市政工程培训课件热力网及热力站.ppt

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1、1注册公用设备工程师（动力）执业资格考试专业考试辅导热力专业部分(一)2热力专业部分1.燃料与燃烧 2.锅炉原理 3.汽轮机原理 4.锅炉房工艺设计 5.汽机房工艺设计 6.热力网及热力站 36.热力网及热力站6.1 掌握各类热负荷的计算方法、负荷特性和负荷曲线图。6.2 熟悉各种供热系统的特点、热网供热参数的选择原则。6.3 熟悉热网布置原则、各种敷设方式的特点、适用条件。6.4 掌握换热计算、保温计算方法。6.5 掌握热力网水力计算的基本方法、热水管网系统水压图的绘制原则、热网系统应设置的安全保护措施。46.热力网及热力站6.6 掌握热网管道的强度计算、节点的推力及应力计算及纵向失稳的验算

2、6.7 熟悉热网管道补偿器种类、适用条件。6.8 掌握热水供热管网系统定压方式、适用条件。6.9 掌握热力网各种调节方式、特点、适用条件。6.10 掌握热力站系统设计原则和常用设备的选型与计算。56.热力网及热力站第一节 热力管道的布置及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节6第一节 热力管道的布置及敷设一、热力管道的布置原则二、热力管道的敷设方式三、架空敷设四、地沟敷设五、直埋敷设p3087一、热力管道的布置原则n热力管道的布置总的原则是技术上可靠、经济上合理和施工维修方便

3、其具体要求如下：（1）热力管道的布置力求短直，主干线应通过热用户密集区，并靠近热负荷大的用户。（2）管道的走向宜平行于厂区或建筑区域的干道或建筑物。（3）管道布置不应穿越电石库等由于汽、水泄漏会引起事故的场所，也不宜穿越建筑扩建地和物料堆场。并尽量减少与公路、铁路、沟谷和河流的交叉，以减少交叉时必须采取的特殊措施。当热力管道穿越主要交通线、沟谷和河流时，可采用拱形管道。p3088一、热力管道的布置原则（4）管道布置时，应尽量利用管道的自然弯角作为管道受热膨胀时的自然补偿。如采用方形伸缩器时，则方形伸缩器应尽可能布置在两固定支架之间的中心点上。如因地方限制不可能把方形伸缩器布置在两固定支架之间

4、的中心点上，应保证较短的一边直线管道的长度不宜小于该段全长的三分之一。（5）一般在热力地沟分支处都应设置检查井或人孔，当直线管段长度在100150m的距离内时，虽无地沟分支，也宜设置检查井或人孔。所有管道上必须设置的阀门，都应安装在检查井或人孔内。（6）在从主干线分出的支管上，一般情况下都应设置截断阀门。p3089一、热力管道的布置原则（7）在下列地方，蒸汽管道上必须设置疏水阀：1）蒸汽管道上最低点。2）被阀门截断的各蒸汽管道之最低点。3）垂直升高管段前的最低点。4）直线管段每隔1150m的距离内设置一个疏水阀。（8）热水管道及凝结水管道应在最低点放水，在最高点放气。p30810二、热力管道的

5、敷设方式室外热力管道p308枝状管网优点：系统简单，造价较低，运行管理较方便缺点：没有供热的后备性能一般情况采用环状管网优点：具有供热的后备性能缺点：投资和金属消耗量都很大辐射状管网优点：控制方便，并可分片供热缺点：投资和金属消耗量都将增大占地面积小而工房密集的小型工厂11n地处山区工厂的热力管道，应注意地形的特点，因地制宜地布置管线，并应注意避免地质滑坡和洪峰口对管线的影响。一般可采用下列几种布置方式：（1）热力管道应根据山区特点，采取沿山坡或道路低支架布置。（2）热力管道直径DN150mm，可沿建筑物外墙敷设。（3）爬山热力管道宜采用阶梯形布置。（4）热力管道跨越冲沟或河流时，宜采用沿桥或

6、沿栈桥布置成拱形管道，但应特别注意管道底标高度应高于最高洪水位。二、热力管道的敷设方式p30912n工厂区的热力网管道，宜采用架空敷设。（一）优先选用架空敷设的几种情况（1）地形复杂（如遇有河流、丘陵、高山、峡谷等）或铁路密集处。（2）地质为湿陷性黄土层和腐蚀性大的土壤，或为永久性冻土区时。（3）地下水位较高或降雨量较大的地区。（4）地下管道纵横交错、稠密复杂，难于再敷设热力管道时。（5）具有架空敷设的煤气管道、化工工艺管道等，可考虑与热力管道共架敷设的情况下，采用架空敷设既经济又节省占地面积。三、架空敷设p30913架空敷设三、架空敷设p309中支架：高支架：低支架：山区建厂和在不影响交通的

7、地区人行交通频繁地段交通要道和当管道跨越铁路、公路时最经济0.51.0m22.5m4.5m支柱材料便宜施工维修方便可用套管伸缩器耗钢材多基建投资大建设周期长维修管理不便材料一般为钢材、钢筋混凝土等14三、架空敷设15四、地沟敷设地沟敷设p310通行地沟半通行地沟不通行地沟1、管道通过不允许挖开的路面处时2、数量多或管径较大，管道垂直排列高度大于或等于1.5m维护管道方便，但基建投资大、占地面积大1、地面不允许挖开，且采用架空敷设不合理2、管道单排水平布置地沟宽度受到限制土壤干燥、地下水位低、管道根数不多且管径小、维修工作量不大时应用最广泛16五、直埋敷设（一）氰聚塑直埋保温管 氰聚塑直埋保温管

8、系由钢管、防腐层、保温层和保护层四部分组成 保温管的性能：（1）使用温度：通用型120 ，高温型150 适用介质有热水、低压蒸汽或其他热介质，（2）使用寿命：推测保温管的使用寿命在15年以上（3）每公里温降：经多次实地监测，每公里保温管中介质温降不超过1。p31217五、直埋敷设（二）“管中管”预制保温管 “管中管”预制保温管是由钢管、导线、保温层和保护层等四部分构成。保温层采用聚氨脂硬质泡沫塑料，保护层为高密度聚乙烯外套管。导线又称报警线，可使检测渗漏自动化，确保热力网正常运行。耐温在120以下。p31218五、直埋敷设（三）直埋管道的敷设方式1、无补偿方式（1）安定性分析理论（ASME规范

9、该规范所采用的应力分为一次应力、二次应力及峰值应力。规范对不同应力规定不同的应力强度限制值，在设计计算中以一次应力和二次应力的组合形式来进行校核。（2）弹性分析理论。是北欧各国设计直埋管道的依据，主要特点是供热管网在工作之前必须进行预热，产生一个预拉应力，预热温度是在管道运行温度和限制的最低温度之间。要求预热温度与工作温度及最低温度的温差所产生的热应力，不得超过管材的许用应力。p31319五、直埋敷设2、有补偿方式 当管道温度过高，或难以找到热源预热时，即热力管网不具备采用无补偿方式的条件，则可采用有补偿方式。（1）有固定点方式 在补偿器两侧设置固定点，补偿器至固定点的间距不得超过管道最大安

10、装长度（2）无固定点方式 校核直管段长度是否超过最大安装长度Lmax的两倍p314203直埋管道敷设方式的选择n无补偿方式优于有补偿方式。而在无补偿方式中，敞开式又优于覆盖式。所以，在热力网设计中，应优先考虑到用无补偿敞开式预热方式。n 在有补偿方式中，虽然无固定点方式计算工作量大，但它具有投资少、占地面积小及运行安全等优点，这是在城市热力网及其他热力网设计中，应优先采用的直埋管道敷设方式。p314五、直埋敷设21（六）直埋管道设计计算p31422（六）直埋管道设计计算p31423（六）直埋管道设计计算p31524（六）直埋管道设计计算p31425（六）直埋管道设计计算p31526n（七）直埋

11、管道设计及施工要点p317276.热力网及热力站第一节 热力管道的布置及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节28第二节 热力管道系统 一、热力管道种类及其参数（）蒸汽管道（1）饱和蒸汽管道（压力PN1.6MPa）。（2）过热蒸汽管道（压力PN1.6MPa，温度350）（二）废汽管道，例如锻锤废汽管道（三）热水管道（1）低温水管道，供水温度95、回水温度70。（2）高温水管道，供水温度与回水温度有三种组合：15090、130 70、11070。（四凝结水管道（1）自流式凝结水管

12、道。（2）余压式凝结水管道。（3）压力式凝结水管道。p31829二、热力管道系统n热力管道系统包括热水系统、蒸汽系统和凝结水系统p318热力管道系统单管双管三管四管开式系统闭式系统热媒水蒸汽取决于各用户热负荷的特点和参数要求，也取决于热源的种类30二、热力管道系统n水作为热媒与蒸汽相比，有下列优点：（1）热能利用效率高，可节约燃料2040（2）能够远距离输送，供热半径大。（3）在热电厂供热情况下，可充分利用低压抽汽，提高热电厂的经济效率。（4）蓄热能力大。（5）便于质调节。p31931二、热力管道系统n以蒸汽为热媒，与水比较有下列优点：（1）蒸汽作为热媒，能满足各种用户的用热的要求。（2）蒸汽

13、的放热系数大，可节约用户的散热器面积，即节约工程的初投资。（3）与热水系统比较，可节约输送热媒的电能消耗。（4）蒸汽密度小，在高层建筑物中或地形起伏不平的区域蒸汽系统中，不会产生像水那样大的静压力，因此用户入口连接方式简单。p31932（一）热水系统1热水制备方式（1）利用锅炉制备热水（2）利用热交换器（换热器）制备热水（3）利用蒸汽喷射器制备热水（4）利用容积式加热器制备热水p31933（一）热水系统2、热水系统的定压方式 采用高温水系统时，为保证热水系统正常运行需维持稳定的水力工况和保证系统中不发生气化所需的压力，应设置定压设备。n定压设备必须满足下列各项要求：（1）在循环水泵运行时，应保

14、证整个热水系统中高温水不发生汽化。（2）在循环水泵停止时，热水系统的静压线应高于与系统直接连接用户的最高充水高度。（3）在循环水泵运行或停止时，与系统直接连接的用户室内系统的压力，不得超过散热器的允许压力。（4）定压装置必须操作简单。（5）定压装置的投资最省。p319343、几种常用的定压方式（1）开式膨胀水箱定压p319 它具有设备简单、工作安全可靠的优点，是低温热水系统常用的定压方式。353、几种常用的定压方式（2）补水泵定压p320363、几种常用的定压方式（3）氮气定压方式p320373、几种常用的定压方式（4）采用低位膨胀水箱自动稳压补水装置定压p32038（二）蒸汽系统1、蒸汽系统

15、的选择（1）凡是用户用汽参数相同的中小型工厂，均采用单管供汽系统。（2）凡是用户用汽参数相差较大，可采用双管供汽系统。（3）采暖期短、采暖通风用汽量占全厂总用汽量50以下时，为节约初投资费用，可采用单管供汽系统。采暖期较长，采暖通风热负荷超过全厂总负荷一半时，如采暖通风以蒸汽为热媒时，则可采用双管供气系统，其中一根蒸气管供应采暖通风用汽，只在采暖期运行；（4）凡全厂绝大多数用户以蒸汽为热媒，只有个别用户以水为热媒，则可在这些用户附近或在某一用户内建一换热站。全厂仍可采用单管供汽系统，而以换热站为中心自成一个热水系统。p32139（三）凝结水系统1，凝结水回收原则（1）凡是符合锅炉给水水质要求的

16、凝结水，都应尽可能回收，使回收率达到80以上。（2）凡是加热油槽或有毒物质的凝结水，当有生活用汽时，严禁回收（3）高温凝结水宜利用或利用其二次蒸汽，不宜回收的凝结水宜利用其热量。（4）对可能被污染的凝结水，应装设水质监测仪器和净化装置，经处理后达到锅炉给水水质要求的凝结水才予以回收。p32240（三）凝结水系统2，凝结水系统的分类p322凝结水系统开式系统闭式系统余压凝结水系统自流式凝结水系统加压凝结水系统自流式凝结水系统低压自流式凝结水系统高压自流式凝结水系统闭式满管凝结水系统41（三）凝结水系统3、自流式凝结水系统 依靠管网始末端的位能差作为动力，将各用户的凝结水送至锅炉房的凝结水箱或凝结

17、水泵站的水箱中去。p323（1）低压自流式凝结水系统适用于低压（P70kPa）蒸汽系统的回水，且厂区较小的工厂。42（三）凝结水系统（2）高压自流式凝结水系统p323 由于此种系统为开式系统，管路腐蚀严重；二次蒸汽向大气中排放，不但造成热量损失同时也污染周围环境。43（三）凝结水系统（3）闭式满管凝结水系统。p323 闭式满管凝结水系统适用于地形平坦，且二次蒸发汽可以利用的工厂高压蒸汽系统。44（三）凝结水系统4、余压凝结水系统 余压凝结水系统是依靠疏水阀的背压，将凝结水送至凝结水箱。p32445（三）凝结水系统5、加压凝结水系统p324 此种凝结水系统适用于地形起伏不平、用户分散、供热区域大

18、的热网。466.热力网及热力站第一节 热力管道的布置及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节47第三节 热力管道水力计算一、概述二、热负荷三、常用流速和粗糙度四、管径和压力损失计算五、水压图 p32548第三节 热力管道水力计算一、概述 管道水力计算的任务是根据介质流量和允许的压力损失，确定管径或根据管径和介质流量来验算压力损失。确定管道直径时，应根据运行中可能出现的最大流量和允许的最大压力损失来计算p32549第三节 热力管道水力计算 利用疏水阀后余压输送凝结水的管道，应按汽

19、水混合物状态计算，除二次蒸汽外，还应计入510的漏汽量。选用管径初压不宜大于疏水阀前蒸汽压力的40，由凝结水泵输送的压力回水管，管径应根据泵输送容量进行计算。管道设计在考虑发展富裕量时，必须要有可靠的依据。考虑到管子标准所允许的管径和管子壁厚的偏差，以及管子、附件所采用的阻力系数与实际情况的偏差等影响，在进行管道压力损失计算时，应考虑15的富裕量。p32550二、热负荷（一）热负荷的种类 热负荷主要有三种：生产热负荷、采暖通风热负荷（包括空调制冷热负荷）、生活热水供应负荷。p32551二、热负荷（二）热负荷的收集与核算 1、热负荷的收集 （1）热负荷资料包括：1）供热介质及参数要求。2）生产、

20、采暖、通风、生活小时最大及小时平均用热量。3）热负荷曲线。4）回水率及其参数。5）余热利用的小时最大、小时平均产汽量及参数。6）热负荷发展情况等。p325521、热负荷的收集（2）生产热负荷的收集n生产热负荷是全年性的负荷。由于生产工艺的要求，有的昼夜负荷变化较大，有的则是因为生产班次不连续使热负荷产生波动。p326531、热负荷的收集（2）生产热负荷的收集 在可能的条件下，还需要收集设计的产品数量、产品用热或用标煤的单耗指标、生产班次、季节生产特性及检修周期等。p326541、热负荷的收集（2）生产热负荷的收集 此外，还需要收集各季度具有代表性的典型生产日的小时热负荷资料p326551、热负

21、荷的收集（3）采暖热负荷资料的收集。采暖空调热负荷资料的收集，需根据该地区采暖期的划分、采暖空调期各月份的室外平均温度、室内采暖空调计算温度、当地采暖空调室外计算温度以及该地区各类建筑物的采暖空调热指标等，按要求逐项填写清楚。此外，还应向当地气象部门收集采暖期室外温度从10至采暖室外计算温度间各温度的延续小时数（或者气候特性曲线），以便绘制采暖年热负荷曲线图。p326561、热负荷的收集（3）采暖热负荷资料的收集。p327571、热负荷的收集（4）生活热水供热负荷资料的收集。生活热水供应热负荷是全年性负荷，带有一定性的季节变化特性，可按生产工艺热负荷方式填入表4中。p327581、热负荷的收集

22、5）收集热负荷资料的注意事项。对建设单位或其他有关部门提供的热负荷资料应进行认真的分析和核实，在核实和重点调查时有以下几点应予注意：1）有无不允许中断供汽的一级热负荷用户，此类用户的生产班次和同时率。2）对于供热连续性的要求，及中断供汽后对生产的影响。3）热用户生产用原材料的来源是否落实，产品是否适销对路，有无转产、停产的可能，以及转产、停产后的热负荷情况。4）对新增热用户的热负荷，应通过其初步设计以及主管领导机关批准的建设规模进行核实。5）对分散供热改为集中供热的用户，可通过验算进行核实。p32759 2、热负荷的核算（1）热负荷的折算。一般说来，收集到的热负荷资料，其载热质的参数和数量随

23、用户的不同而千差万别，必须换算成热电站出口或供热锅炉房锅炉出口处的载热质参数和数量，才能进行综合整理。p32760 2、热负荷的核算1）按热电站出口换算p32761 2、热负荷的核算 2）按供热锅炉房锅炉出口换算p32762 2、热负荷的核算 3）如果已知热用户的耗热量，则可按下式折算p32763（三）热负荷的典型曲线图绘制 1、生产热负荷曲线 热负荷曲线可按用汽量及热耗量绘制。按用汽量绘制的热负荷曲线的目的是为了保证用户用汽量，以决定热源的运行方式，而按热耗量绘制的热负荷曲线是为了计算热源的总热耗量。p32764 1、生产热负荷曲线（1）典型日热负荷曲线p32765 1、生产热负荷曲线（2）

24、月热负荷曲线（3）年生产热负荷曲线p32966 1、生产热负荷曲线 将上述年负荷曲线由高到低排列，则可得出图19的图形p32967 2、采暖（空调）热负荷曲线p329（1）日负荷曲线。68 2、采暖（空调）热负荷曲线p329（2）采暖（空调）年热负荷变化图69 3、生活热水供应热负荷曲线p33170（四）热负荷的计算n根据生产、采暖、通风、生活需要的热负荷，计算出的锅炉房设计的最大计算热负荷、平均热负荷，作为选择锅炉类型、台数，确定锅炉房规模和计算各种耗量之用。为此，必须对各种热负荷进行细致的调查研究。p33271（四）热负荷的计算（1）根据各热用户的热负荷曲线相加求得总热负荷曲线，其最大值及

25、平均值乘以K值（管网热损失及锅炉房自用汽系数），即求得锅炉房的最大计算热负荷Qmax及平均热负荷Qcp（2）若设计时无法取得热负荷曲线，则以热负荷资料进行计算。p332727374（四）热负荷的计算4）当热用户提不出设计热负荷时，可进行估算。民用建筑的采暖、通风、空调及生活热水热负荷的估算方法及具体取值，应根据城市热力网设计规范。p33375（四）热负荷的计算p33476（四）热负荷的计算p33477（四）热负荷的计算p33478（五）工业热负荷p335 工业热负荷包括生产工艺热负荷、生活热水热负荷和工业建筑的采暖、通风、空调热负荷，生产工艺热负荷的最大、最小、平均热负荷和凝结水回收率应尽量采

26、用热用户提供的设计资料，并按热网规范的方法进行验算。无设计资料时，对现有企业，应采用生产建筑和生产工艺的实际耗热数据，并考虑今后可能的变化；对规划建设的企业，可按不同行业项目估算指标中典型生产规模进行估算，也可按同类型、同地区企业的设计资料或实际耗热定额估算。79（六）热力网的负荷量计算p33580第三节 热力管道水力计算一、概述二、热负荷三、常用流速和粗糙度四、管径和压力损失计算五、水压图 81三、常用流速和粗糙度p33682四、管径和压力损失计算p33783四、管径和压力损失计算p33784四、管径和压力损失计算p33885四、管径和压力损失计算p33986四、管径和压力损失计算p3398

27、7第三节 热力管道水力计算一、概述二、热负荷三、常用流速和粗糙度四、管径和压力损失计算五、水压图 88五、水压图p339热水管网设计和运行中，常常以水压图的形式表示出系统各点压力大小和分布情况。如供暖区域的地形、室外热力管网连接的各用户室内系统的高度、循环水泵的扬程以及全部管网、用户系统的压力损失等，都直接影响水压图的变化。89五、水压图p339（一）绘制水压图时，水力工况应该满足的条件（1）循环水泵停止运行时，应保持必要的静压力。静压力应符合下列要求。90五、水压图p339（2）当循环水泵工作时，供水管网任何一点的压力应符合上述要求。（3）当循环水泵工作时，回水管网任何一点的压力，不应低于5

28、0kPa，且不应超过直接连接用户系统的允许压力。（4）供回水管网的压差，应满足用户系统所需要的压头。（5）保证循环水泵运行时，不产生汽蚀。91五、水压图p339（6）静水压线位置的确定1）静水压线最高位置，等于最低用户地面标高加上散热器工作压力，如果静水压线超过这个高度，散热器会因超压而破裂。2）静水压线最低位置，等于最高用户室内系统最高的标高加上供水温度下的饱和压力，再加上3050kPa的富裕压力。如果静水压线低于这个位置，则系统内将发生汽化。92五、水压图p33993五、水压图p339（二）水压图绘制的方法和步骤（1）一般以循环水泵入口中心线的高度为基准面，即OX。纵坐标y表示标高，横坐标

29、x表示水平距离，分别绘出OY、0X轴。94五、水压图p339（二）水压图绘制的方法和步骤（2）静水压线是循环水泵停止运行时，管网中各点压力的连接线，是一条水平直线。95五、水压图p339（二）水压图绘制的方法和步骤（3）回水管动水压线（图中BA）是循环水泵运行中回水管上各点的压力连线。用户回水管的始端压力最高，沿程克服阻力，到循环水泵入口处为最低。其坡度可根据水力计算结果或平均比压降确定。96五、水压图p339（二）水压图绘制的方法和步骤（4）供水管动压线（图中DC）是循环水泵运行时，供水管上各点的压力连线，热源处供水干管的始端压力最高，至最远用户处压力最低。其坡度可根据水力计算结果或平均比压

30、降确定。97五、水压图（三）几种类型的水压图1、补给水泵定压图 p34298五、水压图（三）几种类型的水压图补给水泵间歇补水定压p342补给996.热力网及热力站第一节 热力管道的布置及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节100第四节 管道热伸长及伸缩器一、管道热伸长的计算二、管道热补偿三、管道固定支架间距的确定四、支架荷载计算101一、管道热伸长的计算n当管道内供热介质及周围环境温度发生变化时，将引起管道的热胀、冷缩，使管壁内产生巨大的应力，如果此应力超过了管材的强度极限，

31、就会使管道造成破坏。管道的热伸长量，按下式计算p345102二、管道热补偿n为了保证管道在热状态下的稳定和安全，减少管道热胀冷缩所产生的应力，管道上每隔一定距离应当装设固定支架及补偿装置。常用的补偿装置有自然补偿、方型伸缩器、套管伸缩器、波型伸缩器和球型伸缩器等。p346103二、管道热补偿（一）自然补偿 利用管道敷设上的自然弯曲管段（L型或Z型）来吸收管道的热伸长变形，称为自然补偿。其优点是装置简单、可靠；其缺点是管道变形时产生横向位移。p346104二、管道热补偿1，自然补偿选用原则 一般采用L型、Z型及空间立体弯三种类型作为自然补偿器。（1）热力管网布置时，应尽量利用所有的管路原有弯曲的

32、自然补偿，当自然补偿不能满足要求时，才考虑装设各种类型的伸缩器。（2）当弯管转角小于150o时，能用L型作自然补偿；大于150o时不能用L型作自然补偿。（3）L型自然补偿的管道臂长不应超过2025m，弯曲应力不应超过80MPa。p346105二、管道热补偿p346106二、管道热补偿p347（二）方型伸缩器 方形伸缩器是用无缝钢管煨弯而成的（当管径较大时可用焊接弯管制成）。其优点是制造方便，补偿能力大，轴向推力较小，维修方便，运行可靠；其缺点是单向外伸臂较长，占地面积较大，需增设支架。107二、管道热补偿p3471，方形伸缩器选用原则（1）热力管网伸缩器一般都采用方形伸缩器，当该型伸缩器不便使

33、用时，才选用其他形式伸缩器。（2）方形伸缩器的自由臂（导向支架至伸缩器外伸壁的距离），一般为40倍公称直径的长度。（3）方形伸缩器安装时一般必须预拉伸，当介质温度为250时，预拉伸值为计算热伸长量的50；当介质温度为250400时为计算热伸长量的70。108二、管道热补偿p3472、方型伸缩器的类型 方型伸缩器是由四个90o弯头组成，常用的是如图所示的四个类型。109二、管道热补偿p347（三）套管伸缩器 热力管网在特殊情况下才使用套管伸缩器。其优点是安装简单，占地少，补偿能力较大，流体阻力较小；其缺点是轴向推力大，造价高，易漏水、漏汽，要求经常检修和更换填料。套管伸缩器选用原则：（1）套管伸

34、缩器一般用于管径大于100mm，工作压力小于1.3MPa（铸铁制）及1.6MPa（钢制），安装位置受到限制的热力管网上。（2）套管伸缩器不宜使用于不通行地沟之中。（3）单向套管伸缩器应安装在固定支架近旁的平直管段上，在其活动侧设导向支架。双向套管伸缩器设在固定支架中间，套管须固定，伸缩器工作极限界线应有显明的标记。110（四）波形伸缩器 在热力管网上不常使用波形伸缩器，因其强度较弱，补偿能力小，轴向推力大。但当管径较大（300mm以上）及压力较低（6表压以下）时，也采用波形伸缩器。1。波形伸缩器选用原则（1）波形伸缩器用钢制或铸铁制，钢板厚度采用3-4mm。（2）波形伸缩器的波纹以36个为宜。

35、3）安装波形伸缩器时，应预先冷紧，冷紧值为热伸长量的一半。二、管道热补偿p347111 2、波形伸缩器补偿能力的计算见下式二、管道热补偿p347112（五）球形伸缩器 球形伸缩器是利用球形管接头的随机弯转来解决管道的热胀冷缩问题。对于三向位移的蒸汽和热水管道最宜采用。工作介质可以由任意一端出入。最大优点是占地面积小，节省材料，不存在推力。缺点是存在侧向位移，易漏水、漏汽，要求加强维修。二、管道热补偿p348113（一）管道固定支架间距确定的原则 管道固定支架是用来承受管道因热胀冷缩时所产生的推力，为此，支架和基础必须坚固。固定支架的间距直接影响到管网的经济性，因此要求固定支架布置合理，使固定

36、支架允许间距加大以减少其数量。固定支架间距必须满足下列条件：（1）管段的热伸长量不得超过补偿器的允许补偿量。（2）管段因膨胀产生的推力不得超过固定支架所能承受的允许推力值。（3）不宜使管道产生纵向弯曲。，三、管道固定支架间距的确定p348114三、管道固定支架间距的确定p348115 管道支架承受的荷载一般可分为三类：（1）垂直荷载包括管道、管道附件、保温结构、管内输送的介质以及在某些情况下考虑管道水压试验时的水重，还有冰雪、积灰、平台和行人等荷载。（2）沿管道轴线方向的水平荷载 包括补偿器的反弹力，不平衡内压力，管道移动时的摩擦反力（如刚性活动支架等）或管架变位弹力（如柔性管架等）。（3）与

37、管道轴线方向交叉的侧向水平荷载 包括风荷载，拐变管道或支架传来的推力，管道横向位移产生的摩擦力等。四、支架荷载计算p349116四、支架荷载计算p349117四、支架荷载计算p349118四、支架荷载计算p350（二）沿管道轴向的水平荷载 沿管道轴向的水平荷载，即通常所说的轴向水平推力，其内容包括：1、补偿器的反弹力PK 当管道膨胀时，补偿器被压缩变形，由于补偿器的刚度而产生一个抵抗压缩的力量，这个力通过管道反作用于固定支架，这就是补偿器的反弹力。当使用套管式补偿器时，反弹力则为套管填料函的摩擦作用力；当使用波形补偿器时，此力为波纹管刚度所产生的推力；当采用球形补偿器时，此力为球形补偿器转动摩

38、擦力。119四、支架荷载计算p350（二）沿管道轴向的水平荷载管道内的不平衡压力P 当在两个固定支架之间所设的补偿器为套管式补偿器、轴向波形补偿器，而在补偿器一侧，又有阀门，且阀门关闭或堵板或固定支架设在靠近弯管段的情况下，由于内压力的作用，将有使补偿器脱开的趋势。为了不使补偿器脱开，固定支架必需有足够的刚度，以抵抗使补偿器脱开的力量，这个力就是管道内的不平衡内压力。120（二）沿管道轴向的水平荷载p350121（二）沿管道轴向的水平荷载p350122（二）沿管道轴向的水平荷载p350123（二）沿管道轴向的水平荷载p351（3）轴向水平荷载的牵制系数：当管架上设有多根管道时，它们之间会发生牵

39、制作用，牵制作用的大小与管道在支架上的布置方式有关：1）支架上管道数越多，牵制作用越大。2）常温管道的重量所占比例越大，牵制作用越大。3）管道中介质温度高的和温度低的，重量大的和轻的，其排列越对称，越均衡，牵制作用越大。4）双层支架上的管道牵制作用比单层的大。5）高温管道偏设于一侧时，牵制作用小。6）管道同时启动运行，牵制作用小。124（二）沿管道轴向的水平荷载p351（3）轴向水平荷载的牵制系数：支架设计时，应在满足工艺安装要求的条件下使管道布置尽可能有较大效果的牵制作用，以减少管架的轴向水平荷载。因此，当管道支架上有三根以上管道时，应将多根管的轴向水平荷载Pmc乘以牵制系数，管道布置的牵制

40、系数见表19。125（三）与管道轴向交叉的侧向水平荷载p351126五、固定支架推力计算p353固定支架承受的荷载由下列诸力组成：（一）垂直荷载（二）沿管道径向的风荷载（当有其他侧向水平推力时，按实际情况决定）（三）沿管道轴向的水平推力（1）各补偿器的反弹力之和，（2）各管道不平衡内压力之和。（3）中间活动支架通过管道传给固定支架的反作用力；当用刚性活动支架时为固定支架至补偿器间各活动支架的摩擦反力之和；当用柔性活动支架时为固定支架至补偿器间各活动支架的变位反力之和；当用半铰接活动支架时则忽略不计。127五、固定支架推力计算p353 不同形式补偿器在不同管道布置情况下固定支架推力计算 p354

41、 p3631286.热力网及热力站第一节 热力管道的布置及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节129第五节 管子和管道附件一、管子和管道附件的标准化 各种管道系统都是由管子和管道附件组成的。管道附件是指安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称，其中包括管件和阀件两部分。标准化的内容包含有直径、压力和几何尺寸的标准化p363130第五节 管子和管道附件一、管子和管道附件的标准化（）公称直径 DN（二）公称压力 PN（三）试验压力 ps（四）工作压力:为了保证管道系统的运行

42、安全，根据管道输送介质的各级最高工作温度所规定的最大压力，用P表示，其右下角附加介质最高温度数除以10所得的整数p363131第五节 管子和管道附件二、管子 管子的分类1、低压流体输送焊接钢管 2、流体输送用元缝钢管 3、螺旋缝电焊钢管 4、直缝电焊钢管5、直缝卷制电焊钢管 6、紫铜及黄钢管 紫铜7、铝及铝合金管p365132第五节 管子和管道附件三、常用阀件 （一）阀件的选用 使用任何阀件，都应当根据阀件的用途、介质特征、最大工作压力、介质最高温度以及介质的流量或管道的公称直径来选择。p366133三、常用阀件1、阀件的分类 （1）按用途分：n截断阀类，主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截

43、止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。n调节阀类，主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。n止回阀类，用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。n分流阀类，用于分配、分离或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。n安全阀类，用于超压安全保护。包括各种类型的安全阀。p366134三、常用阀件1、阀件的分类 （2）按压力分：真空阀，工作压力低于标准大气压 低压阀，PN1.6MPa 中压阀，PN=2.56.4MPa 高压阀，PN=1080MPa 超高压阀，PN100MPap366135三、常用阀件1、阀件的分类 （3）按工作温度分：高温阀，t450 中温阀，120t450 常温阀

44、30t120 低温阀，t30p366136三、常用阀件1、阀件的分类（4）其他分类方法：按阀体材料分为铸铁阀、铸钢阀、锻钢阀等；按驱动方式分为手动阀、电动阀、气动阀、液动阀等；按使用部门特点分为船用阀、水暖用阀、电站用阀等。p366137三、常用阀件2阀件的温压表 当阀件工作温度超过公称压力的基准温度时，其最大工作压力必须降低。阀件的工作温度和相应的最大工作压力变化表简称温压表，是阀门选用的基础。p366138三、常用阀件p368139三、常用阀件p369140三、常用阀件p369（二）有关阀件的计算141三、常用阀件p369（二）有关阀件的计算1426.热力网及热力站第一节 热力管道的布置

45、及敷设第二节 热力管道系统第三节 热力管道水力计算第四节 管道热伸长及伸缩器第五节 管子和管道附件第六节 管道保温及防腐第七节 热力站第八节 热力网的供热调节143第六节 管道保温及防腐一、概述 热力管道及其附件保温，是节能的重要措施之一。保温范围应根据具体工程的需要来确定，下面的规定可作为参考。（1）热力管道及其附件的表面温度高于50时，都应进行保温。但对于敷设于不通行地沟中的凝结水管道，如果不考虑二次蒸汽利用时可不进行保温。（2）在冬季室外空气温度低于0的地区，当架空敷设热力管道时，则所有热力管道及其附件均应进行保温。（3）所有热力管道保温层外面均应有防水措施，对于无沟敷设（直接埋地）的热

46、力管道的保温层外面应设有防水及防腐措施。p371144第六节 管道保温及防腐二、保温材料（一）保温材料的分类 凡是热导率小并具有一定耐热能力（可适应其所用的温度范围）的材料，在工业上都可作为保温材料，其热导率在温度为50100时不应超过0.32W/(m2）,其堆积密度一般要小于300kgm3，同时还应具有相当的耐热能力。保温材料一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。按其成分不向悦可分为有机材料和无机材料两大类。p371145二、保温材料热力管道和设备保温用的材料多为无机保温材料，此类材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点。例如：石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、蛭石、泡沫混凝土、硅酸钙，硅酸铝,复合

47、硅酸盐,岩棉等。低温保冷工程多用有机保温材料，此类保温材料具有容重轻、导热系数小、原料来源广、不耐高温、吸湿时易腐烂等特点，例如：软本、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛毡、羊毛毡等p372146二、保温材料 按照保温材料使用温度限度，保温材料又可分为高温、中温和低温三种。1.高温用的保温材料，使用温度可在700以上。2.中温用保温材料使用温度在100-700之间，是热力设备及管道常用的保温材料。3.低温用保温材料使用温度在100以下的保冷工程中。p372147二、保温材料（二）对保温材料的要求 选用管道及设备的保温材料，除应根据介质温度外，尚应满足下列各项要求：1、保温层材料 （1）热导率

48、小。（2）堆积密度小。（3）耐热温度高且不易燃烧。（4）具有一定的机械强度。（5）吸水率小。（6）施工方便和价格低廉。p372148二、保温材料（二）对保温材料的要求2，保护层材料（1）具有良好的防水性能。（2）堆积密度一般在8001500kgm3的范围内。（3）耐压强度应不小于0.8MPa。（4）热导率值在50时不大于0.35W/(m2)。（5）可燃性有机物含量不大于15。（6）在温度变化和振动的情况下不易开裂。p372149三、管道保温结构（一）对保温结构的要求 管道和设备的保温结构是由保温层和保护层两部分组成。保温结构应满足下列各项要求：（1）保证热损失不超过标准热损失。（2）保温结构应

49、有足够的机械强度（3）保护层的材料要有防水性能（4）要求选用热导率小、耐温高、无化学腐蚀、堆积密度小、抗压强度高、能够就地取材、施工方便的保温材料。（5）保温结构力求简单及外形整齐美观。（6）保温结构要考虑由于管道和设备产生振动而不致遭受破坏的一些措施。p372150三、管道保温结构（二）管道的保温结构 根据选用的保温材料和施工方法不同，保温结构有胶泥结构、填充结构、包扎结构、缠绕结构、预制品结构和浇灌结构等。p373151四、保护层（）概述 在管道保温材料外面加保护层，其目的在于防止保温材料在外力和内力作用下发生破坏，以及防止雨水的浸蚀。同时加保护层可使管道保温结构外表面整齐美观，也便于涂刷

50、各种色漆。根据保护层材料不同和施工方法不同，可以分为涂抹式保护层，金属保护层，毡、布类保护层，预制保温管的保护层。p373152四、保护层（）概述对保护层的要求如下：（1）具有良好的防水性能。（2）不易燃烧、化学稳定性好。（3）耐压强度高，在温度变化和振动的情况下不易开裂。（4）容重轻、热导率小。（5）结构简单、施工方便，使用寿命长。p373153四、保护层（二）涂抹式保护层（三）金属板保护层（四）毡、布类保护层 （1）玻璃布保护层。（2）沥青油毡保护层p373154五、金属腐蚀、涂料及防腐（一）金属的腐蚀 金属的腐蚀，是金属体所在处的环境，因化学或电化学反应引起金属表面耗损现象的总称。金属的