第4章 蒸 汽 系 统
计数器电路4.1 概 述
华北电力大学-荆有印
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)
水：靠温度降低放出热量，无相变。
当热媒为饱和蒸汽时，在同样的下，，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；，，，所以。
(4)，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。
用电信息采集
(5)热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。
2．缺点
⑴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。
⑵易出现“跑、冒、滴、漏”问题。
⑶蒸汽压力与温度有关，而且压力变化时，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。
⑷蒸汽采暖系统用户室内温度波动大，间歇工作时有噪声。
⑸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。
⑹停汽时，易吸入空气，管道易受到氧腐蚀，使用寿命短。
⑺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）
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
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
①主要特点
供汽压力<0.07MPa，凝结水在有坡管道中依靠其自身的重力回流到热源。
②系统型式
如图4-2所示。有上供式和下供式。
③系统工作原理
锅炉运行前，锅炉上水至Ⅰ-Ⅰ平面（锅炉正常水位）。锅炉加热后产生蒸汽，压力升高。锅炉内的蒸汽在自身压力作用下，沿蒸汽管输送进入散热器，同时将积聚在供汽管道和散热器内的空气驱赶入凝结水，经连接在凝结水管末端B点的空气管排出。蒸汽在散热器内冷凝放热，凝结水靠重力作用返回锅炉，重新加热变成蒸汽。
锅炉停运时，锅筒和总凝水管处在Ⅰ脱蜡-Ⅰ水位。
锅炉运行时，在蒸汽压力作用下，总凝结水管内的水位升高h值,达Ⅱ-Ⅱ水位（h为锅筒蒸汽压力P折算的水柱高度)。
为使系统内空气能从B点出顺利排出，B点前的水平凝结水干管就不能充满水，其最低点应比Ⅱ-Ⅱ截面高出200-250mm。
系统工作时该管道断面上部充满空气，下部从满凝结水，凝结水靠重力流动。系统停止工作时，该管内充满空气。这种非满管流动的凝结水管称为干式凝结水管，这种回水方式被称为干式回水。
Ⅱ-Ⅱ截面以下的总凝水立管全部充满凝水管，凝结水满管流动，称为湿式凝结水管，这种回水方式被称为湿式回水。
图4-2 重力回水低压蒸汽采暖系统
(a)焊接三通上供式 (b)下供式
1-锅炉 2-蒸汽管 3-干式自流凝结水管 4-湿式凝结水管
5-空气管 6-散热 7-截止阀 8-水封
图(b)中水封8的作用：排除蒸汽管道沿途凝结水，以防止立管中的汽水冲击并阻止蒸汽窜入凝结水管。水平蒸汽干管应坡向水封，水封底部应设放水丝堵，用于排污和放空。
重力回水低压蒸汽采暖系统只适用于小型系统。
⑵机械回水低压蒸汽采暖系统
①主要特点
供汽压力小于0云朵制造机．07MPa，凝结水依靠水泵的动力送回热源重新加热。
②系统工作原理
图4-3为中供式机械回水低压蒸汽采暖系统原理图。
由蒸汽锅炉输送来的蒸汽沿蒸汽管输送进入散热器，散热后凝结水汇集到凝结水箱中，再用凝结水泵沿凝结水管送回热源重新加热。
水平凝结水干管仍为干式凝结水管。
图中的高度h用来防止凝结水泵汽蚀；逆止阀8用于防止凝结水倒流，保护水泵；疏水器11用于排除蒸汽管中的沿途凝结水以减轻系统的水击。
系统作用半径较大，适用于较大型系统。
图4-3 中供式机械回水低压蒸汽采暖系统
1-蒸汽管 2-凝结水管 3-回热源的凝结水管
4-空气管 5-通气管 6-凝结水箱 7-凝结水泵
8-止回阀 9-散热器 10-截止阀 11-疏水器
2．设计要点
(1) 供给散热器的蒸汽流量
蒸汽在散热器内冷凝放出汽化潜热，供给散热器的蒸汽流量为：
（码图4-1）
式中 --散热设备的设计热负荷，W；
--蒸汽流量，kg/s；
--蒸汽在凝结压力下的汽化潜热，kJ/kg。
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