暖通工程師基礎知識備考資料4

供熱基礎知識

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。

2、熱水鍋爐的出力如何表達?

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

(1)大卡/小時是公制單位中的表達方式，它表示熱水鍋爐每小時供出的熱量。

(2)"噸"或"蒸噸"是借用蒸汽鍋爐的通俗說法，它表示熱水鍋爐每小時供出的熱量相當于把一定質(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)是國際單位制中功率的單位，基本單位為W (1MW=106W)。正式文件中應采用這種表達方式。

三種表達方式換算關系如下：

60萬大卡/小時(60×104Kcal/h)≈1蒸噸/小時〔1t/h〕≈0.7MW

3、什么是熱耗指標?如何規(guī)定?

答：一般稱單位建筑面積的耗熱量為熱耗指標，簡稱熱指標，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可參照表

建筑物類型 非節(jié)能型建筑 節(jié)能型建筑

居住區(qū) 56~64 38~48

學?；?60~80 50~70

辦公場所 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，對不同建筑結(jié)構，材料、朝向、漏風量和地理位置均有不同，緯度越高的地區(qū)，熱耗指標越高。

4、如何確定循環(huán)水量?如何定蒸汽量、熱量和面積的關系?

答：對于熱水供熱系統(tǒng)，循環(huán)水流量由下式計算：

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

Q - 熱用戶設計熱負荷，W

c - 水的比熱，c=4187J/ kgo℃

tg﹑th-設計供回水溫度，℃

一般情況下，按每平方米建筑面積2~2.5 kg/h估算。對汽動換熱機組，

由于供回水溫差設計上按20℃計算，故水量常取2.5 kg/h。

采暖系統(tǒng)的蒸汽耗量可按下式計算：

G=3.6Q/r + ⊿h

式中：G - 蒸汽設計流量，kg/h

Q - 供熱系統(tǒng)熱負荷，W

r - 蒸汽的汽化潛熱，KJ/ kg

⊿h - 凝結(jié)水由飽和狀態(tài)到排放時的焓差，KJ/ kg

在青島地區(qū)作采暖估算時，一般地可按每噸過熱蒸汽供1.2萬平方米建筑。

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

蒸汽管徑應根據(jù)流量、允許流速、壓力、溫度、允許壓降等查表計算選取。

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，管程越長，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，應考慮到今后負荷的發(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)的空氣一般通過管道布置時作成一定的坡度，在最高點外設排氣閥排出。排氣閥有手動和自動的兩種，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，會產(chǎn)生氣塞，阻礙循環(huán)，影響供熱。另外還會對管路造成腐蝕?？諝?進入汽動加熱器會破壞工作狀態(tài)，嚴重時造成事故。

8、系統(tǒng)的失水率和補水率如何定?失水原因通常為何?

答：按照《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》規(guī)定：閉式熱力網(wǎng)補水裝置的流量，應為供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%，事故補水量應為供熱循環(huán)流量的4%。失水原因：管道及供熱設施密封不嚴，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)定壓常見方式有：膨脹水箱定壓、普通補水泵定壓、氣體定壓罐定壓、蒸汽定壓、補水泵變頻調(diào)速定壓、穩(wěn)定的自來水定壓等多種補水定壓方式。采用混合式加熱器的熱水系統(tǒng)應采用溢水定壓形式。

(1)膨脹水箱定壓：在高出采暖系統(tǒng)最高點2-3米處，設一水箱維持恒壓點定壓的方式稱為膨脹水箱定壓。其優(yōu)點是壓力穩(wěn)定不怕停電;缺點是水箱高度受限，當最高建筑物層數(shù)較高而且遠離熱源，或為高溫水供熱時，膨脹水箱的架設高度難以滿足要求。

(2)普通補水泵定壓：用供熱系統(tǒng)補水泵連續(xù)充水保持恒壓點壓力固定不變的方法稱為補水泵定壓。這種方法的優(yōu)點是設備簡單、投資少，便于操作。缺點是怕停電和浪費電。

(3)氣體定壓罐定壓：氣體定壓分氮氣定壓和空氣定壓兩種，其特點都是利用低位定壓罐與補水泵聯(lián)合動作，保持供熱系統(tǒng)恒壓。氮氣定壓是在定壓罐中灌充氮氣。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皮囊，把空氣與水隔離。氣體定壓供熱系統(tǒng)優(yōu)點是：運行安全可靠，能較好地防止系統(tǒng)出現(xiàn)汽化及水擊現(xiàn)象;其缺點是：設備復雜，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保證的。對于兩臺以上鍋爐，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)的汽動加熱器也可以認為是蒸汽定壓的一種。

蒸汽定壓的優(yōu)點是：系統(tǒng)簡單，投資少，運行經(jīng)濟。其缺點是：用來定壓的蒸汽壓力高低取決于鍋爐的燃燒狀況，壓力波動較大，若管理不善蒸汽竄入水網(wǎng)易造成水擊。

(5)補水泵變頻調(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，平滑無級地調(diào)整補水泵轉(zhuǎn)速而及時調(diào)節(jié)補水量，實現(xiàn)系統(tǒng)恒壓點的壓力恒定。

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

(6)自來水定壓：自來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?？砂炎詠硭苯咏釉诠嵯到y(tǒng)回水管上，補水定壓。

這種方法的優(yōu)點是顯而易見的，簡單、投資和運行費最少;其缺點是：適用范圍窄，且水質(zhì)不處理直接供熱會使供熱系統(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。

運行中，系統(tǒng)的最高點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，且供程阻力遠小于回程阻力，因此，運行時，最高點的壓頭高于靜止時壓頭。因此，靜態(tài)定壓值可適當?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。