1第一章流体输配管网型式与装置(讲稿)

1第一章流体输配管网型式与装置§1-1气体输配管网型式与装置一、通风空调工程型式与装置1．通风工程主要任务：控制室内空气污染物，保证良好的室内空气品质，并保护大气环境。分类：（1）排风系统：基本功能是排除室内的污染空气。（2）送风系统：基本功能是将清洁空气送入室内。2．空调工程空调系统两个基本功能：控制室内空气污染物浓度和热环境质量。空调系统的分类：（1）按空气处理设备放置的情况，分为：集中式系统、半集中式系统和分散式系统；（2）按负担室内负荷的介质，分为：全空气系统、空气—水系统、全水系统和制冷剂系统；（3）按集中式系统处理空气的来源，分为：直流式系统、封闭式系统和混合式系统。其中：混合式系统又可分为：一次回风系统和二次回风系统；（4）按风管内的风速大小，分为：高速风系统和低速风系统；（5）按送风管道的个数，分为：单风道系统和双风道系统；（6）按送风的流量是否变化，分为：定风量系统和变风量系统。3．装置与管件：（1）风机：空气系统的动力设备，常用的有：离心风机、轴流风机；（2）风阀：起控制、调节作用，可开关、调节和分配管路流量；同时具有控制和调节功能的风阀有：用在小截面风道的风阀：蝶式调节阀、菱形单叶调节阀、插板阀；用在大截面风道的风阀：平行式、对开式、菱形多叶式调节阀；用于管网分流、合流或调节旁通处风量的风阀：复式多叶调节阀、三通调节阀等；只有控制功能的风阀：止回阀、防火阀、排烟阀等。（3）风口：按功能分有：新风口、排风口、回风口、送风口等。按型式分有：散流器、格栅、条缝、百叶、喷口、孔板等。（4）管件：风道、三通、变径、四通等。（5）空气处理设备：空气过滤器、表面式换热器、喷水室、净化塔、加湿器等。二、燃气输配管网型式与装置1．燃气管网型式：（1）组成：由燃气供给设备（储配站、调压站等）、分配管道、用户引入管、室内管道室内燃气具等组成。（2）特点：燃气管道的气密性要求高，管道的材质要求高。（3）压力分级：我国城市燃气管道按《城镇燃气设计规范》(GB350023—93)的规定压力分级如下：①高压管道：压力为0.3～0.8MPa（3.0～8.0kgf/cm2）②次高压管道：压力为0.15～0.3MPa（1.5～3.0kgf/cm2）③中压管道：压力为5kPa～0.15MPa（0.05～1.5kgf/cm2）④低压管道：压力小于5kPa（500mmH2O）。2（4）分类：城市燃气输配管网根据所采用的压力级制不同，可分为：①一级系统：仅用低压或中压或次高压一个压力等级的管网；②二级系统：由低、中压两级或低、次高压两级管网组成；③三级系统：由低、中(或次高)、高三级压力管网组成；④多级系统：由低、中、次高和高压，甚至更高压力的多级压力管网组成。各级压力从高到低必须经过调压室降压。2．管网装置：（1）储配站：功能：①储存必要的燃气量用以调峰；（储）②使多种燃气进行混合保证用气组分均衡；（配）③将燃气加压以保证每个燃气用具前有足够的压力。（加压）（2）调压站功能：①将输气管网的压力调节到下一级管网或用户需要的压力；②保持调节后的压力稳定。分类：①区域调压站，用于区域性用气调压；②专用调压站，用于工业、公用事业用户专用调压；③箱式调压装置，用于少量居民用户、小型工业、公用事业用户调压(楼栋调压)。组成：①调压器：一个降压稳压装置，是调压站的核心设备；②阀门：主要有闸阀、旋塞、截止阀、球阀、蝶阀等；③过滤器：压降不得超过10kPa，压降过大时应清洗；④安全装置：有安全阀、监视器装置和调压器并联装置；⑤旁通管：为保证调压站维修时不间断供气，需在调压室内设有旁通管；⑥测量仪表：调压器的入口安装指示式压力计，出口安装自记式压力计，自动记录调压器出口瞬时压力。三、其他气体输配管网型式与装置1．压缩空气管网系统组成：压缩空气站、室外压缩空气压缩机、后冷却器、储气罐、空气管道等。其中：压缩空气站是压缩空气的气源，一般有空气压缩机、后冷却器、储气罐和干燥装置等组成。2．氧气管网系统氧气管网系统按氧气压力不同，可分为下列三种：(1)低压氧气管网系统，氧气压力PN＜1.6MPa；(2)中压氧气管网系统，氧气压力PN＝1.6～3.0MPa；(3)高压氧气管网系统，氧气压力PN＞10Mpa。管网型式：枝状和辐射状两种。3．乙炔管网系统型式：枝状单管系统。根据乙炔爆炸试验结果，乙炔管道的管径极限规定如下：(1)乙炔工作压力P＝0.007～0.15MPa时的中压乙炔管道的内径不应超过80mm；(2)乙炔工作压力P＝0.15～2.5MPa时的高压乙炔管道内径不超过20mm。当乙炔消耗量较大，总管内径超过上述规定的管径极限时，可以采用辐射状管道系统或双管系统。4．氢气管网系统（氢气作为熔炼石英光学玻璃和加工石英器皿等的燃料）型式：一般为枝状。3供应方式：管道输送（耗量大）、瓶装输送（耗量小）。5．二氧化碳管网系统型式：一般为枝状。上述气体输配管网的工作压力如表1-1-1所示。§1-2液体输配管网型式与装置一、供暖空调冷热水管网型式与装置（室内热水管路）1．供暖空调冷热水管网型式（1）按循环动力可分为：①重力(自然)循环系统：靠供回水的密度差进行循环。特点：装置简单，运行无噪声，不耗电能，但其循环动力小，管径大，作用范围小，通常只在单幢建筑中采用。②机械循环系统：靠机械能（水泵）进行循环。特点：消耗电能、水泵运行有噪声，循环动力大，适合大而复杂的管网。按循环动力分类的热水供暖系统如图1-2-0所示。（2）按水流路径可分为：①同程式系统：各并联环路的管路总长度基本相等。特点：各用户的水阻力大致相等，流量分配易满足要求，但初投资较大。②异程式系统：各并联环路的管路总长度不相等。特点：异程式水系统管路简单，不需采用同程管，系统投资较少，但水量分配、调节较难。室内供暖管网输配型式如图1-2-1所示。（3）按流量变化可分为：①定流量系统：系统中的循环水量保持定值，负荷变化时，可通过改变供回水温度进行调节。②变流量系统：系统中供回水温度保持定值，负荷改变时，通过改变供水量来调节。（4）按水泵设置可分：①单式泵水系统：冷、热源侧和负荷侧只用一组循环水泵，这种水系统不能调节水泵流量，不能节省水泵输送能量。②复式泵水系统：冷、热源侧和负荷侧分别设置循环水泵，可以实现负荷侧水泵变流量运行，能节省输送能耗，并能适应供水分区不同压降的需要，系统总压低。（5）按与大气接触情况可分为：①开式水系统：水系统与大气相接触，水泵需克服系统静水压头，耗电较大。②闭式水系统：不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱；水泵不需克服系统静水压头，耗电较小。2．装置（1）膨胀水箱作用：贮存膨胀水量、定压、排气。位置：对于重力循环系统，接在供水总立管的顶端。对于机械循环系统，接在循环水泵的入口处。膨胀水箱与机械循环系统的连接方式如图1-2-4所示。容积的确定：CmaxPVtV式中：PV——膨胀水箱的有效容积，L；4——水的体积膨胀系数，＝0.006L/℃；CV——系统内的水容量，L；maxt——系统内水受热和冷却时水温的最大波动值，℃，一般以20℃水温算起。（2）排气装置：分为手动和自动两种。常见的主要有集气罐、自动排气阀和冷风阀等几种。位置：设在系统各环路的供水干管末端的最高处。集气罐安装位置如图1-2-5所示。（3）散热器温控阀散热器温控阀是一种自动控制散热器散热量的设备，通过感温元件控制阀门开度，阻力较大，阀门全开时，阻力系数ξ=18.0左右。（4）分水器、集水器连接总管和多个并联支管道的设备，有一定程度的均压作用，有利于流量分配和调节、维修和操作。分水器、集水器管径可按并联接管的总流量通过时的断面流速为1.0～1.5m/s确定，最大不宜超过4m/s。分水器和集水器的示意图见图1-2-2。（5）过滤器设在水系统中的水泵、换热器、孔板等设备的入口管道上，以防止杂质进入，污染或堵塞设备，并需定期及时检查清洗。（6）阀门控制和调节流量。（7）换热装置各种换热器、风机盘管等。二、室外热水供热管网型式与装置1．型式（1）枝状管网：适用于供热范围较小的热网系统，如图1-2-6a、图1-2-6b。（2）环状管网：一般由几个热电厂和一些区域锅炉房组成的供热系统，如图1-2-6c。环状管网较为复杂，自动化控制要求高，投资增大。2．管网附件（1）管件：管道、三通、弯头等。（2）阀门：①截止阀：直通式、直角式和直流式（斜杆式），适用于DN≤200mm，严密性好，阻力大。②闸阀：有楔式与平行式，单板与双板式。适用于DN200mm，严密性差，阻力小。③蝶阀：阀体小，流动阻力小。④止回阀：防止介质倒流，利用流体动力开启阀门，分为旋启式和升降式两种。⑤调节阀：手动、自动调节流量。（3）放气、排水装置在坡度向下的管道向上转弯处应设排水装置——泄水阀；在坡度向上的管道向下转弯处应设排气装置——放气阀。（4）补偿器为了补偿管道因温度变化的热伸缩而引起的管道变形或破坏而设置。有：自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器（利用管道的位移变形来吸收热伸缩）套筒补偿器、球形补偿器（利用补偿器材料的变形来吸收热伸缩）3．室外热水管网与用户的连接方式与装置5室外热水管网一般分为：直接连接：热网的循环水部分地或全部地直接进入热用户管网。间接连接：热网的循环水仅作为热媒，通过间接换热设备供给热用户热量。循环水不进入热用户管网，热网有自己的闭式循环水系统。（1）直接连接方式：1）无混合装置的直接连接2）装水喷射器的直接连接3）装混合水泵的直接连接（2）间接连接方式：（通过表面式间接换热器传递热量）表面式间接换热器有：容积式换热器、板式换热器作业：看懂书中这部分图示。三、建筑给水管网型式与装置1．一般建筑给水管网（室内自来水系统）水量、水压满足要求。（1）型式①直接给水管网：适用于室外给水管网的水量、水压在一天内均能满足用水要求的建筑,见图1-2-12b。②设水箱的给水管网：适用于室外给水管网供水压力周期性不能满足的建筑，见图1-2-13b。③设水泵的给水管网：适用于室外给水管网的水压经常不能满足的建筑，见图1-2-14b。④设水泵和水箱的给水管网：适用于室外给水管网压力低于或经常不能满足室内给水所需的水压，且室内用水不均匀的建筑，见图1-2-15b。⑤气压给水管网：适用于室外给水管网压力低于或经常不能满足室内给水管网所需水压，见图1-2-16a、图1-2-16b。⑥分区给水管网：适用于室外给水管网的压力只能满足建筑下层供水要求，见图1-2-17b。⑦分质给水管网：根据不同用途所需的不同水质，分别给水，见图1-2-18。（2）装置①水表节点：是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。②配水装置和用水设备：常用配水龙头（球形阀式配水龙头）、卫生器具和生产消防等用水设备。③给水附件：各类阀门：截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、液位控制阀等。④增压和贮水设备：水泵、气压给水设备、水池和水箱等。2．室内消火栓给水管网（1）型式①室外给水管网直接供水的消防给水管网：室外给水管网在任何时候均能满足室内消火栓给水系统所需的水量、水压要求时采用。该方式中消防管道有两种布置形式：一种是消防管道与生活(或生产)管网共用；另一种是消防管道单独设置。②设水泵、水箱的消火栓给水管网：室外给水管网的水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求时采用。水箱由生活泵补水，贮存10min的消防用水量，火灾发生时先由水箱供水灭火。（2）装置消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵等装置组成。6①消火栓装置：由水枪、水带和消火栓组成，安装于消火栓箱内。②水泵接合器：建筑消防给水系统中均应设置。水泵接合器是连接消防车向室内消防给水系统加压供水的装置，一端由消防给水管网水平干管引出，另一端设于消防车易于接近的地方。③消防管道④消防水池：用于无室外消防水源情况下，能贮存火灾持续时间内的室内消防用水量。消防水池可设于室外地下或地面上，也可设在室内地下室，或与室内游泳池、水景水池兼用。根据各种用水系统的供水水质要求是否一致，