图5-2），
当供汽压力低时，也可用水封装置（图5-1下供式系统末端所示）。 (3)为了保持蒸汽的干度，避免沿途凝水进入供汽立管，供汽立管宜
从供水干管的上方或侧上方接出。
第三节 室内高压蒸汽供热系统
在工厂中，生产工艺用热往往需要使用较高压力的蒸汽。因此，利用高压 蒸汽作为热媒，向工厂车间及其辅助建筑物各种不同用途的热用户（生产工 艺、热水供应、通风及供暖热用户等）供热，是一种常用的供热方式。 一、高压蒸汽供暖系统的形式 1. 上供下回式 2. 上供上回式
△P—疏水器的前后压力差，kPa
（2）疏水器的选择倍率
考虑到实际运行时负荷和压力的变化，应使疏水器设计排水量大于用热 设备的理论排水量。即在理论排水量基础上考虑一个安全系数—选择倍率
Gsh KGL
6. 疏水器前后压力的确定
（1）疏水器前表压力P1 ：取决于疏水器在蒸汽供热系统中连接的位置。
用于排除蒸汽管路的凝水时，P1 ＝Pb ，此处Pb 表示疏水点处的蒸汽表压力； 当疏水器用于排除用热设备的凝水时，P1＝0.95Pb ，此处Pb 表示用热设备
三、低压蒸汽供暖系统在设计中应注意的问题
1.保证合适的供汽压力。在设计低压蒸汽供暖系统时，一方面尽可能采用 较低的供汽压力，另一方面系统的干式凝水管又与大气相通；因此，散热器 内的蒸汽压力只需比大气压力稍高一点即可，靠剩余压力以保证蒸汽流入散 热器所需的压力损失，并靠蒸汽压力将散热器中的空气驱入凝水管。设计时， 散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为1500～2000Pa。
二、机械回水系统
1. 与重力回水系统的区别 系统多了凝结水箱和凝结水泵 不同于重力回水系统，机械回水系统是“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
i≥0.005
2. 对系统的要求 凝水箱布置应低于所有散热器和凝水管。进凝水箱的凝水干管应作顺流 向下的坡度，使从散热器流出的凝水靠重力自流进入凝水箱。为了使系统的 空气经凝水干管流入凝水箱，再经凝水箱上的空气管排往大气,凝水干管应按 干式凝水管设计。 3.优点 扩大了供热范围，应用最为普遍。
水泵电耗省。
2.散热器的tpj高，同样Q，节省散热器面积。
蒸汽在散热器内在定压下凝结放热，热媒温度为该压力下的饱和温度。平均温度高。
3.有相态变化，状态变化大 相态变化大，输送过程密度变化大，在凝结水管路中易出现二次蒸汽，管路内流动 复杂
4.热惰性小，适用于间歇供暖。
热得快，冷得快（适用于影剧院观众厅）；热水系统水的贮热能力大，热惰性大。
前的蒸汽表压力；
当疏水器安装在凝水干管末端时，P1＝0.7×Pb，此处Pb表示该供热系统的 入口蒸汽表压力。
（2）疏水器后的出口压力P2：为保证疏水器正常工作，必须保证疏水器有
一个最小的压差ΔPmin，亦即在疏水器前压力P1给定后，疏水器后的压力P2不 得超过某一最大允许背压P2max值。通常，P2 0.5P 1 为疏水器后的设计倍压值。
（a）
（b）
（c）
（d ）
（ e）
（f）
图5-10 疏水器的安装方式
5. 疏水器的选择计算 选择依据：疏水量、工作压力、凝结水温度、疏水后的背压；接口管径、 安装条件等 （1）疏水器排水量的计算
G 0.1Ap d 2 P
G—疏水器的排水量，kg/h；AP—疏水器的排水系数；d—疏水器的排水阀孔直径，mm
二、高压蒸汽供暖系统的特点
1. 供汽压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程管道热损失也大。对同
样的负荷，所需管径小，但如果沿途凝水排泄不畅时，会产生严重的水击 2. 散热器内蒸汽压力高，表面温度也高，对同样的热负荷，所需散热面积
少，但易堂少人和烧焦落在散热器上的有机尘，卫生和安全条件较差
3. 凝水温度高，容易产生二次蒸汽。可设置二次蒸发箱对凝水管道中蒸汽 二次利用
C.温调式疏水器
3. 疏水器的要求
（1）性能方面:在单位压降下的排凝水量较大，漏汽量要小，能顺利的排除
空气，对凝水的流量、压力和温度的波动适应性强。 （2）结构方面：结构简单，活动部件少，便于维修，体积小，金属耗量少。
（3）使用寿命长。 4. 疏水器与管路的连接方法
疏水器多为水平安装。与管路的连接方式见图5-10
第二节 低压蒸汽供暖系统
一、重力回水系统
1. 工作原理
在系统运行前，锅炉充水至
Ⅰ―Ⅰ面。锅炉加热后产生的蒸汽， 在其自身压力作用下，克服流动阻 力，沿供汽管道输进散热器内，并 将积聚在供汽管道和散热器内的空 气驱入凝水管，最后，经连接在凝 水管末端的空气管排出。蒸汽在散 热器内冷凝放热。凝水靠重力作用 沿凝水管路返回锅炉，重新加热变 成蒸汽，继续循环。
3. 重力回水低压蒸汽供暖系统的特点 优点：系统型式简单，无凝水箱、凝水泵，运行时不消耗电能，适用于小
型系统。
缺点：供暖系统作用半径不能过大。 当系统作用半径较大，供汽压力较高（表压高于20KPa)时，一般采用机
械回水系统。室内系统的作用半径一般控制在50m以内，若超过50m，可
通过调整入口或分支点的位置来解决，多分成几个小系统。
在实际运行过程中，为了避免未凝结
的蒸汽窜入凝水管，可在每个散热器 出口或在每根凝水立管下端安装疏水
器。
2. 排空气及防止真空。当停止供汽时，散热器和管路内会出现一定的真空度， 应打开空气管的阀门，使空气通过干凝水干管迅速进入系统，以免空气从系