蒸汽采暖

郭海君

蒸汽采暖也就是蒸汽供热系统，城市集中供热系统中用水为供热介质，以蒸汽的形态，从热源携带热量，经过热网送至用户。靠蒸汽本身的压力输送，每公里压降约为0.1兆帕，中国热电厂所供蒸汽的参数多为0.8-1.3兆帕，供汽距离一般在3-4公里以内。蒸汽供热易满足多种工艺生产用热的需要；蒸汽的比重小，在高层建筑中不致产生过大的静压力；在管道中的流速比水大，一般为25-40米/秒；供热系统易于迅速启动；在换热设备中传热效率较高。但蒸汽在输送和使用过程中热能及热介质损失较多，热源所需补给水不仅量大，而且水质要求也比热网补给水的要求高。

蒸汽供热管网的系统节能技术：

蒸汽供热管网的系统节能技术主要由两个关健产品所组成。

1、凝结水回收器适用于电力、化工、石油、冶金、机械、建材、交通运输、轻工、纺织、橡胶等工业部门及宾馆、医院、商场、写字楼等单位的蒸汽锅炉实现高温凝结水和二次汽回收利用。也适用于蒸汽采暧和中央空调溴化锂制冷系统。

2、低位热力除氧器适用于蒸汽锅炉和热水锅炉高标准除氧。

主要技术内容

一、基本原理

1、凝结水回收器具有五个创造性：除污装置、自动调压装置、汽蚀消除装置、水泵最佳流态和自控。在保证正常回水的情况下，适当提高调压装置的特制阀门压力，一是有利于闪蒸在容器内的二次凝结，回收二次汽；二是二次汽向水面施压，保证水泵防汽蚀必需的正压水头；三是形成闭式压力系统，保证设备及管道内无氧腐蚀。

2、低位热力除氧器第一级，形成数个“圆锥形水膜裙”与上升的蒸汽产生强烈的热交换，氧气基本被除净。第二级，篦栅和网波填层除氧，当进水条件差（水温低、含氧多、水量波幅大）时，除氧器仍正常工作。第三级，水箱内再沸腾除氧。

二、技术关健

1、凝结水回收器的自动调压装置和汽蚀一消蚀装置配合应用，有效地解决了水泵汽蚀“泵癌”的世界难题。

2、低位热力除氧器充分利用二次经汽蚀削除装置，有效地解決了水泵汽蚀“泵癌”世界难题。

蒸汽供热系统的特点：

1、热水在系统散热设备中，靠其温度释放出热量，而且热水的形态不发生变化。蒸汽在系统散热设备中，靠水蒸汽凝结成水放出热量，形态发生了变化。

2、由于蒸汽具有比容大，密度小的特点，因而在高层建筑供暖时，不会像热水供暖那样，产生很大的水静压力。此外，蒸汽供热系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快，很适宜用于间歇供热的用户。

一、蒸汽采暖系统的基本原理

以水蒸气作为热媒的采暖系统称为蒸汽采暖系统。水在锅炉中被加热成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽靠自身压力作用通过管道流入散热器内，在散热器内放热后，蒸汽变成凝结水，凝结水经过疏水器后沿凝结水管道返回凝结水箱内，再由凝结水泵送人锅炉重新被加热变成蒸汽。

蒸汽采暖系统的凝结水回收方式，应根据二次蒸汽利用的可能性及室外地形，管道敷设方式等决定，可采用以下几种回水方式：

（1）闭式满管回水；

（2）开式水箱自流或机械回水；

（3）余压回水。

蒸汽采暖系统中，蒸汽在散热设备内定压凝结成同温度的凝结水，发生了相态的变化。通常认为进入散热设备的蒸汽是饱和蒸汽，流出散热设备的凝结水温度为凝结压力下的饱和温度，进汽的过热度和凝结水的过冷度均很小，可忽略不计。因此可认为在散热器内蒸汽凝结放出的热量就等于蒸汽的汽化潜热。

二、蒸汽作为热媒的特点

与热水相比，蒸汽作为热媒有如下特点：

1、用蒸汽作为热媒，可同时满足对压力和温度有不同要求的多种用户的用热要求。既可满足室内采暖的需要，又可作为其他热用户的热媒。

2、蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热，热媒平均温度为相应压力下的饱和温度。热水在散热设备内靠温降放出显热，散热设备的热媒平均温度一般为其进、出口水温平均值。因此，蒸汽采暖系统每公斤热媒的放热量比热水采暖系统的放热量大，散热设备的传热温差也大。在相同热负荷条件下，蒸汽采暖系统比热水采暖系统所需的热媒质量流量和散热设备面积都要小。因而使得蒸汽系统节省管道和散热设备的初投资。

3、蒸汽和凝结水在管路内流动时，状态参数（密度和流量）变化大，甚至伴随相变。从散热设备流出的饱和凝结水通过疏水器和凝结水管路，压力下降的速率快于温降，使部分凝结水重新汽化，形成“二次蒸汽”。这些特点使得蒸汽供热系统的设计计算和运行管理复杂，易出现“跑、冒、滴、漏”问题，处理不当时，降低蒸汽供热系统的经济性。

4、蒸汽密度比水小，适用作高层建筑高区的（特别是高度大于160m的特高层建筑）采暖热媒，不会使建筑物底部的散热器超压。

5、蒸汽热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快。

6、蒸汽流动的动力来自于自身压力。蒸汽压力与温度有关，而且压力变化时，温度变化不大。因此蒸汽采暖不能采用改变热媒温度的质调节，只能采用间歇调节。因此使得蒸汽采暖系统用户室内温度波动大，间歇工作时有噪声，易产生水击现象。

7、用蒸汽作热媒时，散热器和管道的表面温度高于100℃。以水为热媒时，大部分时间散热器表面平均温度低于80C。用蒸汽作为热媒时散热器表面有机灰尘将会影响室内空气质量。同时易烫伤人，无效热损失大。

8、蒸汽管道系统间歇工作。蒸汽管内时而流动蒸汽，时而充斥空气；凝结水管时而充满水，时而进入空气。管道（特别是凝结水管）易受到氧化腐蚀，使用寿命短。

由于上述特点，蒸汽作为热媒的采暖系统目前一般用于工业建筑及其辅助建筑，也可用于采暖期比较短以及有工业用汽的厂区办公楼。