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第六章城市供熱與燃?xì)夤こ痰谝还?jié)供熱工程第二節(jié)燃?xì)夤こ痰谝还?jié)供熱工程S1.1供熱工程概述S1.2城市集中供熱管網(wǎng)S1.1供熱工程概述一、供熱與采暖供熱：生產(chǎn)、輸配和應(yīng)用中低品位熱能的工程。供熱系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)、熱用戶。熱用戶指直接使用或消耗熱能的室內(nèi)采暖、通風(fēng)空調(diào)、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱等。采暖：即用人工的方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。二、采暖系統(tǒng)：

1、組成：采暖系統(tǒng)包括熱源（熱媒制備）、熱網(wǎng)（熱媒輸送）、散熱設(shè)備（熱媒利用）三部分熱源：鍋爐房和熱電廠；核能、地?zé)帷⑻柲?、電能、工業(yè)余熱。熱網(wǎng)：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管道系統(tǒng)。散熱設(shè)備：供暖房間的放熱設(shè)備。2、采暖系統(tǒng)分類及原理（1）按設(shè)備相對位置分類

1）局部采暖系統(tǒng)熱源、熱網(wǎng)、散熱器三部分在構(gòu)造上合在一起的采暖系統(tǒng)，如火爐采暖、簡易散熱器采暖、煤氣采暖和電熱采暖。

特點：簡易，衛(wèi)生條件較差，耗能大。

2）集中采暖系統(tǒng)

熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱網(wǎng)相連接，由熱源向各個房間或建筑物供給熱量的采暖系統(tǒng)。

特點：供熱量大，節(jié)約燃料，污染小。廣泛應(yīng)用于建筑供暖工程。

（2）按熱媒不同分類在集中供暖系統(tǒng)中，把熱量從熱源輸送到散熱器的物質(zhì)叫“熱媒”。

1）熱水供暖系統(tǒng)

2）蒸汽供暖系統(tǒng)

3）熱風(fēng)供暖系統(tǒng)

熱水采暖系統(tǒng)按熱媒溫度的不同可分為低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)。熱媒參數(shù)以100℃為界。熱水采暖系統(tǒng)按系統(tǒng)循環(huán)動力可分為自然（重力）循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。前者是靠水的密度差進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)，由于作用壓力小，目前在集中式采暖中很少采用；后者是靠機(jī)械力（水泵）進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)

自然循環(huán)熱水暖系統(tǒng)的工作原理如圖7-2所示工作原理：當(dāng)水在鍋爐內(nèi)加熱后，水的密度減?。辉谏崞鲀?nèi)被冷卻后，水的密度增加。整個系統(tǒng)將因供回水密度差的不同而維持循環(huán)流動。這種依靠供、回水密度差產(chǎn)生循環(huán)動力保持循環(huán)流動的熱水供暖系統(tǒng)稱之為自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)具有構(gòu)造簡單，維護(hù)管理方便，無需消耗電能的優(yōu)點。但由于作用壓力小，管徑相對較大，其作用半徑受到限制，因此在集中供暖系統(tǒng)中很少采用。機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理如圖7-3。圖7-3機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)工作原理：利用水泵強(qiáng)制循環(huán)，水流在整個環(huán)狀管路中流行的阻力靠水泵提供的動力來克服，水泵的揚程大小由流動阻力確定。機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)，由于水循環(huán)靠水泵驅(qū)動，因此系統(tǒng)的作用壓力大，作用半徑大，供熱的范圍就大；不僅可以單棟建筑供暖，也可以多棟建筑，區(qū)域供暖，廣泛使用。但系統(tǒng)運行耗電量大，系統(tǒng)管道設(shè)備的維修量也大。蒸汽采暖系統(tǒng)

根據(jù)供汽壓力，低壓蒸汽采暖系統(tǒng)、高壓蒸汽采暖系統(tǒng)、真空蒸汽采暖系統(tǒng)。

熱風(fēng)采暖系統(tǒng)

熱風(fēng)采暖系統(tǒng)以熱空氣作為熱媒，即把空氣加熱到適當(dāng)?shù)臏囟戎苯铀腿敕块g以滿足采暖要求。根據(jù)需要和實際情況，可設(shè)獨立的熱風(fēng)采暖系統(tǒng)或采用通風(fēng)和空調(diào)聯(lián)合的系統(tǒng)。例如，暖風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)幕等就是熱風(fēng)采暖的典型設(shè)備。適用：耗熱量大的建筑物、間歇使用的房間和有防火防爆要求的車間。優(yōu)點：熱惰性小、升溫快、設(shè)備簡單、投資省。(3)根據(jù)散熱設(shè)備散熱方式的不同分類分為對流采暖和輻射采暖。以對流換熱為主要方式的采暖，稱為對流采暖。系統(tǒng)中的散熱設(shè)備是散熱器，因而這種系統(tǒng)也稱為散熱器采暖系統(tǒng)。利用熱空氣作為熱媒，向室內(nèi)供給熱量的采暖系統(tǒng)，稱為熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。它也是以對流方式向室內(nèi)供熱。輻射采暖是以輻射傳熱為主的一種采暖方式。輻射采暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備，主要采用金屬輻射板或以建筑物部分頂棚、地板或墻壁作為輻射散熱面。輻射采暖系統(tǒng)輻射采暖：指提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面中一個或多個表面的溫度，形成熱輻射面，依靠輻射面與人體、家具及圍護(hù)結(jié)構(gòu)其余表面的輻射熱交換進(jìn)行采暖的技術(shù)方法。輻射采暖的分類按供熱范圍：局部輻射采暖、集中輻射采暖；按輻射面溫度：高、中、低溫輻射采暖；按熱媒：熱水、蒸汽、空氣和電輻射采暖。地板輻射采暖系統(tǒng)的組成地板輻射系統(tǒng)局部圖S1.2城市集中供熱管網(wǎng)

（districtheatsupplynetwork）一、城市集中供熱管網(wǎng)的組成城市集中供熱管網(wǎng)是由城市集中供熱熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)。熱網(wǎng)由輸熱干線、配熱干線、支線等組成。輸熱干線自熱源引出，一般不接支線；配熱干線自輸熱干線或直接從熱源接出，通過配熱支線向用戶供熱。熱網(wǎng)管徑根據(jù)水力計算確定。在大型管網(wǎng)中，有時為保證管網(wǎng)壓力工況，集中調(diào)節(jié)和檢測供熱介質(zhì)參數(shù)，而在輸熱干線或輸熱干線與配熱干線連接處設(shè)置熱網(wǎng)站。

1、熱網(wǎng)的形式(1)按布置形式：枝狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)輻射管網(wǎng)二、熱網(wǎng)的形式及熱力接入口

主要根據(jù)城市熱負(fù)荷分布情況、街區(qū)現(xiàn)狀、發(fā)展規(guī)劃以及地質(zhì)地形條件等確定，一般布置成枝狀。當(dāng)由多熱源供熱時，為了互相備用，提高供熱的可靠性和靈活性，各熱源的輸熱干線間可設(shè)連通管，也可布置成環(huán)狀。大城市也可按分區(qū)布置成輻射狀管網(wǎng)。市區(qū)管線多沿街道一側(cè)與其它地下管線平行布置。熱網(wǎng)的布置應(yīng)盡量使管線走在熱負(fù)荷中心，供熱半徑最短，對城市干擾最少，施工和運行管理方便。（2）按介質(zhì)的流動形式：根據(jù)熱媒流動的形式，供熱系統(tǒng)可以分為封閉式、半封閉式和開放式三種。在封閉式系統(tǒng)中，用戶只利用熱媒所攜帶的部分熱能，剩余的熱能隨熱媒返回?zé)嵩矗衷僖淮问軣嵩鲅a(bǔ)熱能。在半封閉式系統(tǒng)中，用戶既消耗部分熱能又消耗部分熱媒，剩余的熱媒和它所含有的余熱返回?zé)嵩础Ｔ陂_放式系統(tǒng)中，不論熱媒本身或它所攜帶的熱能都完全被用戶利用。其中，水的供熱系統(tǒng)可分為單管、雙管、三管和四管式等幾種(見圖)。單管式(開放式)系統(tǒng)初投資少，但只有在采暖和通風(fēng)所需的網(wǎng)路水平均小時流量與熱水供應(yīng)所需網(wǎng)路水平均小時流量相等時采用才是合理的。一般，采暖和通風(fēng)所需的網(wǎng)路水計算流量總是大于熱水供應(yīng)計算流量，熱水供應(yīng)所不用的那部分水就得排入下水道，這是很不經(jīng)濟(jì)的。三管式系統(tǒng)可用于水流量不變的工業(yè)供熱系統(tǒng)。它有兩條供水管路，其中一條供水管以不變的水溫向工藝設(shè)備和熱水供應(yīng)換熱器送水，而另一條供水管以可變的水溫滿足供暖和通風(fēng)之需。局部系統(tǒng)的回水通過一條總回水管返回?zé)嵩?。四管式系統(tǒng)的金屬消耗量很大，因而僅用于小型系統(tǒng)以簡化用戶引入口。其中兩根管用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)，而另兩根管用于采暖、通風(fēng)系統(tǒng)。最常用的是雙管熱水供熱系統(tǒng)，即一根供水管供出溫度較高的水，另一根是回水管。用戶系統(tǒng)只從網(wǎng)路熱水中取走熱能，而不消耗熱媒。2、熱力接入口（熱網(wǎng)與采暖用戶的連接）

直接連接間接連接

三、管材和管道敷設(shè)

1.管材采暖管道通常采用鋼管；室外采暖管道采用無縫鋼管和鋼板卷焊管；室內(nèi)采暖管道采用普通焊接鋼管或無縫鋼管；地板采暖管有PE-X管、XPAP管、PB管、PP-R管。2、室外管道敷設(shè)方式供熱管線有地下敷設(shè)和地上敷設(shè)兩種方式。地下敷設(shè)不影響城市交通和市容，是城市供熱廣泛采用的敷設(shè)方式。地下敷設(shè)又分為有溝敷設(shè)和直埋敷設(shè)。有溝敷設(shè)是指供熱管道敷設(shè)在地溝內(nèi)，管道本身不承受外界荷載。地溝分三種：①通行地溝除敷設(shè)管道外,還設(shè)有高度不小于1.8米的人行通道，工作人員可以進(jìn)入溝內(nèi)巡視、檢修和更換管道。多用在熱源出口及不允許開挖路面的地方。②不通行地溝其尺寸只考慮管道施工操作條件，工作人員不能進(jìn)入。這種地溝橫斷面尺寸小，造價較低。③半通行地溝介于通行地溝和不通行地溝之間，地溝內(nèi)的人行通道尺寸較小，工作人員只能巡視及簡單操作。直埋敷設(shè)是指管道直接埋設(shè)于土壤之中。無地溝，管道本身直接承受外界荷載。其造價低，施工簡便，是一種有發(fā)展前途的敷設(shè)形式。地上敷設(shè)也稱架空敷設(shè)，其造價便宜，維修方便，多用于工業(yè)區(qū)、郊區(qū)、地下水位高、永久凍土區(qū)、濕陷性土壤區(qū)等地質(zhì)構(gòu)造特殊的地區(qū)，以及跨越鐵路、公路、河流等地段。多數(shù)設(shè)專用支架。地上敷設(shè)根據(jù)支架高度不同，分為高支架、中支架、低支架和地面敷設(shè)。高支架的高度在4.5米以上,一般在跨越公路、鐵路等障礙物時采用；中支架高度為3米左右,在一般工業(yè)區(qū)內(nèi)采用；低支架高度為0.5～1米左右，在城郊空曠地區(qū)或工業(yè)區(qū)沿工廠圍墻敷設(shè)時采用；地面敷設(shè)是利用管枕將管道墊起，和地面保持一定的間隙作排水用，只在地面相當(dāng)平整時采用。第二節(jié)燃?xì)夤こ?/p>

一、燃?xì)獾姆诸?/p>

二、燃?xì)庀到y(tǒng)

三、燃?xì)夤艿腊惭b

第二節(jié)燃?xì)夤こ桃?、燃?xì)獾姆诸惾細(xì)猓阂钥扇細(xì)怏w為主要組分的混合氣體燃料。城鎮(zhèn)燃?xì)猓褐阜蠂乙?guī)范要求的，供給居民生活、公共建筑和工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)作燃料用的，公用性質(zhì)的燃?xì)狻７诸悾?/p>

1.天然氣

2.液化石油氣

3.人工燃?xì)舛?、燃?xì)庀到y(tǒng)1、燃?xì)夤艿老到y(tǒng)(1)系統(tǒng)的組成1)輸氣干管。2)中壓輸配干管。3)低壓輸配干管。4)配氣支管。5)用氣管道。(2)系統(tǒng)的形式

1)一級系統(tǒng)。2)二級系統(tǒng)。3)三級和多級系統(tǒng)。低壓—中壓A兩級管網(wǎng)系統(tǒng)示例城市：三個區(qū)氣源：天然氣儲氣：末端儲氣城市燃?xì)夥峙湔荆?個（東、西）中壓管網(wǎng)：

1個環(huán)；有9個區(qū)域調(diào)壓站：向低壓管網(wǎng)供氣（民用、公建、小工業(yè)）；

3個專用調(diào)壓站：工業(yè)用戶。低壓管網(wǎng)：3個環(huán)網(wǎng)(3)系統(tǒng)壓力分級

1)城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊摧斔腿細(xì)獾膲毫Ψ旨?)液態(tài)液化石油氣管道按設(shè)計壓力分為三級(3)系統(tǒng)壓力分級

單一氣源的小城鎮(zhèn)可以采用低壓一級管道系統(tǒng)；供氣量中等規(guī)模，建筑層數(shù)較低而建筑物又較分散的中小城市，可采用中壓一級管道系統(tǒng)。目前我國大多數(shù)城市采用中、低壓兩級管道系統(tǒng)。

2.燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)(1)燃?xì)忾L距離輸送系統(tǒng)。由集輸管網(wǎng)、氣體凈化設(shè)備、起點站、中間調(diào)壓計量站、壓氣站、分配站、電保護(hù)裝置等組成。(2)燃?xì)鈮核蛢Υ嫦到y(tǒng)。

組成：壓送設(shè)備、儲存裝置工藝：有低壓儲存、中壓輸送；低壓儲存、中低壓分路輸送等。3.燃?xì)庀到y(tǒng)附屬設(shè)備(1)凝水器用以收集、排除燃?xì)獾哪?2)補(bǔ)償器用以調(diào)節(jié)因環(huán)境溫度變化而引起的管道膨脹與收縮。

(3)調(diào)壓器其作用是降低和穩(wěn)定燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的壓力。

(4)過濾器用以清除燃?xì)庵械幕覊m、焦油等雜質(zhì)。

三、燃?xì)夤艿腊惭b

1.燃?xì)夤艿啦牧线x用

一般情況下，煤氣、天然氣的中、低壓管道系統(tǒng)可以采用鑄鐵管或聚乙烯管和鋼管。高壓、次高壓系統(tǒng)必須采用鋼管。液態(tài)、氣態(tài)液化石油氣管道均采用鋼管。室內(nèi)燃?xì)夤芏嗖捎缅冧\鋼管。2.室外燃?xì)夤艿腊惭b（簡）(1)管道安裝基本要求。

1)地下燃?xì)夤艿缆裨O(shè)的最小覆土厚度應(yīng)符合如下要求：①埋設(shè)在車行道下時，不得小于0.8m；②埋設(shè)在非車行道(或街道)下時，不得小于0.6m；③埋設(shè)在庭院內(nèi)時，不得小于0.3m；④埋設(shè)在水田下時，不得小于0.8m。

3)與水管、熱力管、燃油管和惰性氣體管道在同一管架敷設(shè)時，其上、下敷設(shè)的垂直凈距不宜小于250mm，與同一管架上平行敷設(shè)的其他管道的最小水平凈距不宜小于150mm。4)與輸送腐蝕性介質(zhì)的管道共架敷設(shè)時，燃?xì)夤艿缿?yīng)架在上方。5)煤氣管道調(diào)壓器的室外進(jìn)口管處，應(yīng)設(shè)置閥門。6)放散管(孔)、放散閥設(shè)置。7)燃?xì)夤艿浪娩摴茉诎惭b前應(yīng)做防腐處理。8)室外燃?xì)怃摴艿篮附訉腹さ囊蠹昂缚p的無損探傷要求同室內(nèi)管道。9)煤氣管道敷設(shè)時，其坡向應(yīng)符合干管坡向凝水器、支管坡向干管、小口徑管坡向大口徑管的原則。10)位于防雷保護(hù)區(qū)之外的架空燃?xì)夤艿兰胺派⒐軕?yīng)接地。11)地下燃?xì)夤艿篱y門的安裝應(yīng)平整，不得歪斜。12)鑄鐵管的連接應(yīng)采用S型機(jī)械接口，接口填料使用燃?xì)庥孟鹉z圈，接口時兩管中心線應(yīng)保持一直線。