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1、 I 中国矿业大学银川学院 本 科 毕 业 设 计 （届）题 目 室内低压蒸汽供暖系统设计 系 别 专 业 年 级 学生姓名 指导教师 年 月 日 II 室内低压蒸汽供暖系统设计 摘要 蒸汽是暖通空调空调系统中常用的热媒之一。在暖通空调中除了用于供暖之外，还用于通风、空调、制冷和热水供应。蒸汽供热系统是指城市集中供热系统中用水为供热介质，以蒸汽的形态，从热源携带热量，经过热网送至用户。凝结水回收器具有五个创造性:除污装置、自动调压装置、汽蚀消除装置、水泵最佳流态和自控。在保证正常回水的情况下，适当提高调压装置的特制阀门压力，一是有利于闪蒸在容器内的二次凝结，回收二次汽;二是二次汽向水面施压，保
2、证水泵防汽蚀必需的正压水头;三是形成闭式压力系统，保证设备及管道内无氧腐蚀。供热系统易于迅速启动;在换热设备中传热效率较高。但蒸汽在输送和使用过程中热能及热介质损失较多，热源所需补给水不仅量大，而且水质要求也比热网补给水的要求高。蒸汽供热管网的系统节能技术。关键词：低压蒸汽供暖；工作形式；工作原理及设计 1 目录 一、双管上供下回式低压蒸汽供暖系统.2 1.散热器的供汽压力应符合要求.3 2.合理地设置疏水器.4 3.顺利排除系统内的空气.4 4.双管下供下回式低压蒸汽供暖系统.5 5.双管中供式低压蒸汽供暖系统.5 6.单管上供下回式低压蒸汽供暖系统.6 二、低压蒸汽供暖系统的凝结水回收方式
3、.6 1.重力回水系统.6 2.机械回水系统.8 三、蒸汽供暖系统的附属设备.9 1.疏水器.9 2.疏水器的选择计算.9 3.低压蒸汽系统概述.12 4.低压蒸汽冷凝液系统存在的问题.15 四、参考文献.16 五、致谢.17 2 一、双管上供下回式低压蒸汽供暖系统 图 1 是双管上供下回式系统，该形式是低压蒸汽供暖系统经常采用的一种形:式。从锅炉产生的低压蒸汽经分汽缸分配到管路系统。蒸汽在自身压力的作用下，克服流动阻力经室外蒸汽管、室内蒸汽主管、蒸汽干管、立管和散热器支管进入散热器内。蒸汽在散热器内放出汽化潜热变成凝结水。凝结水从散热器流出后，经凝结水支管、立管、干管进入室外凝结水管网流回锅
4、炉房内凝结水箱，再经凝结水泵注入锅炉，重新被加热变成蒸汽送入供暖系统。图 1 双管上供下回式低压蒸汽供暖系统 1 室外蒸汽管 2 室内蒸汽主管 3 蒸汽干管 4 蒸汽立管 5 散热器 6 凝结水立管 7 凝结水干管 8 室外凝水管 9 凝结水箱 10 凝结水泵 11 止回阀 12 锅炉 13 分汽缸 14 疏水器 15 空气管 图 2 该系统正常工作的条件如下:1.散热器的供汽压力应符合要求 蒸汽供暖系统散热器内蒸汽和空气是交替存在的。供汽之前，散热器内充满空气。供汽后，一定压力的蒸汽克服阻力进入散热器，将散热器内的空气排出去。如果供汽压力符合要求，如图 2(a)所示，进入散热器的蒸汽量恰好能
5、被散热器表面冷凝成水，散热器内全部充满蒸汽，空气能完全排净，散热器内壁上形成一-层凝水薄膜。而且凝水能及时顺利地流出，不在散热器内积留，此时散热器表面温度和放热量都能达到要求。在该系统供汽立管中，凝结水与蒸汽逆向流动，运行时容易产生噪声，特别是系统刚开始运行时，因凝结水较多容易发生水击现象。在实际运行中，为了防止供汽压力过高时，未凝结的蒸汽窜入凝结水管，并且能顺利排除管路沿途和散热设备内的凝结水，避免出现水击现象，低压蒸汽供暖系统一般在分气缸的下部、蒸汽管路可能积水的低点处、每组散热器的出口或每根立管的下部设置疏水器。3 图 2 蒸汽在散热器内放热情况 1 蒸汽 2 凝水 3 空气 如果供汽压
6、力较高，如图 2(a)所示，供汽量超过了散热器的凝结能力，便会有未凝结的蒸汽窜入凝水管,散热器表面温度和放热量超过设计要求,造成房间过热。如果供汽压力较低，如图 2(b)所示，进入散热器的蒸汽量减少，不能将散热器内的空气完全排净，由于低压蒸汽的密度比空气小，低压蒸汽将只占据散热器的上部空间。凝结水在散热器的下部流动，空气停留在蒸汽与凝结水之间，减少了蒸汽与散热器的接触面积。凝结水因蒸汽饱和分压力降低、器壁散热和空气的吸热而发生过冷却，这会降低散热器表面温度，造成房间供热量不足，温度达不到设计要求。通常低压蒸汽供暖系统散热器内蒸汽压力应与大气压力接近并略高一点，以使蒸汽在正压下凝结放热。低压蒸汽
7、供暖系统的蒸汽始端压力除用以克服管道阻力外，到达散热器入口前尚应保留 15002000Pa 的剩余压力，以克服散热器阻力使蒸汽进入散热器，并能将散热器内的空气驱入凝水管。2.合理地设置疏水器 疏水器是蒸汽供暖系统特有的设备，它的作用是自动阻止蒸汽通过，及时迅速地排除用热设备和管道中的凝结水、系统中积留的空气和其他不凝性气体。在实际运行中，为了防止供汽压力过高时，未凝结的蒸汽窜入凝结水管，并且能顺利排除管路沿途和散热设备内的凝结水，避免出现水击现象，低压蒸汽供暖系统一般在分气缸的下部、蒸汽管路可能积水的低点处、每组散热器的出口或每根立管的下部设置疏水器。蒸汽沿途流动时管壁散热生成的沿途凝结水有些
8、可能被高速蒸汽流裹带形成高速水滴，有些已经落在管底的凝结水又会被高速蒸汽重新掀起形成水塞，水滴、水塞随蒸汽-起流动，流过阀口、拐弯或向上的管段时，会与管件或管道发生撞击，产生很大的噪声、振动或局部高压，损坏管件接口的严密性和管路支架，这就是水击现象。蒸汽供暖系统应及时排除，管路中的沿途凝结水，避免发生水击现象。蒸汽沿途流动时管壁散热生成的沿途凝结水有些可能被高速蒸汽流裹带形成高速水滴，有些已经落在管底的凝结水又会被高速蒸汽重新掀起形成水塞，水滴、水塞随蒸汽-起流动，流过阀口、拐弯或向上的管段时，会与管件或管道发生撞击，产生很大的噪声、振动或局部高压，损坏管件接口的严密性和管路支架，这就是水击现
9、象。蒸汽供暖系统应及时排除，管路中的沿途凝结水，避免发生水击现象。3.顺利排除系统内的空气 如图 1 所示的系统中，散热器至凝结水箱之间的凝结水管道横断面里，上部分是空气，下部分是凝结水，凝结水依靠管路的坡度，即靠重力作用流动，这种非满管流动的凝结水管 4 属于干式凝结水管。从凝结水箱至锅炉之间的凝结水管，管道中全部充满了凝结水，这种满管流动的凝结水管属于湿式凝结水管。该系统靠蒸汽压力将散热器内的空气驱入干式凝结水管，空气又通过干式凝结水管上部气空间进入凝结水箱，从凝结水箱上部的空气管排出系统。凝结水箱_上空气管的作用不仅可以在系统启动和正常运行时，将系统里的空气排除出去，还可以在系统停止工作
10、时，经空气管向系统补充空气，以防止系统停止送汽后，因系统内积存的蒸汽凝结，体积大大收缩而产生真空，避免从系统不严密处吸入大量空气而影响系统正常运行。4.双管下供下回式低压蒸汽供暖系统 如图 3 所示为双管下供下回式低压蒸汽供暖系统。该系统的室内蒸汽干管与凝结水干管同时敷设在地下室或特设的地沟内。在室内蒸汽干管的末端设置疏水器以排除室内沿途凝结水。在该系统供汽立管中，凝结水与蒸汽逆向流动，运行时容易产生噪声，特别是系统刚开始运行时，因凝结水较多容易发生水击现象。在实际运行中，为了防止供汽压力过高时，未凝结的蒸汽窜入凝结水管，并且能顺利排除管路沿途和散热设备内的凝结水，避免出现水击现象，低压蒸汽供
11、暖系统一般在分气缸的下部、蒸汽管路可能积水的低点处、每组散热器的出口或每根立管的下部设置疏水器。散热器至凝结水箱之间的凝结水管道横断面里，上部分是空气，下部分是凝结水，凝结水依靠管路的坡度，即靠重力作用流动，这种非满管流动的凝结水管属于干式凝结水管。从凝结水箱至锅炉之间的凝结水管，管道中全部充满了凝结水，这种满管流动的凝结水管属于湿式凝结水管。蒸汽沿途流动时管壁散热生成的沿途凝结水有些可能被高速蒸汽流裹带形成高速水滴，有些已经落在管底的凝结水又会被高速蒸汽重新掀起形成水塞，水滴、水塞随蒸汽-起流动，流过阀口、拐弯或向上的管段时，会与管件或管道发生撞击，产生很大的噪声、振动或局部高压，损坏管件接
12、口的严密性和管路支架，这就是水击现象。蒸汽供暖系统应及时排除，管路中的沿途凝结水，避免发生水击现象。5.双管中供式低压蒸汽供暖系统 如图 4 所示为双管中供式低压蒸汽供暖系统。如果多层建筑顶层或顶棚下不便设置蒸汽干管时，可采用中供式系统，中供式系统不必像下供式系统须设置专门的蒸汽干管末端疏水器，总立管长度也比上供式小，蒸汽干管的沿途散热也可得到有效利用.图 3 双管下供下回式系统 5 图 4 双管中供式系统 6.单管上供下回式低压蒸汽供暖系统 如图 1-6-6 所示为单管上供下回式低压蒸汽供暖系统。该系统采用单根立管，可;节省管材。蒸汽与凝结水同时流动，不易发生水击现象。但底层散热器易被凝结水
13、充满，散热器内的空气无法通过凝结水干管排除。由于散热器内低压蒸汽的密度比空气小，通常在每组散热器的 1/3 高度处设置自动排气阀，其作用除了运行时使散热器内空气在蒸汽压力的作用下及时排出，还可以在系统停止供汽，散热器内形成负压时，通过自动排气阀迅速向散热器内补充空气，防止散热器内形成真空破坏散热器接口的严密性，而且，可以使凝结水排除干净，下次启动时不再产生水击现象。二、低压蒸汽供暖系统的凝结水回收方式 蒸汽供暖系统的凝结水是锅炉高品质的补给水，应尽可能多地回收符合质量要求的凝结水。这可以减少水处理设备，降低系统造价和运行管理费用。凝结水回收时应考虑利用好二次蒸汽，减少热能损失，避免出现水击现象
14、。低压蒸汽供暖系统凝结水回收方式主要有重力回水和机械回水两种形式。1.重力回水系统 蒸汽供暖系统凝结水依靠自身重力流回锅炉房的系统称为重力回水系统。6 图 6 单管上供下回式系统 如图 7 所示为重力回水低压蒸汽供暖系统示意图。该系统锅炉产生的蒸汽靠自身压力的作用，克服流动阻力进入散热器，将散热器内的空气排入水平干式凝结水管，通过干式凝结水管末端的空气管 B 排出系统。由于散热器内低压蒸汽的密度比空气小，通常在每组散热器的 1/3 高度处设置自动排气阀，其作用除了运行时使散热器内空气在蒸汽压力的作用下及时排出，还可以在系统停止供汽，散热器内形成负压时，通过自动排气阀迅速向散热器内补充空气，防止
15、散热器内形成真空破坏散热器接口的严密性，而且，可以使凝结水排除干净，下次启动时不再产生水击现象。空气管的作用除了在正常运行时排出系统内的空气外，还可以在停止供汽时向系统内补充空气，防止散热器内蒸汽凝结时形成真空，将锅炉内的水倒吸入凝结水管和散热器内，破坏系统的正常运行。图 7 重力回水低压蒸汽供暖系统示意图 在散热器内蒸汽凝结放热变成凝结水，凝结水靠重力作用克服管路流动阻力和锅炉压力返回锅炉，再重新被加热成蒸汽。在重力回水低压蒸汽供暖系统中，总凝结水立管与锅炉直接相连，系统未运行时锅炉和总凝结水立管中的水位在 I 一 I 平面上。系统运行后，在蒸汽压力的作用下，总凝结水立管中的水位将升高至 I
16、I 一 II 上，升高值为 h。因为系统中水平干式凝结水管末端设空气管与大气相通，所以 h 值即为锅炉压力折合的水柱高度。该系统若想使空气能顺利通过干式凝结水管末端的空气管排除，就必须将水平干式凝结水管设在 II-II 水面之上，要求留有 200250mm的富裕值，从而保证水平干式凝结水管和散热器内不致于被凝结水淹没，保证系统正常工作。重力回水低压蒸汽供暖系统形式简单，不须设凝结水泵和凝结水箱，不消耗电能，系统 7 的初投资和运行管理费用较低，适用于小型系统、锅炉蒸汽压力要求较低和建筑物有地下室可利用的情况。如果供汽压力较低，进入散热器的蒸汽量减少，不能将散热器内的空气完全排净，由于低压蒸汽的
17、密度比空气小，低压蒸汽将只占据散热器的上部空间。凝结水在散热器的下部流动，空气停留在蒸汽与凝结水之间，减少了蒸汽与散热器的接触面积。凝结水因蒸汽饱和分压力降低、器壁散热和空气的吸热而发生过冷却，这会降低散热器表面温度，造成房间供热量不足，温度达不到设计要求。通常低压蒸汽供暖系统散热器内蒸汽压力应与大气压力接近并略高一点，以使蒸汽在正压下凝结放热。低压蒸汽供暖系统的蒸汽始端压力除用以克服管道阻力外，到达散热器入口前尚应保留 15002000Pa 的剩余压力，以克服散热器阻力使蒸汽进入散热器，并能将散热器内的空气驱入凝水管。2.机械回水系统 如果系统作用半径较大，供汽压力较高(供汽压力超过 20k
18、Pa)，凝结水不可能靠重力直接返回锅炉。可考虑采用机械回水系统。如图 2 所示，凝结水先靠重力作用流入用户凝结水箱进行收集，再通过凝结水泵加压后返回锅炉房，这种系统称为机械回水(或加压回水)系统。该系统要求用户凝结水箱应布置在所有散热器和水平干式凝结水管之下，进入凝结水箱的凝结水管应作成顺水流下降的坡度，以便于散热器流出的凝结水能靠重力流入凝结水箱。第二节蒸汽供暖系统的管路布置 蒸汽供暖系统管路的布置要求基本上与热水供暖系统相同，还应注意以下几点:(1)水平敷设的供汽和凝结水管道，必须有足够的坡度并尽可能地使汽水同向流动，这是为了能够顺利排除凝结水和空气，及检修时泄水的需要。蒸汽干管汽水同向流
19、动时，坡度值 i=0.003，不小于 0.002;蒸汽干管汽水逆向流动时，坡度值不小于 0.005;水平凝结水干管，坡度值 i=0.003，不小于 0.002;散热器支管坡度值 i=0.1,应设成沿流向降低的坡度。(2)布置蒸汽供暖系统时，应尽量使系统作用半径小，流量分配均匀。系统规模较大，作用半径较大时，宜采用同程式布置，以避免远近不同的立管环路因压降不同，造成压降大的环路凝结水回流不畅。(3)合理地设置疏水器。为了及时排出蒸汽系统的凝结水，除了应保证管道必要的坡度外，还应在适当位置设置疏水装置，-般低压蒸汽供暖系统每组散热设备的出口或每根立管的下部设置疏水器;高压蒸汽供暖系统一般在环路末端
20、设置疏水器。水平敷设的蒸汽干管，为了减少敷设深度，每隔 3040m 需要局部抬高，局部抬高的低点处应设置疏水器和泄水装置。为避免蒸汽管路中的沿途凝结水进入蒸汽立管造成水击现象，蒸汽立管应从蒸汽干管的上方或侧上方接出，如图 1-6-15 所示。干管沿途产生的凝结水，可通过于管末端设置的凝结水立管和疏水装置排除。水平干式凝结水干管通过过 i地沟时，需要将凝结水管内的空气与凝结水分离，应在门上设置空气绕行管。8 三、蒸汽供暖系统的附属设备 1.疏水器 疏水器是蒸汽供暖系统特有的自动阻汽疏水设备。1.疏水器的类型(1)机械型疏水器 主要有浮简式、钟型浮子式和倒吊桶式，这种类型的疏水器是利用蒸汽和凝结水
21、的密度差，利用凝结水的液位变化，控制疏水器排水孔自动启闭工作的。机械型浮筒式疏水器，凝结水进入疏水器外壳内，当壳内水位升高时浮筒浮起，将阀孔关闭，凝结水继续流入浮筒。当水即将充满浮筒时，浮筒下沉，阀孔打开，凝结水借蒸汽压力排到凝结水管去。当凝结水排出一定数量后，浮筒的总重量减轻，浮筒再度浮起又将阀孔关闭，如此反复。浮简的容积、浮筒及阀杆等的重量，阀孔直径及阀孔前后疑结水的压差决定着浮筒的沉浮工作。浮筒底附带的可换重块可用来调节它们之间的配合关系，适应不同凝结水压力和压差的工作条件。浮筒式疏水器在正常工作情况下，漏汽量只等于水封套筒上排气孔的漏汽量，数量很少。它能排出具有饱和温度的凝结水。疏水器
22、前凝结水的压力 P 在 500kPa 或更小时便能启动疏水。排水孔阻力较小，疏水器的背压可以较高。它的主要缺点是体积大、排水量小，活动部件多，筒内易沉积渣垢，阀孔易磨损，维修量较大。(2)热动力式疏水器 主要有脉冲式、圆盘式和孔板式等。是利用相变原理靠蒸汽和凝结水热动力学(流动)特性的不同来工作的。圆盘式疏水器。当过冷的凝结水流入孔时，靠圆盘形阀片上下的压差顶开阀片，水经环行槽,从向下开的小孔排出。由于凝结水的比容几乎不变，凝结水流动通畅，阀片常开连续排水。当凝结水带有蒸汽时，蒸汽在阀片下面从孔经槽流向出口，在通过阀片和阀座之间的狭窄通道时，压力下降，蒸汽比容急剧增大，阀片下面蒸汽流速激增，造
23、成阀片下面的静压下降。同时，蒸汽在槽与出口孔处受阻，被迫从阀片和阀盖之间的缝隙冲入阀片上部的控制室，动压转化为静压，在控制室内形成比阀片下部更高的压力，迅速将阀片压下而阻汽。阀片关闭一段时间后，由于控制室内蒸汽凝结，压力下降会使阀片瞬时开启，造成周期性漏汽。因此，新型的圆盘式疏水器凝结水先通过阀盖夹套再进入中心孔，以减缓控制室内蒸汽的凝结。9 图 8 浮筒式疏水器 1 浮筒 2 外壳 3 顶针 4 阀孔 5 放气阀 6 可换重块 7 水封套筒上的排气孔 图 9 圆盘式输水器 1 阀体 2 阀片 3 阀盖 4 过滤器 圆盘型疏水器体积小、重量轻、结构简单、安装维修方便，但容易出现周期性漏汽现象。
24、在凝结水量小或疏水器前后压差过小时会发生连续漏汽;当周围环境温度较高，控制室内的蒸汽凝结缓慢，阀片不易打开，会使排水量减少。(3)恒温型疏水器 主要有双金属片式、波纹管式和液体膨胀式等。是靠蒸汽和凝结水的温度差引起恒温元件膨胀或变形工作的。1 0 图 10 是一种温调式疏水器。疏水器的动作部件是一个波纹管的温度敏感元件。波纹管内部充入易蒸发的液体，当具有饱和温度的凝结水通过时，由于凝结水温度较高，使液体的饱和压力增高，波纹管轴向伸长带动阀芯关闭凝结水通路，防止蒸汽逸漏。当疏水器中的凝结水向四周散热温度下降时。液体饱和压力下降，波纹管收缩打开阀孔凝水流出。疏水器尾部带有调节螺钉，向前调节可减小疏
25、水器的阀孔间隙，提高凝结水过冷度。此种疏水器排放的凝水温度为 60100C。为使疏水器前凝结水温度降低，疏水器前12m 的管道不保温。图 10 温调式疏水器 1 大管接头 2 过滤网 3 网座 4 弹簧 5 温度敏感元件 6 三通 7 垫片 8 后盖 9 调节螺钉 10 锁紧螺母 温调式疏水器加工工艺要求较高，适用于排除过冷凝结水，不宜安装在周围环境温度高的场合。选择疏水器时，要求疏水器在单位压降下凝结水排量大，漏汽量小，能顺利排除空气，对凝结水流量、压力和温度的适应性强。且结构简单、活动部件少、便于维修、体积小、金属耗量少、使用寿命长。2.疏水器的选择计算 疏水器的类型确定之后，需选定疏水器
26、的规格型号，疏水器的规格多用阀孔直径表示。疏水器的选择步骤如下:(1)疏水器排水量的计算 如果生产厂家提供了各种规格疏水器在不同情况下的样本时，可直接查得疏水器的排水量 G。如果缺少必要的技术数据，疏水器的排水量可按下式计算 式中 G-疏水器的设计排水量(kg/h);1 1 d-疏水器的排水阀孔直径(mm);式中 G=3.6kg/h P-疏水 器前后的压力差(kPa);Ap 一一疏水器的排水系数。当通过冷水时，A=32;（2）疏水器的选择倍率 可计算出供暖系统蒸汽的理论流量即疏水器的理论排水量 GL 应等于系统或用热设备中蒸汽的理论流量 G 但选择疏水器时确定的疏水器设计疏水量应大于疏水器的理
27、论排水量即 Gsh=K。GLkg/h 式中 Gsh疏水器的设计排水量 kg/h GL系统或用热设备处疏水器的理论排水量 kg/h K疏水器的选择倍率不同热用户系统在不同使用情况下疏水器的选择倍率 K 值可按表 11 选用 表 11 疏水器的选择倍率 K 疏水器留有选择倍率是考虑如下两点:1)系统运行时，如果用汽压力下降或背压升高，会使疏水器的排水能力下降;如果用户负荷增大，系统的凝结水量也会增多，从安全因素考虑疏水器应留有选择倍率。2)用热设备启动时，如果压力较低，用户负荷较大，或者用热设备需要被迅速加热时，疏水器的排水量会比正常运行时增加，这也要求疏水器留有选择倍率。(3)疏水器前后压力的确
28、定 疏水器前的压力 P 取决于疏水器在蒸汽供热系统中的位置;当疏水器用来排除蒸汽管路的凝水时，P=P%(P,表示连接疏水器处的蒸汽表压力);当疏水器安装在用热设备的出口凝水支管上时，Pr=0.95P.(P,表示用热设备前的蒸汽表压力);当疏水器安装在系统凝水干管末端时，P1=0.7Pp(P,表示供热系统入口蒸汽表压力)。为保证疏水器正常工作，应保证疏水器前后有一一个最小的允许压差Pmin，也就是说疏水器前压力 P|给定后，疏水器后的背压 P2 就不能超过某一-允许的最大背压 P2maxo 旁通管:系统初运行时，通过旁通管加速排放大流量凝结水。正常运行时，应关闭旁通道，以免蒸汽窜入回水系统，影响
29、其他用热设备的使用和室外管网的压力。装设旁通管害多益少，对于小型供暖系统和单独热风供暖系统，可不设旁通管;对于不允许中断供汽的生产供热系统，为了检修的需要，可以设旁通管。冲洗管:用于排放空气和冲洗管路。检查管:用来检查疏水器工作是否正常。止回阀:防止停止供汽后，凝结水倒流回用户供热设备，避免下次启动时，系统内出现水击现象。过滤器:用来过滤凝结水中的渣垢、杂质。如果疏水器本身带过滤网，可不设过滤器。过滤器应经常清洗，以防堵塞。减压阀可通过调节阀孔大小，对蒸汽进行节流而达到减压目的，并能自动将阀后压力维持在一定范围内。目前国产减压阀有活塞式、波纹管式和薄膜式等几种。1 2 活塞式减压阀的工作原理图
30、，活塞 2 上的阀前蒸汽压力和弹簧的弹力相互平衡，控制主阀 1.上下移动，增大或减小阀孔的流通面积。薄膜片带动针阀升降，开大或关小室的通道，薄膜片的弯曲度靠上弹簧和阀后蒸汽压力的相互作用操纵。启动前，主阀关闭，启动时，旋紧螺栓压下薄膜片和针阀,阀前压力为 PI 的蒸汽通过阀体内通道、室、室和阀体内通道到达活塞的上部空间，推下活塞打开主阀。蒸汽通过主阀后，压力下降为 P2,经阀体内通道进入薄膜片的下部空间，作用在薄膜片上的力与旋紧的弹簧力相平衡。可调节旋紧螺栓使阀后压力达到设定值。当某种原因使阀后压力 P2 升高时，薄膜片由于下面的作用力变大而上弯，针阀关小，活塞的推力下降，主阀上升，阀孔通路变
31、小，P2 下降。反之，动作相反。这样可以保持 P2 在一个较小的范围内(一般般在0.05MPa)波动，处于基本稳定状态。第四节 低压蒸汽系统概述 图 12 第二合成氨装置低压蒸汽管网 3.低压蒸汽系统概述 第二合成氨装置蒸汽系统按压力分为 3 个等级，分别为高压(SH)12.50MPa、中压(SM)3.80MPa 低压(SL)0.22MPa。其中低压蒸汽原设计有 2 个来源:一部分由 3.8MPa 中压蒸汽减压而来，另.部分来自背压式中压蒸汽轮机，包括锅炉给水泵汽轮机(PT-14A)、锅炉循环水泵汽轮机(PT-1A)、-段炉引风机汽轮机(BT-1A)。低压蒸汽主要供原料气压缩机汽轮机(CT-4
32、)和除氧器(V-29)使用，另外，在冬季作为装置蒸汽伴热的汽源具体流程见图 1 中实线。在实际运行中，低压管网的蒸汽压力为 0.22MPa,温度为 195C,共计约 28t/h。其来源主要是 3 个蒸汽轮机的减压蒸汽，其中 PT-14A 约为 171/h,PT-1A 为 6t/h,BT-1A 为 5t/h 左右。而用于 CT-4 和 V-29 的蒸汽量仅 10t/h,其余大部分用于冬季的伴热。管网的压力由调节阀(PC-142)控制，在压力升高时该阀打开放空以维持正常的操作压力。这样,在非冬季时,大部分的低压蒸汽没有得到利用，只能白白的放空,造成能耗的增加。由于低压蒸汽温度和压力等级较低，伴热在
33、冬季投用后,无法抵御新疆地区低温严寒的侵袭,很多伴热管线经常出现回水不畅甚至冻阻的现象;由于位差的原因，位于塔罐等高处的伴热更是频繁发生问题。唯一的防范措施就是打开导淋进行排放,使得装置区的蒸汽排放随处可见，既浪费了资源,又影响企业形象。同时,伴热不正常带来的更大隐患是被伴热管线无法获得正常工作温度，极有可能导致一些生产事故的发生，装置因伴热问题造成。针对这种情况,1999 年对伴热管网进行了技术改造,引进电厂 1.0MPa,250C 的低压过热蒸汽，经过调压阀减压至 0.5MPa 作为装置伴热蒸汽(如图 1 粗实线所示),另外对原来的伴热蒸汽冷凝液管线进行改造,将原先一些中压蒸汽疏水器回水与
34、之分开,同时增大了管线管径，避免出现冷凝液回水憋压的情况,彻底解决了装置伴热问题,冬防工作和安全生产得到了保障。但是,装置副产的低压蒸汽大量放空,造成极大的浪费。同时,由于蒸汽放空量大,PC-142阀位开度达到 45%，给装置区带来巨大的噪音污染。以前曾尝试利用低压蒸汽通过废气加热 1 3 器加热进人一段转化炉的废气，提高其热焓值，但过热蒸汽相比于饱和蒸汽的缺点是换热量不稳定，而且废气温度升高后大大加重了引风机的负荷，因此,试用一段时间后就停止了。其他方案也因为实施起来可行性不强而放弃。4.低压蒸汽冷凝液系统存在的问题 第二合成氨装置原设计中,中、低压蒸汽冷凝液进人同一冷凝液总管,由于压力等级
35、相差悬殊，表 1 中自 7 组低压蒸汽疏水器出来的冷凝液无法进入冷凝液总管，在冬季经常造成低压蒸汽疏水器冻阻甚至管线冻裂现象，影响了装置的安全运行。为了保证冬季的安全生产,被迫将这部分冷凝液进行就地排放。另外，原设计中排污罐出口的低压蒸汽冷凝液，经冷凝液换热器冷却后直接排放进了地沟。虽然排放量仅 0.8t/h,但长期的日积月累也是极大的能源浪费。例 1：根据给定房间的面积和结构,计算供暖房间的设计热负荷，包括维护结构传热耗Q1,冷风渗透耗热量Q2,外门冷风侵入耗热量等Q3;,根据计算得出的热负荷选择合散热设备，并且设计出合理的散热设备布置。银川市供暖室外计算温度:t。=-15C 累年(1951
36、-1980)最低日平均温度 t=-23.4 C 冬季室外平均风速 v。=1.7ms 1 4 参考文献 1陈妙芳，建筑设备，同济大学出版社，2002 年 10 月第 1 版,155-163 页 2柴学文、李保春，蒸汽供暖和热水供暖方案比较和应用，能源研究与信息2007 年第 23 卷第 1 期 3刘清，热水采暖与蒸汽采暖经济型比较分析，科技信息第 21 期，2008 年刊 4百度百科词条“供暖系统”5打韩有朋，赵振农.住宅胚区采暖方式的选择2.建筑热能通风空调礼(2):1821.6李先瑞，郎四维.住宅采暖落空调方式的研究J择.节能与环保，(1):1924.1 5 致谢 在本次论文设计的过程中，我
37、要感谢我的学校，给了我这么好的学习机会，在学习的过程中，我的指导老师从选题、论文框架到细节修改一直尽心尽职的指导着我，提出了很多宝贵的意见与推荐。老师以其实事求是的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、鞠躬尽瘁的工作作风还给了我大胆创新的精神，对我产生了重要影响。她那渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的。在此，我想感谢所有授我以业的老师，如果没有这么多年知识的积累，我想我不会有这么大的动力和信心来完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老 1 6 师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。谨以此致谢最后，我要感谢在百忙之中抽出时间来审阅我这篇论文的各位老师表示衷心的感谢。