热水与燃气供应.ppt
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1、郑 州 华 信 学 院建 筑 设 备(第7章 热水与燃气供应)主讲:李献胜,通过对本章学习后的要求:1、了解热水供应系统的分类和组成,热水用量标准及对水温和对水质的要求,燃气的种类、性质及常用供应方式。2、掌握热水供应管道系统的布置与敷设,燃气管道系统的组成及常用的燃气用具。7.1 热水供应一、室内热水供应(P99)1、热水供应系统的分类和组成1)热水系统的分类按照热水供应范围大小:局部热水供应系统 集中热水供应系统 区域性热水供应系统,1、局部热水供应(P99)优点:热水管路短,热损失小,造价低、设施简单、维护管理方便灵活;缺点:要用水设备尽量靠近设有炉灶的房间(1)利用炉灶炉膛加热热水的供
2、应方式 适用:单户或单个房间(如卫生所的手术室),家 用 炉 灶,(2)小型单管快速加热和汽水直接混合的加热方式 适用:室外有蒸汽管道、室内仅有少量卫生器具使用热水。缺点:调节水温困难,(3)管式太阳能热水器的热水供应方式 缺点:冬季或阴雨天气效果较差,需要备有其他热源和设备 使水加热。,2、集中热水供应方式(P99)供水范围大、加热器及其他设备集中、加热效率高、热水制备成本低、设备容量小、使用较为方便舒适,但系统复杂、管线长、热损失大、投资较大,需要专门维护管理人员。室内热水管道系统形式(P102)(1)下行上给式全循环 适用:热水用水量大、要求高的建筑(2)上行下给式 适用:五层以上,并且
3、对热水温度的稳定性要求较高的建筑。缺点:不便维护和检修管道(3)上行下给半循环管网方式 适用:对水温的稳定性要求不高的五层以下的建筑物,比全 循环方式节省管材(4)不设循环管道的上行下给管网方式 适用:浴室、生产车间等建筑物内。节省管材,但每次供应热水前需要排泄掉管中的冷水。,3、区域热水供应系统(P99)便于热能热能的综合利用和集中维护管理,有利于减少环境污染,可提高热效率和自动化程度,热水成本低;供水范围大,安全性高,管网复杂,热损失大,一次性投资大。二、热水系统的组成(P99)热水系统由第一循环系统和第二循环系统组成。由热源、水加热器和热媒管网组成第一循环系统。由热水配水管网 和回水管网
4、组成第二循环系统。1)工作流程:锅炉生产的蒸汽经热媒管送入水加热器加热冷水 加热器中的热水由配水管送到各个用水点 蒸汽凝结水由凝结水管排至凝水池 锅炉用水由凝结池供给 水加热器中所需冷水由给水系统供给,2)热水系统的组成图,三、室内热水管道的布置和敷设(P102)1、布置方式(1)明装 使管道尽可能的布置在卫生间、厨房或非居住人的房间。(2)暗装 不得埋于地面下,多敷设于地沟内、地下室顶部、建筑物 最高层的顶部,或沿墙、柱敷设,也可敷设在管道井内及预 留沟槽内。2、布置原则(1)管道穿墙、楼层时应设套管;(2)适当的位置应加设阀门,便于调节和检修;,(3)考虑补偿,装自然补偿管道或装足够的管道
5、补偿器;(4)所有的热水横管,均应有不小于0.003的坡度,以便排 气和泄水。,圆形纤维补偿器,热水立管与水平干管的连接方式,右图中:1吊顶;2地板或沟盖板;3配水横管;4回水管。,非金属补偿器 通用型补偿器,大拉杆补偿器,通用型补偿器,四、热水供应系统的控制附件(P100)1、自动温度调节器 热水供应系统控制热水温度,常采用自动温度调节器。,2、疏水器作用:阻气排水设置在以蒸汽为热媒间接加热的凝结管道上。右图为偏心热动力式疏水器。它是利用进入阀体的蒸汽和凝结水,对阀片两边产生压力差而升降阀片达到排水阻汽作用。,3、减压和节流阀,减压阀安装在热媒进管上.节流阀安装在热水供应系统的回水管道上.热
6、水加热器所需蒸汽压力一般小于490105,当热媒蒸汽压力远大于水加热器所需的蒸汽压力,通过减压阀把压力减到需要值。,减压阀的选择方法,热媒为蒸汽一般按下式计算,求得减压阀的工作孔口截面后,由产品样本确定其型号,f 减压阀工作孔口的截面积(cm2)G0 蒸汽流量(kg/h)q0 通过每cm2孔口截面的理论流量(蒸汽)(kg/h),4、自动排气阀,为排除上行下给式干管中热水散发出来的气体,保证管道系统内热水畅通。,5、自然补偿管道和伸缩器,五、饮水供应的计算(补充)饮用水的水量可安下表用水定额和小时变化系数选用:,饮用水量计算公式,设计最大小时饮用水量计算公式,qEmax设计最大饮用水量(L/h)
7、Kh小时变化系数qE饮用水量TE每日供应饮用水时数,六、热水的水质和水温要求(P101)(1)热水的水质要求 生产用热水的水质标准符合生产工艺要求的标准,而生活用热水的水质标准除应符合我国现行的生活饮用水卫生标准外,对集中的热水供应系统加热前水质是否需要软化处理,应根据水质、水量、使用要求等因素进行技术经济比较确定。一般情况下热水供应系统按65水温计算时,水量较小,如用水量小于10m3可不进行软化处理。如果经过实践证明,该地区使用磁化器软化水有效时,可在水加热器或锅炉冷水进水管上安装磁水器。,(2)水温的要求我国规范规定:冷水温度:当地最冷月平均水温热水锅炉和水加热器的出水温度75最不利配水点
8、的最低水温:供洗涤时应不低于60供应浴盆时不低于55,加热设备出口与最不利配水点温度差15,生活用热水的水温一般为2560。,七、饮水供应方式(补充),室内饮水供应,包括开水、凉开水和凉水供应三大类开水温度通常按100 C考虑,其水质符合国家现行的生活饮用水水质标准根据热源的具体情况,开水供应可分为:分散供应 集中供应1、集中供应方式 耗热量小,节省燃料,便于操作管理,投资省,但饮用不方便,饮用温度不保证。,热 水 炉,2、分散供应方式 使用方便,可保证饮水点的水温,但不便集中管理,投资较高,耗热量较大。3、凉开水供应系统 必须保证水质和饮用安全,防止污染。,冷 却 器,开 水 机,气体燃料优
9、点:热效率高,燃烧温度高,火焰调节方便,易实现 燃烧系统自动化,无灰渣,管道输送。缺点:有毒,易燃爆炸。一、燃气的种类和性质(P103)城市民用和工业用燃气是由几种气体组成的混合气体,包括可燃和不可燃气体。可燃气体包括碳氢化合物、氢、一氧化碳;不可燃气体包括二氧化碳、氮和氧等。燃气种类很多,城市用气主要有人工煤气、液化石油气和天然气。1.天然气 天然气是从地下直接开采出来的可燃气体。天然气一般可分为四种:从气井开采出来的气田气,或称纯天然气;伴随石油一起开采出来的石油气,也称石油伴生气;含石油轻质馏分的凝析气田气;从井下煤层抽出的煤矿矿井气。,7.2 燃气供应,一般纯天然气的可燃成分以甲烷为主
10、,还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。天然气的发热值为3349441868/,是一种理想的城市气源。天然气可以管道输送,也可以压缩成液态运输和贮存,液态天然气的体积仅为气态天然气的1/600。天然气通常没有气味,所以在使用时需混入无害而有臭味的气体(如乙硫醇),以便易于发现漏气的情况,避免发生中毒或爆炸等事故。2.人工煤气 人工煤气是将煤、重油等矿物燃料通过热加工而得到的。通常使用的有干馏煤气(如焦炉煤气)和重油裂解气。(1)固体燃料干馏煤气将煤放在专用的工业炉中,隔绝空气,从外部加热,分解出来的气体经过处理后,可分别得到煤焦油、氨、粗萘、粗苯和干馏煤气。剩余的固体残渣即
11、为焦炭。用于干馏煤气的工业炉有炼焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等,一般都采用炼焦炉,其干馏煤气称为焦炉煤气,它的主要成分是甲烷和氢气。,(2)固体燃料气化煤气将煤或焦炭放入煤气发生炉,通入空气、水蒸气或两者的混合物,使其吹过赤热的煤(焦)层,在空气供应不足的情况下进行氧化和还原作用,生成以一氧化碳和氢为主的可燃气体,称为发生炉煤气。由于它的热值低,一氧化碳含量高,因此不适合作为民用煤气,多供工业用。(3)油制气将重油在压力、温度和催化剂的作用下,使分子裂变而形成可燃气体,这种气体经过处理后可分别得到煤气、粗苯和残渣油。重油裂解气也叫油煤气或油制气。(4)高炉煤气它是冶金炼铁时的副产气,其主要成
12、分是一氧化碳和氮气。人工煤气具有强烈的气味及毒性,含有硫化氢、萘、苯、氨、焦油等杂质,容易腐蚀及堵塞管道,因此,人工煤气需加以净化后才能使用,并用贮气罐气态贮存或管道输送。供应城市的人工煤气要求发热值在14654/以上。一般焦炉煤气的发热值为1758518422/,重油裂解气的发热值为1674720515/3。,3.液化石油气 液化石油气是在对石油进行加工处理过程中(例如常减压蒸馏、催化裂化、铂重整等)作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。液化石油气是多种气体的混合物,其中主要是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯,它们在常温常压下呈气态,当压力升高或温度降低时很容易转变为液态,便于贮存和运输。液化气的发热值
13、通常为83736113044/3。二、城镇燃气供应方式(P104)城市燃气的供应目前有两种方式:一种是瓶装供应,它用于液化石油气,且距气源地不远,运输方便的城市;另一种是管道输送,它可以输送液化石油气,也可以输送人工煤气和天然气。这里主要介绍民用建筑室内燃气的管道系统。1.管道输送燃气街道燃气管网一般都布置成环状,以保证供气的可靠性,但投资较大;只有边远地区才布置成枝状,它投资省,但可靠性差。庭院燃气管网常采用枝状。庭院燃气管网是指从燃气总阀门井开始至各建筑物前的用户外管路。,燃气在输送过程中要不断排出凝结水,因而管道应有不小于0.003的坡度坡向凝水器。凝水器内的水应定期用手摇泵排除。凝水器
14、设在庭院燃气管道的入口处。燃气管网一般为埋地敷设,也可以架空敷设。一般情况不设管沟,更不准与其他管道同沟敷设,以防燃气泄漏时积聚在管沟内引起火灾、爆炸或中毒事故。埋地燃气管道不得穿过其他管沟,如因特殊需要必须穿越时,燃气管道必须装在套管内。埋地燃气管道穿越城市道路、铁路等障碍物时,燃气管应设在套管或管沟内,但套管或管沟要用砂填实。埋地燃气管道要做加强防腐处理,在穿越铁路等杂散电流较强的地方必须做特加强防腐,以抗御电化锈蚀。当由城市中压管网直接引入庭院管网,或直接接入大型公共建筑物内时,需设置专用调压室。调压室内设有调压器、过滤器、安全水封及阀门等。调压室宜为地上独立的建筑物,其净高不小于3 m
15、,屋顶应有泄压措施。调压室与一般房屋的水平净距不小于 6m,距重要的公共建筑物不应小于25 m。,1)按用途分类燃气管道按用途分为长距离输气管线、城市燃气管道和工业企业燃气管道。长距离输气管线的干管及支管末端连接城市或大型工业企业,作为供应区的气源点。城市燃气管道包括街区和庭院分配管道、用户引入管和室内燃气管。2)按输气压力分类我国城市燃气管道根据输气压力一般可分为:(1)低压燃气管道:P0.01 MPa;(2)中压B燃气管道:0.01 MPaP0.2 MPa;(3)中压A燃气管道:0.2 MPaP0.4 MPa;(4)次高压B燃气管道:0.4 MPaP0.8 MPa;(5)次高压A燃气管道:
16、0.8 MPaP1.6 MPa;(6)高压B燃气管道:1.6 MPaP2.5 MPa;(7)高压A燃气管道:2.5 MPaP4 MPa。居民和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气,中压B和中压A管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压管道、中压管道、工业企业、大型建筑用户或锅炉房供气。3)调压器以城市供气为中压管,而使用压力为低压的居民或一般公共建筑用户,进户前应设置调压站、调压柜或专用调压装置,将中压管调为低压管。调压器按用途和使用对象可分为区域调压器、专用调压器和用户调压器;按进出口压力分为低低压、中低压、中中压、高低压、高中压和高高压调压器;按结构形式可分为浮筒
17、式和薄膜式。图为调压器工作原理示意图。,图调压器工作原理图,用户调压器适合在建筑物入口安装,供用气量不大的工业或民用建筑用户使用,可将用户和中压管直接连接,便于整栋楼调压。可用薄膜式调压器,其特点是体积小、质量轻,可安装在箱式调压装置中。(1)调压装置设置的位置要求 当气候条件和周围环境允许时,调压装置宜露天设置,但应设围墙、护栏或车挡。设置在地上的单独调压箱(悬挂式)内时,对居民和商业用户,燃气进口压力不应大于0.4 MPa,对工业用户(包括锅炉)则不应大于0.8 MPa。设置在地上的单独调压柜(落地式)内时,燃气进口压力不宜大于1.6 MPa。设在地上单独建筑物内,或当条件限制不能在地上,
18、且燃气进口压力不大于0.4 MPa时,可设在单独构筑物内或地下单独的箱内,且应符合城镇燃气设计规范(GB 500282006)和建筑设计防火规范(GBJ 1687)中的有关对调压站的建筑设计的规定。液化石油气和相对密度大于0.75的燃气调压装置,不得设在地下室、半地下室和地下单独的箱内。(2)单独用户的专用调压装置设置的其他要求 居民和商业用户燃气进口压力不大于0.4 MPa,或工业用户(包括锅炉)不大于0.8 MPa时,可设在用气建筑专用单层毗连建筑物内,但应与相邻建筑用无门窗和洞口的防火墙隔开,与其他建筑水平净距应符合表(见P248)的规定。当调压装置进口压力不大于0.2 MPa时,可设在
19、公共建筑顶层房间内,但应靠建筑外墙,且不得布置在人员密集房间的上面或贴邻。,当调压装置进口压力不大于0.4 MPa,且调压器进出口管径不大于DN100时,可设在用气建筑平屋顶上,但调压装置与建筑烟囱水平净距不得小于5 m。当调压装置进口压力不大于0.4 MPa时,可设在单层建筑的生产车间、锅炉房和其他工业生产用气房间内。当调压装置进口压力不大于0.8 MPa时,可设在单独、单层建筑的生产车间、锅炉房内,但调压器的进出口管径不应大于DN80。(3)调压箱与调压柜的设置 落地式调压柜底距地坪高度宜为300 mm,且应有单独的基础。悬挂式调压箱箱底距地高度宜为1.01.2 m;调压器至建筑物的门、窗
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