Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 187

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

§ 3.2. Паровое отопление

 

Принцип работы парового отопления. Паровое отопление отли­

чается от водяного тем, что вместо воды в нагревательные

прибо­

ры подается пар, который в них о х л а ж д а е т с я (если при

входе в

нагревательные приборы пар перегрет) и конденсируется.

Образо ­

вавшийся конденсат возвращается в котлы или в бойлерные уста­

новки для последующего использования. Система парового отоп­

ления

работает и в

том случае, если конденсат у д а л я ю т

из нее,

но это не выгодно,

так как связано с потерей

тепла.

 

 

В системах парового отопления обычно применяют

насы­

щенный пар,

при

 

конденсации

которого

выделяется

теплота

парообразования

(например, при

давлении

1,1 бар

выделяется

2254,3

кдж/кг,

при

этом теплосодержание

воды

составляет

426,2 кдж/кг),

идущая на нагревание воздуха

отапливаемого поме­

щения. Применение перегретого пара не дает существенных пре­

имуществ по сравнению с насыщенным паром. Массовая теплоем­

кость

перегретого пара м а л а по сравнению с теплотой

парообразо ­

вания.

Поэтому

д а ж е

при значительном перегреве пара количество

тепла,

которое

отдает

пар воздуху отапливаемого

помещения в

результате о х л а ж д е н и я до температуры насыщения, на много меньше теплоты парообразования . Но повышение температуры пара от его перегрева существенно увеличивает потери тепла при транспортировке пара в нагревательные приборы.

При конденсации

насыщенного

пара в нагревательных прибо­

рах его температура

не изменяется.

Коэффициент теплообмена на

стороне конденсирующегося пара на много больше, чем на стороне нагреваемого воздуха. Поэтому термическое сопротивление нагре­

вательных приборов на внутренней поверхности значительно

мень­

ше, чем на наружной, и средняя

температура нагревательных

при­

боров существенно не отличается

от температуры насыщения

кон­

денсирующегося пара . Если давление пара превышает атмосфер­ ное, то температура насыщения будет выше 100°С, что нарушает санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к системам отопления ж и л ы х и общественных зданий .

В случае передачи отапливаемому помещению одинакового количества тепла необходимая поверхность нагрева приборов при

паровом отоплении низкого и высокого давления

будет

меньше,

чем при водяном отоплении. Это объясняется более

высокой тем­

пературой поверхности приборов и большими значениями

коэффи ­

циентов теплопередачи приборов при паровом отоплении по сравне­

нию с теми

ж е данными

при водяном отоплении. Поверхности при­

боров

при паровом отоплении

на 30—40% меньше,

чем при водя­

ном.

М а л а я

плотность

пара,

б о л ь ш а я энтальпия

и увеличенный

коэффициент теплопередачи нагревательных приборов уменьшают тепловую инерцию систем парового отопления. Система быстро остывает и быстро нагревается в отличие от систем водяного отоп­ ления — весьма теплоемких и поэтому обладающих большой теп-

56

ловой инерцией. М а л а я

инерционность парового отопления

делает

его пригодным для отопления тех помещений, в которых

периоди­

чески поддерживают нормальную температуру (театры,

кинотеат­

ры, спортивные залы,

мастерские, работающие

в одну

или две

смены) .

 

 

 

 

 

При паровом отоплении пар в паропроводах и нагревательных

приборах

перемещается

за счет разности его

давлений

в

начале

и в конце

паропровода.

П о д д е р ж и в а я разность

давлений

на

необ­

ходимом уровне, пар транспортируют с большой скоростью и на

большие

расстояния.

 

 

 

 

Трубопроводы в паровой системе разделяются

на

паропроводы

(до нагревательного прибора) и конденсатопроводы

(от

нагрева ­

тельного

прибора

до генератора т е п л а ) .

 

 

 

Системы парового отопления низкого давления могут быть двух­

трубными

и однотрубными, с

верхней, нижней и

средней

развод­

кой, с самотечным

возвратом

конденсата в котлы

или бойлеры, а

т а к ж е разомкнутыми с конденсационным баком,

тупиковой и по­

путной разводкой трубопроводов, с «сухим» и «мокрым»

конденса-

топроводом.

 

 

 

 

 

В нашей стране наибольшее распространение получили двух­ трубные системы парового отопления с верхней разводкой. Двух ­ трубные системы с нижней разводкой пара применяются в тех слу­ чаях, когда по местным условиям невозможно проложить паро­ провод под потолком или на чердаке. Среднюю разводку паропро­ водов применяют в тех случаях, когда по местным условиям не­ возможно проложить паропровод под потолком, на чердаке, у пола или в подпольных каналах . В двухтрубных системах с нижней и средней разводкой распределительные стояки, по которым конден­

сат направляется против движения пара,

д о л ж н ы иметь высоту

не

более двух этажей .

 

 

Вертикальные однотрубные системы

парового отопления

с

верхней и нижней разводкой у нас не применяют, так как в тру­ бопроводах таких систем конденсат движется навстречу пару, что вызывает гидравлические удары, сопровождающиеся резким шу­ мом. В редких случаях применяются однотрубные системы паро­

вого

отопления

с горизонтальной разводкой пара.

 

 

Системы парового отопления с самотечным возвратом

конден­

сата могут применяться при избыточном давлении пара

не

более

0,05

бар. Р а д и у с

действия таких систем не превышает 50 м.

При

более высоком

давлении для самотечного возврата конденсата

необходимо заглублять котлы, что связано с устройством

подвалов

и увеличением

стоимости строительства.

 

 

Обычно применяют разомкнутые системы парового отопления с перекачкой конденсата центробежным насосом.

Если конденсат пара не полностью заполняет сечение конденсатопровода, системы парового отопления называют с «сухим» кон-

денсатопроводом. «Сухие»

конденсатопроводы с л у ж а т одновре­

менно д л я отвода воды и

воздуха.

57

Если конденсат заполняет все сечение кондепсатопровода, си­ стемы парового отопления н а з ы в а ю т с «мокрым» конденсатопроводом; в этом случае прокладывают отдельный воздушный трубопро­ вод, располагаемый выше уровня воды в конденсатопроводе.

Применяются в основном «сухие» конденсатопроводы. «Мок­ рые» конденсатопроводы предусматривают в тех случаях, когда по каким - либо причинам (например, при большой длине кондепсато­ провода) конденсатопроводы не удается расположить с требуемым уклоном.

При движении по паропроводам насыщенного пара происходит

частичная его

конденсация вследствие отдачи тепла трубами в

о к р у ж а ю щ у ю

среду. Особенно много конденсата образуется при

запуске системы отопления, когда пар проходит по холодным тру­

бопроводам . Чтобы

исключить

скопление

конденсата,

могущее

вызывать местную закупорку всего сечения

паропровода и

как

следствие

резкий гидравлический

удар, все

паропроводы

прокла­

д ы в а ю т с уклоном

не менее 0,002 в сторону движения пара.

Кон­

денсационные линии п р о к л а д ы в а ю т с таким

ж е уклоном

по

на­

правлению

к котлу

или конденсационному баку.

 

 

Таким образом, паровая система отопления отличается от водя­ ной следующими признаками: в паровой системе нет расширитель­ ного сосуда; воздух удаляется из системы не через верхнюю точку

системы^'а внизу (в подвале, в помещении котельной),

перед

мес­

том

попадания

 

конденсата в котел, через специально

устраивае ­

мую

воздушную

трубу.

 

 

 

 

 

На' рис.

3.8

показана

схема

двухтрубной

системы

парового

отопления

с самотечным

возвратом конденсата в котел. Из котла

пар

поступает

в

главный

стояк

/, затем в магистральные паропро-

 

а)_

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

'л

 

 

 

 

T

U

M

 

I

 

 

I

 

n^-r -OYb/-r -nf

 

 

I 7

 

 

I

 

 

 

 

 

Кгидравлическому затвору •

Рис. 3.8. Схема двухтрубной системы отопления с самотечным возвратом конденсата в котел

а - в е р х н я я разводка; ff—средняя (промежуточная) разводка

58

воды 2 и паровые стояки, а из них через подводки 4 входит в на­ гревательные приборы 6. О б р а з о в а в ш и й с я конденсат через ветки 5 по конденсатным стоякам 7, конденсато-сборную магистраль 8 и общий стояк 9 самотеком возвращается в котел. Воздух, запол ­ няющий трубопроводы и приборы до пуска системы и выделяю ­

щийся

 

при

конденсации пара,

вытесняется

паром из

паропровода

в нагревательные

приборы, откуда вместе

с конденсатом

попадает

в магистраль 3,

которая через

открытую

воздухоотводящую

трубу

/ /

сообщается

с

атмосферой

в точке

 

10.

Эта

точка

находится

на

0,2—0,3 м выше уровня воды

I I — I I

 

в трубе

9. Коиденсатная

ма­

гистраль 8 не полностью заполняется

конденсатом;

над

верхним

его

уровнем

движется

воздух. Сечение

I I — I I

отстоит от

сечения

I — I ,

обозначающего

уровень

воды

в

котле до его растопки, на

расстоянии

/г, которое

соответствует

избыточному давлению

пара

в котле

(например, при избыточном

давлении

пара

0,2

бар

вели­

чина

Ii

равна

2

м).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Все нагревательные приборы в такой

системе располагают

вы­

ше сборной

коиденсатной магистрали,

чтобы их не з а л и в а л о

водой.

В схеме, показанной на рис. 3.8, а, пар поступает в нагрева­ тельные приборы по стоякам сверху вниз, при этом конденсат, об­ разующийся в стояках - паропроводах, стекает по стоякам труб вниз в одном направлении с движением пара. Исключение составляет главный стояк, в котором образующийся при движении пара (вследствие тепловых потерь трубопроводами) конденсат стекает навстречу пару. В схеме, показанной на рис. 3.8, б, паровая маги­ страль прокладывается под потолком одного из этажей, и часть си­ стемы, расположенная выше паровой магистрали, аналогична си­ стеме с нижней разводкой, а другая часть, расположенная ниже паровой магистрали, аналогична системе с верхней разводкой. Д о ­ стоинство этой схемы заключается в том, что магистральный паро­ провод прокладывается в отапливаемом помещении.

На рис. 3.9, а показана схема двухтрубной системы отопления

с нижней

разводкой пара . Д л я

удаления

конденсата

из

магист­

ральных

паропроводов низшая

точка магистрального

паропровода

2 соединяется через водяной затвор с коиденсатной

линией. Вы­

сота h\ водяного затвора несколько больше высоты столба

воды,

соответствующего давлению пара в точке О. При верхней

и

про­

межуточной разводках попутный конденсат

удаляется

из

магист­

ральных паропроводов непосредственно через нагревательные при­ боры.

На рис. 3.9, б показана

двухтрубная

схема парового

отопления

с промежуточной

разводкой

и «мокрым»

конденсатопроводом.

При давлении

пара на выходе из котла выше 1,2 бар,

а

т а к ж е

при расположении нагревательных приборов немного выше

котла,

на одном с ним

уровне или

ниже его применяют системы

отопле­

ния с перекачкой конденсата в котел насосом. В этом случае в схе­ му включают сборный конденсатный бак, куда самотеком стекает

59

Смотрите также файлы