电子教案01《物业设备设施》(于孝廷)第五讲(下)

3-4热源重点与难点本节重点•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。本节难点•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。热源热网热用户三部分组成供热系统由热电厂锅炉房地热能太阳能核能工业余热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。1、热电厂即考虑到实际动力循环，凝汽电站效率：40％。热电站效率：75～80％。热电厂：两种能量联合生产的电厂常称为热电厂热电分产：发电厂生产电（纯凝式电厂），锅炉房生产热能的方式。热电联产：既生产电力又生产热能的联合生产。热电联产具体方式：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。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2.在供热的同时还要保证必须一定数量的电能。•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2、锅炉房分类:按燃料分燃媒燃气燃油电锅炉按热媒分热水锅炉蒸汽锅炉按热媒炉内循环方式分自然循环（大循环）强制循环（小循环）按热媒分水管锅炉水-火管组合锅炉单、双锅筒多个锅筒区域锅炉房•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，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。因此，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）采用蒸汽定压一蒸汽锅炉工矿企业用之较多。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;2.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。蒸汽锅炉房集中制备热水方式：采用集中热交换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汽-水两用锅炉集中汽-水换热站优点：1.系统的热能利用率高，节约能源2.凝结水回收率高，水质易于保证，因而能较大地减少水处理设施的投资和运行费用。3.换热站设在锅炉房附近，管理方便，运行也安全可靠。1.建筑和设备的投资较大2.与利用热水锅炉直接制备热水的型式相比蒸汽锅炉需要定期和连续排污，热损失较大。缺点：集中汽-水换热站蒸汽锅炉房内设置集中热交换站的供热系统示意图1-蒸汽锅炉；2-分汽缸；3-减压阀；4-凝结水箱；5-蒸汽-水换热器；6-凝结水冷却器；7-热水网路循环水泵；8-热水网路补给水泵；9-锅炉给水泵；10-疏水器蒸汽喷射系统（膨胀水箱定压）蒸汽喷射系统示意图（利用膨胀水箱定压）1-蒸汽锅炉；2-分汽缸；3-蒸汽喷射器；4-热用户；5-给水箱；6-给水泵；7-除污器；8-膨胀水箱蒸汽淋水热交换淋水器定压ⅠⅠⅡⅡ蒸汽锅炉房设置淋水式换热器的示意图1-蒸汽锅炉；2-减压阀；3-淋水式换热器；4-混水器；5-网路循环水泵；6-除污器；7-补水压力调节器；8-补给水泵；9-锅炉给水箱；10-锅炉给水泵；11-淋水式换热器的下部蓄水箱；12-淋水盘；13-电磁阀二热水锅炉热水锅炉集中供暖定压方式高压水箱定压采用补水泵连续补水间歇补水有旁通管无旁通管采用气体定压采用蒸汽定压广泛应用于民用，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1-热水锅炉；2-集气罐；3-供水管总阀门；4、5、6-止回阀；7-除污器；8-回水管总阀门；9-放水阀；10-补水压力调节器；11-补给水泵；12-补给水箱；13-网路循环水泵；14-旁通泄压阀双泵系统示意图双泵系统示意图1-锅炉循环水泵；2-网路循环水泵；3-热水锅炉；4-旁通管；5-除污器；6-补水压力调节器；7-补给水泵；8-水处理装置；9-旁通管补给水水质的要求A.热电厂热源溶解氧≤0.1mg/l总硬度≤0.7mg/l悬浮物≤5mg/lPH（25℃）7～8.5B.锅炉房热源1.若采用炉外化学处理时，要求同上2.若tg≤95℃时，可采用炉内加药水质总硬度≦6mg/l悬浮物≦20mg/lPH＞7氮气定压方式原理图：ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅡ氮气定压方式的原则性系统图1-氮气瓶；2-减压阀；3-排气阀；4-水位控制器；5-氮气罐；6-热水锅炉；7、8-供、回水管总阀门；9-除污器；10-网路循环水泵；11-补给水泵；12-排水阀的电磁阀；13-补给水箱采用蒸汽罐定压的系统示意图（a）采用蒸汽膨胀罐的图式（b）采用蒸汽加压罐的图式1-热水锅炉；2-水位控制器；3-蒸汽罐；4、5-供、回水总阀门；6-除污器；7-网路循环水泵；8-补给水泵；9-补给水箱；10-蒸汽减压阀；11-锅炉出水管总阀门；12-混水器；13-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：1.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烧设备简单，辅助设备少，操作管理简单，自动化控制程度高。3.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、安装、运行与维修都比较简单，基建投资、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•燃气锅炉柴油重油一般用于中小型锅炉房常作为电厂锅炉的燃料天然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1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-冷却塔；5-冷却（加热）盘管；6-冷水（热水）泵；7-蒸发器；8-冷剂泵；9-冷却水泵；10-吸收器；11-溶液泵；12-低温热交换器；13-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。3、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。根据余热的载体分气态液态固态可燃气体、高温烟气、乏汽等从工业炉或其它设备派出的冷却水等焦炭、铸锭或熔渣所带有的物理热等特点1.其数量和参数直接受生产工艺影响，波动较大，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非洁净的载能体。焦炉冷却水的供热系统示意图1-一段初冷器；2-二段初冷器；3-冷却水循环泵；4-冷却塔；5-旁通管路及阀门；6-热水网路循环水泵；7-补水调节器；8-补给水泵4、地热水供热低温＜40℃中温40～60℃高温60～100℃过热＞100℃按地热水温度分按地热能的利用方式分直接利用间接利用特点1.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3.一次利用，地热水热能利用后被废弃•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。地热水直接利用示意图1-开采井；2-抽水泵；3-供暖系统地热水间接利用示意图1-开采井；2-抽水泵；3-地热水-水换热器；4-高峰热源；5-供暖热用户，6-除污器；7-补给水泵；8-补水压力调节器；9-回灌井；10-供暖系统循环水泵5、核能供热特点：三环回路确保安全即堆内自然循环中间环热网环1P2P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3P6、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能供热。间接利用可分为太阳能蓄热——热泵联合供热等。（1）主动式太阳能供热•主动式太阳能供热系统如图7-31所示，系统由太阳能集热器，蓄热装置，用热设备，辅助热源及相关的辅助设备与阀门组成。主动式太阳能供热系统1-太阳能集热器；2-蓄热装置；3-室内采暖系统；4-室内生活热水设备；5-循环泵；6-辅助加热装置；7.8-三通阀；9.10.11.12.13.14-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，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、存储与分配太阳辐射，因而使建筑室内可以维持一定温度，达到采暖的目的。（3）太阳能——热泵式供热•夏季利用太阳能向地源、水源蓄热（取出的冷量用于房间空调），作为冬季采暖的热源，并通过热泵的原理，可大大的节约电能的消耗。主动式太阳能——热泵蓄热供热系统1-太阳能集热器；2-蓄热装置；3-蒸发器；4-压缩机；5-冷凝器；6-节流装置；7-室内采暖系统.8-土壤埋管换热器；9.10-循环泵；11-辅助加热装置；12.13-三通阀；14.15.16.17.18.18.20.21.22.23-阀门3-5换热器•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，按换热器热