暖通工程師考試輔導(dǎo)資料18

供熱基礎(chǔ)知識(shí)

1、水和水蒸汽有哪些基本性質(zhì)?

答：水和水蒸汽的基本物理性質(zhì)有：比重、比容、汽化潛熱、比熱、粘度、溫度、壓力、焓、熵等。水的比重約等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒數(shù)，由壓力與溫度所決定。水的汽化潛熱是指在一定壓力或溫度的飽和狀態(tài)下，水轉(zhuǎn)變成蒸汽所吸收的熱量，或者蒸汽轉(zhuǎn)化成水所放出的熱量，單位是：KJ/Kg。水的比熱是指單位質(zhì)量的水每升高1℃所吸收的熱量，單位是KJ/ Kg· ℃，通常取4.18KJ。水蒸汽的比熱概念與水相同,但不是常數(shù)，與溫度、壓力有關(guān)。

2、熱水鍋爐的出力如何表達(dá)?

答：熱水鍋爐的出力有三種表達(dá)方式，即大卡/小時(shí)(Kcal/h)、噸/小時(shí)(t/h)、兆瓦(MW)。

(1)大卡/小時(shí)是公制單位中的表達(dá)方式，它表示熱水鍋爐每小時(shí)供出的熱量。

(2)"噸"或"蒸噸"是借用蒸汽鍋爐的通俗說(shuō)法，它表示熱水鍋爐每小時(shí)供出的熱量相當(dāng)于把一定質(zhì)量(通常以噸表示)的水從20℃加熱并全部汽化成蒸汽所吸收的熱量。

(3)兆瓦(MW)是國(guó)際單位制中功率的單位，基本單位為W (1MW=106W)。正式文件中應(yīng)采用這種表達(dá)方式。

三種表達(dá)方式換算關(guān)系如下：

60萬(wàn)大卡/小時(shí)(60×104Kcal/h)≈1蒸噸/小時(shí)〔1t/h〕≈0.7MW

3、什么是熱耗指標(biāo)?如何規(guī)定?

答：一般稱單位建筑面積的耗熱量為熱耗指標(biāo)，簡(jiǎn)稱熱指標(biāo)，單位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面積所需消耗的熱量。黃河流域各種建筑物采暖熱指標(biāo)可參照表

建筑物類(lèi)型 非節(jié)能型建筑 節(jié)能型建筑

居住區(qū) 56~64 38~48

學(xué)?；?60~80 50~70

辦公場(chǎng)所 60~80 55~70

旅館 60~70 50~60

食堂餐廳 115~140 100~130

上表數(shù)據(jù)只是近似值，對(duì)不同建筑結(jié)構(gòu)，材料、朝向、漏風(fēng)量和地理位置均有不同，緯度越高的地區(qū)，熱耗指標(biāo)越高。

4、如何確定循環(huán)水量?如何定蒸汽量、熱量和面積的關(guān)系?

答：對(duì)于熱水供熱系統(tǒng)，循環(huán)水流量由下式計(jì)算：

G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 計(jì)算水流量，kg/h

Q - 熱用戶設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W

c - 水的比熱，c=4187J/ kgo℃

tg﹑th-設(shè)計(jì)供回水溫度，℃

一般情況下，按每平方米建筑面積2~2.5 kg/h估算。對(duì)汽動(dòng)換熱機(jī)組，

由于供回水溫差設(shè)計(jì)上按20℃計(jì)算，故水量常取2.5 kg/h。

采暖系統(tǒng)的蒸汽耗量可按下式計(jì)算：

G=3.6Q/r + ⊿h

式中：G - 蒸汽設(shè)計(jì)流量，kg/h

Q - 供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷，W

r - 蒸汽的汽化潛熱，KJ/ kg

⊿h - 凝結(jié)水由飽和狀態(tài)到排放時(shí)的焓差，KJ/ kg

在青島地區(qū)作采暖估算時(shí)，一般地可按每噸過(guò)熱蒸汽供1.2萬(wàn)平方米建筑。

5、系統(tǒng)的流速如何選定?管徑如何選定?

答：蒸汽在管道內(nèi)最大流速可按下表選?。?/p>

單位：( m/s )

蒸汽性質(zhì) 過(guò)熱蒸汽 飽和蒸汽

公稱直徑>200 80 60

公稱直徑≤200 60 35

蒸汽管徑應(yīng)根據(jù)流量、允許流速、壓力、溫度、允許壓降等查表計(jì)算選取。

6、水系統(tǒng)的流速如何選定?管徑如何選定?

答：一般規(guī)定，循環(huán)水的流速在0.5~3之間，管徑越細(xì)，管程越長(zhǎng)，阻力越大，要求流速越低。為了避免水力失調(diào)，流速一般取較小值，或者說(shuō)管徑取偏大值，可參考下表：

管徑 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80(m)

流 速 (m/s) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

在選擇主管路的管徑時(shí)，應(yīng)考慮到今后負(fù)荷的發(fā)展規(guī)劃。

7、水系統(tǒng)的空氣如何排除?存在什么危害?

答：水系統(tǒng)的空氣一般通過(guò)管道布置時(shí)作成一定的坡度，在最高點(diǎn)外設(shè)排氣閥排出。排氣閥有手動(dòng)和自動(dòng)的兩種，管道坡度順向坡度為0.003，逆向坡度為0.005。管道內(nèi)的空氣若不排出，會(huì)產(chǎn)生氣塞，阻礙循環(huán)，影響供熱。另外還會(huì)對(duì)管路造成腐蝕?？諝?進(jìn)入汽動(dòng)加熱器會(huì)破壞工作狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)造成事故。

8、系統(tǒng)的失水率和補(bǔ)水率如何定?失水原因通常為何?

答：按照《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：閉式熱力網(wǎng)補(bǔ)水裝置的流量，應(yīng)為供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%，事故補(bǔ)水量應(yīng)為供熱循環(huán)流量的4%。失水原因：管道及供熱設(shè)施密封不嚴(yán)，系統(tǒng)漏水;系統(tǒng)檢修放水;事故冒水;用戶偷水;系統(tǒng)泄壓等。

9、水系統(tǒng)的定壓方式有幾種?分別是如何實(shí)現(xiàn)定壓的?系統(tǒng)的定壓一般取多少?

答：熱水供熱系統(tǒng)定壓常見(jiàn)方式有：膨脹水箱定壓、普通補(bǔ)水泵定壓、氣體定壓罐定壓、蒸汽定壓、補(bǔ)水泵變頻調(diào)速定壓、穩(wěn)定的自來(lái)水定壓等多種補(bǔ)水定壓方式。采用混合式加熱器的熱水系統(tǒng)應(yīng)采用溢水定壓形式。

(1)膨脹水箱定壓：在高出采暖系統(tǒng)最高點(diǎn)2-3米處，設(shè)一水箱維持恒壓點(diǎn)定壓的方式稱為膨脹水箱定壓。其優(yōu)點(diǎn)是壓力穩(wěn)定不怕停電;缺點(diǎn)是水箱高度受限，當(dāng)最高建筑物層數(shù)較高而且遠(yuǎn)離熱源，或?yàn)楦邷厮釙r(shí)，膨脹水箱的架設(shè)高度難以滿足要求。

(2)普通補(bǔ)水泵定壓：用供熱系統(tǒng)補(bǔ)水泵連續(xù)充水保持恒壓點(diǎn)壓力固定不變的方法稱為補(bǔ)水泵定壓。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，便于操作。缺點(diǎn)是怕停電和浪費(fèi)電。

(3)氣體定壓罐定壓：氣體定壓分氮?dú)舛▔汉涂諝舛▔簝煞N，其特點(diǎn)都是利用低位定壓罐與補(bǔ)水泵聯(lián)合動(dòng)作，保持供熱系統(tǒng)恒壓。氮?dú)舛▔菏窃诙▔汗拗泄喑涞獨(dú)?。空氣定壓則是灌充空氣，為防止空氣溶于水腐蝕管道，常在空氣定壓罐中裝設(shè)皮囊，把空氣與水隔離。氣體定壓供熱系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行安全可靠，能較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象;其缺點(diǎn)是：設(shè)備復(fù)雜，體積較大，也比較貴，多用于高溫水系統(tǒng)中。

(4)蒸汽定壓：蒸汽定壓是靠鍋爐上鍋筒蒸汽空間的壓力來(lái)保證的。對(duì)于兩臺(tái)以上鍋爐，也可采用外置膨脹罐的蒸汽定壓系統(tǒng)。另外，采用淋水式加熱器和本公司生產(chǎn)的汽動(dòng)加熱器也可以認(rèn)為是蒸汽定壓的一種。

蒸汽定壓的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是：用來(lái)定壓的蒸汽壓力高低取決于鍋爐的燃燒狀況，壓力波動(dòng)較大，若管理不善蒸汽竄入水網(wǎng)易造成水擊。

(5)補(bǔ)水泵變頻調(diào)速定壓：其基本原理是根據(jù)供熱系統(tǒng)的壓力變化改變電源頻率，平滑無(wú)級(jí)地調(diào)整補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速而及時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)水量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恒壓點(diǎn)的壓力恒定。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：省電，便于調(diào)節(jié)控制壓力。缺點(diǎn)是：投資大，怕停電。

(6)自來(lái)水定壓：自來(lái)水在供熱期間其壓力滿足供熱系統(tǒng)定壓值而且壓力穩(wěn)定。可把自來(lái)水直接接在供熱系統(tǒng)回水管上，補(bǔ)水定壓。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行費(fèi)最少;其缺點(diǎn)是：適用范圍窄，且水質(zhì)不處理直接供熱會(huì)使供熱系統(tǒng)結(jié)垢。

(7)溢水定壓形式有：定壓閥定壓、高位水箱溢水定壓及倒U型管定壓等。

運(yùn)行中，系統(tǒng)的最高點(diǎn)必然充滿水且有一定的壓頭余量，一般取4m左右。由于系統(tǒng)大都是上供下回，且供程阻力遠(yuǎn)小于回程阻力，因此，運(yùn)行時(shí)，最高點(diǎn)的壓頭高于靜止時(shí)壓頭。因此，靜態(tài)定壓值可適當(dāng)?shù)鸵恍?，一般?~4m為宜。最大程度地降低定壓壓值，是為了充分利用蒸汽的做功能力。

10、運(yùn)行中如何掌握供回水溫度?我國(guó)采暖系統(tǒng)供回水溫差通常取多少?

答：我國(guó)采暖設(shè)計(jì)沿用的規(guī)定：供水溫度95℃，回水溫度70℃，溫差為25℃。但近年來(lái)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外供熱的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，供回水溫度及溫差有下降趨勢(shì)，設(shè)計(jì)供回水溫度有取80/60℃，溫差20℃的。

11、什么是比摩阻?比摩阻系數(shù)通常選多少?水系統(tǒng)的總阻力一般在什么范圍?其中站內(nèi)、站外各為多少?

答：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的沿程阻力稱為比摩阻。一般情況下，主干線采取30～70Pa/m，支線應(yīng)根據(jù)允許壓降選取，一般取60～120Pa/m，不應(yīng)大于300 Pa/m。一般地，在一個(gè)5萬(wàn)m2的供熱面積系統(tǒng)中，供熱系統(tǒng)總阻力20 ～25m水柱，其中用戶系統(tǒng)阻力2～4m，外網(wǎng)系統(tǒng)阻力4～8m水柱，換熱站管路系統(tǒng)阻力8～15m水柱。

12、熱交換有哪幾種形式?什么是換熱系數(shù)?面式熱交換器的主要熱交換形式是什么?

答：熱交換(或者說(shuō)傳熱)有三種形式：導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。對(duì)面式熱交換器來(lái)說(shuō)，換熱的主要形式是對(duì)流和導(dǎo)熱，對(duì)流換熱量的計(jì)算式是：Q=αA(t2-t1)，導(dǎo)熱換熱量的計(jì)算式是：Q=(λ/δ)A(t2-t1)。在面式熱交換器中的傳熱元件兩側(cè)都發(fā)生對(duì)流換熱，元件體內(nèi)發(fā)生導(dǎo)熱。

13、面式熱交換器有哪些形式?其原理、優(yōu)缺點(diǎn)各為何?

答：面式熱交換器的主要形式有：管殼式換熱器、板式換熱器、熱管式換熱器等。它可細(xì)分成很多形式，其共同的缺點(diǎn)：體積大，占地大、投資大，熱交換效率低(與混合式比較)，壽命短;它們的優(yōu)點(diǎn)是凝結(jié)水水質(zhì)污染輕，易于回收。

14、普通的混合式熱交換器有什么缺點(diǎn)?

答：普通的混合式熱交換器，蒸汽從其側(cè)面進(jìn)入，水循環(huán)完全靠電力實(shí)現(xiàn)，它雖具有體積小、熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，但存在下列缺點(diǎn)：

1、 不節(jié)電，任何情況下都不能缺省循環(huán)水泵;

2、 不穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)汽壓力較低，或進(jìn)水壓力較高時(shí)，皆會(huì)出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)和噪聲;

3、同樣，也存在凝結(jié)水回收難的問(wèn)題。

15、供熱系統(tǒng)常用到哪幾種閥門(mén)，各有什么性能?

答：供熱系統(tǒng)常用到的閥門(mén)有：截止閥、閘閥(或閘板閥)、蝶閥、球閥、逆止閥(止回閥)、安全閥、減壓閥、穩(wěn)壓閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥及多種自力式調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

其中

截止閥：用于截?cái)嘟橘|(zhì)流動(dòng)，有一定的節(jié)調(diào)性能，壓力損失大，供熱系統(tǒng)中常用來(lái)截?cái)嗾羝牧鲃?dòng)，在閥門(mén)型號(hào)中用"J"表示截止閥

閘閥：用于截?cái)嘟橘|(zhì)流動(dòng)，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，介質(zhì)可以象通過(guò)一般管子一樣，通過(guò)，無(wú)須改變流動(dòng)方向，因而壓損較小。閘閥的調(diào)節(jié)性能很差，在閥門(mén)型號(hào)中用"Z"表示閘閥。

逆止閥：又稱止回閥或單向閥，它允許介質(zhì)單方向流動(dòng)，若閥后壓力高于閥前壓力，則逆止閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。逆止閥的型式有多種，主要包括：升降式、旋啟式等。升降式的閥體外形象截止閥，壓損大，所以在新型的換熱站系統(tǒng)中較少選用。在閥門(mén)型號(hào)中用"H"表示。

蝶閥：靠改變閥瓣的角度實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和開(kāi)關(guān)，由于閥瓣始終處于流動(dòng)的介質(zhì)中間，所以形成的阻力較大，因而也較少選用。在閥門(mén)型號(hào)中用"D"表示。

安全閥：主要用于介質(zhì)超壓時(shí)的泄壓，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)。在某些情況下，微啟式水壓安全閥經(jīng)過(guò)改進(jìn)可用作系統(tǒng)定壓閥。安全閥的結(jié)構(gòu)形式有很多，在閥門(mén)型號(hào)中用"Y"表示。

16、除污器有什么作用?常安裝于系統(tǒng)的什么部位?

答：除污器的作用是用于除去水系統(tǒng)中的雜物。站內(nèi)除污器一般較大，安裝于汽動(dòng)加熱器之前或回水管道上，以防止雜物流入加熱器。站外入戶井處的除污器一般較小，常安裝于供水管上，有的系統(tǒng)安裝，有的系統(tǒng)不安裝，其作用是防止雜物進(jìn)入用戶的散熱器中。新一代的汽動(dòng)加熱器自帶有除污器。

17、有時(shí)候發(fā)現(xiàn)有的用戶暖氣片熱而有的不熱，何故?如何解決?

答：這叫作系統(tǒng)水力失調(diào)，導(dǎo)致的原因較復(fù)雜，大致有如下原因：

(1)管徑設(shè)計(jì)不合理，某些部位管徑太細(xì);

(2)有些部件阻力過(guò)大，如閥門(mén)無(wú)法完全開(kāi)啟等;

(3)系統(tǒng)中有雜物阻塞

(4)管道坡度方向不對(duì)等原因使系統(tǒng)中的空氣無(wú)法排除干凈;

(5)系統(tǒng)大量失水;

(6)系統(tǒng)定壓過(guò)低，造成不滿水運(yùn)行;

(7)循環(huán)水泵流量，揚(yáng)程不夠;

要解決系統(tǒng)失調(diào)問(wèn)題，首先要查明原因，然后采取相應(yīng)措施

18、汽暖和水暖各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?

答：汽暖系統(tǒng)雖有投資省的優(yōu)點(diǎn)，但能源浪費(fèi)太大，據(jù)權(quán)威部門(mén)測(cè)算，汽暖比水暖多浪費(fèi)能源約30%，因此近年汽暖方式正逐步被淘汰。汽暖浪費(fèi)能源主要表現(xiàn)在：

(1)國(guó)內(nèi)疏水器質(zhì)量不過(guò)關(guān)，使用壽命短，性能差，汽水一塊排泄;

(2)管系散熱量大，除工作溫度高的原因外，保溫破壞，不及時(shí)維修也是原因之一;

(3)系統(tǒng)泄漏嚴(yán)重，同樣的泄漏面積，蒸汽帶出的熱量比水大得多。汽暖除了不經(jīng)濟(jì)之外，還不安全，易發(fā)生人員燙傷和水擊暴管事故。很多系統(tǒng)運(yùn)行中伴隨有振動(dòng)和水擊聲，影響人的工作和休息。另外，汽暖房間空氣干燥，讓人感到不舒適。 水暖系統(tǒng)雖適當(dāng)增加了投資，但克服了上述弊端。