《供热系统与供热站》课件

供热系统与供热站欢热热课课将讲热计迎参加《供系统与供站》程本程系统解供系统的设、识们将础讨热热热运行和管理知我从基概念出发，深入探源、供管网、供关键内站设备等容过课习将现热术践应热通本程学，您掌握代供系统的技原理和实用，了解供趋势节术为热计行业的最新发展和能技，从事供工程设、建设和运行管理工坚础作奠定实基课程概述基础知识1绍热组员认介供系统的基本概念、成部分及分类方法，帮助学建立系统知框架技术内容2讲热热热术计养专深入解源、供管网、供站及其设备的技特点和设方法，培业技能管理运维3阐热计费识维系统述供系统的自动化控制、运行管理、量收等实用知，提升运能力发展趋势4热来热展望供行业的未发展方向，包括清洁能源利用、智慧供和分布式能源系热话题统等点第一章供热系统基础1知识框架将绍热组历这本章介供系统的基本概念、成部分、分类方法及发展史些基础识续节关键知是理解后章的2学习目标过习员将热结通本章学，学能够理解供系统的基本原理和构，掌握不同类型热供系统的特点和适用条件3实践意义这础识将术员选择计热些基知帮助工程技人在实际工作中正确和设供系统，为续术应础后的技用打下基4发展视角热历热术进规来趋势了解供系统的发展史，有助于把握供技的演律和未发展专，提升业视野供热系统的定义

1.1基本定义工作原理热将热热过热过热产热供系统是指能从源通供系统通源生能，依热热转换热热媒输送到用户的能与输靠媒通常是水或蒸汽在管满环将热热传配系统它是足建筑物采暖、网中循流动，能从源热产热终现热生活水和工业生能需求的递到用户端，实能的有效术重要技系统利用系统目标热标满供系统的核心目是安全、可靠、经济、舒适地足用户的采暖需求时环，同注重能源利用效率和境保护供热系统的组成部分

1.2输配系统热源热负责热2包括供管网、泵站等，媒的输产热锅热1送和分配生能的装置，如炉房、电厂、热可再生能源源等热力站连枢纽进热3接一次网和二次网的，行交换数调节5和参监控系统用户系统现热监测4实供系统的自动控制、和管理内热建筑物的散设备、管道和控制装置组挥协调热稳热来每个成部分都发着不可替代的作用，相互配合，确保整个供系统的定运行和高效运行源是整个系统的能量源，输热传热数调节关键环节终热释配系统是能递的通道，力站是参的，用户系统是最的能放装置供热系统的分类

1.3按热媒种类分类按供热范围分类按热媒参数分类热热热为热热热过热热压水供系统使用水作媒，温集中供系统源集中，通网向高温水系统供水温度大于110℃，区热规较热度一般在95-130℃，适用于民用建筑采广大域用户供，模大、效率高力高，输能力强暖区热区内热热域供系统在特定域设置源低温水系统供水温度低于110℃，安热为热该区内热较现热蒸汽供系统使用蒸汽作媒，温，向域用户供全性好，能耗低，是代供系统的热产选择度高、输能力强，多用于工业生和热栋独主要旧分散供系统每建筑或每户设置部分老系统热较立源，灵活但效率低集中供热系统的优势

1.4能源利用效率高环境污染少供热可靠性高热热热集中供系统采用大型源集中处理烟气排放，采用高集中供系统设备配置齐全尘设备，能源利用率可达85-效除、脱硫、脱硝装置，，自动化程度高，设有完善热浓专90%，比分散供高出20-污染物排放度低，且排放的安全保护装置，且有业热产对围环术员维热30%尤其是电联方式点高，周境影响小技人操作护，供可综锅，能源合利用效率可达相比分散小炉，可减少靠性和安全性大幅提高₂80%以上SO排放70%以上用户舒适度好热数热集中控制供参，量供应稳定，室温波动小，用户舒适感好智能控制系统的应进内用一步提升了室温度匀稳的均性和定性供热系统的发展历史

1.51早期阶段19世纪末热纪欧为热锅产供系统起源于19世末的美国家，最初采用蒸汽作媒，由蒸汽炉生蒸过这结简单难汽，通管道输送到用户种系统构，但温度控制困，能耗高2发展阶段20世纪初-中期热热开热产术开水供系统始普及，电联技兴起，大大提高了能源利用效率二次网闭环热始采用式循系统，供安全性和经济性得到改善3成熟阶段20世纪后期术应热现热计调节术开自动化控制技广泛用，变流量供系统出，量和温度技始推广预术热损制直埋保温管道技推广，降低了失和工程造价4现代阶段21世纪术热应热智能化、信息化技在供系统中广泛用，清洁能源和可再生能源源比例增加热为趋势热术断低温供系统成，供与制冷一体化技不发展第二章热源热源系统优化1热协调多源同运行和优化度热源运行管理2监测效率、安全控制与排放管理热源种类选择3资根据源条件和用户需求确定热源系统设计4选容量确定、设备型与系统配置热源基本功能5为热热供系统提供所需能将详细绍热术选择热热脏环们将传热本章介各类源的工作原理、技特点、适用条件及方法源是供系统的心，其类型和效率直接影响整个系统的经济性和保性我从统源到现热进讲员热计识代清洁源行全面解，帮助学掌握源系统的设和运行知热源的类型

2.1燃煤锅炉房燃气锅炉房热电联产可再生能源热源CHP为资为时产热热质使用煤炭作燃料，投成本使用天然气作燃料，污染排同生电能和能的系统，包括地能、太阳能、生物较热综环低，但污染排放高，需要配放少，自动化程度高，效率能源合利用效率高达80-能等，保清洁，运行成本低尘热为压资较资套除、脱硫、脱硝设备可达90-95%启停灵活，适90%分抽汽式、背式等，但初投大，受源条件约为稳区热来热效率65-75%，适用于煤用于气源定地的中小型供多种类型，是大型集中供系限制是未源发展的重要资区热热较热资炭源丰富地的大型供系系统，但燃料成本高统的理想源，但投大、建方向统设周期长锅炉房

2.2设计规划锅计虑负应环炉房设需考荷需求、燃料供、保要求等因素容量配置通常采用N+1则锅锅选应综虑原，即设置一台备用炉，确保系统安全可靠运行炉房址合考燃料运输、烟气排放、噪声影响等因素主要设备锅锅给烧尘炉房主要设备包括炉本体、水系统、燃系统、除设备、烟气处理系统、水现锅烧术净处理设备等代炉房普遍采用低氮燃技和高效烟气化装置，减少污染物排放自动控制进锅现锅烧先的炉房配备完善的自动控制系统，实炉燃优化控制、水位控制、安全保热负调锅护等功能自动控制系统能根据供荷变化，自动整炉出力，提高运行效率安全管理锅关须进炉房属于特种设备，安全管理至重要必建立完善的安全管理制度，定期行检维员须证岗严执规设备查和护，操作人必持上，格行操作程，防止事故发生热电厂

2.3热电联产原理热电厂类型热产时产热为压电联是同生电能和能按汽轮机类型分抽汽式、背过的能源利用方式，通回收发电式和抽背两用式三种抽汽式灵过热热热负较程中的余供，大大提高能活性好，适用于电荷变化传压源利用效率统火电厂能源利大的情况；背式能源利用率高仅为热产热负稳区用率35-40%，而电联，适用于荷定的工业；节结可达80-90%，是能减排的重抽背两用式合两者优点，但系术杂要技统复热电厂特点热热径热电厂供半大，一般可达20-30公里，适合大型集中供系统初投资热综虑高，建设周期长，但长期运行经济性好电厂的建设需要合考负热负现电力荷和荷的匹配性，以实最佳经济效益可再生能源热源

2.4热热绿选择热质热烧热热热资热稳可再生能源源是供系统的色，主要包括地能、太阳能、生物能、空气源泵和垃圾焚等类型地能利用地下水或干岩源，供定可靠，热资较辅热但受地理条件限制太阳能供系统投成本高，且受天气影响大，通常需配备助源质废弃为热虑问题热区较区生物能利用农林物、秸秆等作燃料，是一种碳中和的源方式，但需考燃料收集和运输空气源泵在温和气候效率高，但极寒地性能下降烧热问题热举严垃圾焚电厂既解决了垃圾处理，又提供了能，一两得，但需格控制污染物排放热源选择考虑因素

2.5社会效益评价1虑环考境影响、就业机会等经济性分析2综资费合投成本与运行用技术可行性3满负足荷需求与安全要求资源可获得性4应稳趋势燃料供定性与价格热选择热计问题综虑须评当资状获趋势热源是供系统设的首要，需要合考多方面因素首先，必估地能源源况，包括燃料的可得性、价格及其长期其次，要分析供负负规热径荷特性，包括荷大小、变化律和供半等术虑热维难则综虑资维费还虑环技可行性分析需要考源的可靠性、安全性、自动化水平和护度经济性分析需合考初投、运行成本、护用和使用寿命等此外，需考导标终应过术较选择热保要求和政策向，如碳排放限制和可再生能源利用目等最，通技经济比，最适合的源方案第三章供热管网1管网功能2管网结构热连热纽带负责热热结为环状状供管网是接源和用户的，媒的输送和分配一供管网按构可分网和枝网两种基本类型，实际工程计将热热结计须虑应个设合理、运行良好的管网系统，能够安全可靠地能从中常采用混合构管网设必考安全性、经济性、适性传应负源递到各个用户，并能适荷变化和各种运行工况和发展性等多方面因素3技术要点4发展趋势计计热计径偿现热预热监管网设涉及水力算、力算、管确定、管道敷设、补代供管网向着制直埋、低温供、智能控的方向发展计术环节计开术应断设、支架布置等多个技合理的管网设可以降低能耗新型保温材料和非挖技的用，不提高管网的能效和施工热损、减少失、延长系统寿命效率管网结构类型

3.1枝状管网环状管网混合型管网状结树状环状闭结环状状结枝管网构如枝，由干管、分支管网中的主要管道形成合回路，混合型管网合了和枝构的特连组结简单过径获热环状管和接管成其特点是构，各用户可通不同路得媒其优点，主干管采用布置，分支管采用资计热热稳状这结证热投少，水力算方便，但供可靠性点是供可靠性高，管网水力特性定枝布置种构在保供可靠性较资较计杂时资低，一处故障可能影响多个用户，但投大，水力算复的同，又控制了投成本状负环状负枝管网适用于用户分散、荷密度小管网适用于用户集中、荷密度大混合型管网是实际工程中最常见的形式区区区环状现应负的地，以及分期建设的新发展域的城市中心域管网可以实双，具有良好的适性和经济性在荷应过连热较区环状结围在实际用中，可通设置备用接管向供，即使某段管道发生故障，也能密度大的域采用构，在外过径继续热区状结提高系统可靠性通其他路向用户供域采用枝构管道材料和保温

3.2管道材料选择保温材料特性管道敷设方式防腐与寿命热矿热蚀供管道常用材料包括碳钢管、无常用保温材料包括棉、玻璃棉、供管道敷设方式主要有地沟敷设管道系统的寿命主要受腐影响，缝铸胀选择综钢管、铁管、塑料管等其中聚氨酯泡沫、膨珍珠岩等、直埋敷设、架空敷设和合管廊需采取有效的防腐措施外部防腐应应虑导热数层阴内碳钢管用最广泛，具有强度高、保温材料考系、耐温性敷设目前直埋敷设因其施工周期通常采用涂防护和极保护，热蚀现维观则过质价格适中的优点在低温水系统、吸水性、耐腐性等因素代短、护成本低、景影响小而被部防腐通水处理和化学加药热质预来现计中，交联聚乙烯PEX管、聚丙烯供管道多采用聚氨酯硬泡沫保广泛采用制直埋保温管由工作实合理的防腐设可使管网导热数层层组PP-R管等塑料管因其防腐性能好温，其系低，防水性能好，钢管、保温和外防护成，整使用寿命达到30年以上热损、安装方便而日益普及使用寿命长体性好，失小管网布置原则

3.31安全第一应开区线时管道路由避危险域，与其他地下管保持安全距离，减少交叉管道穿越建筑物、道路或铁路，需采取特殊保护措施2最短路径满术尽缩热损资应尽绿带维在足技要求的前提下，量短管道长度，减少失和投成本管网布置量沿道路或化敷设，便于施工和护3适应地形应虑时进专计管网布置充分考地形地貌，利用自然坡度布置排气排水装置在穿越河流、铁路等障碍物，需行门设4预留发展计应虑规热区扩应预难管网设考城市发展划和供域展的可能性，主干管道留一定的发展余量，避免后期改造困管网水力计算

3.4确定计算流量热负计计计为根据供荷和供回水温差算各段管道的设流量算公式G=为为热负为热为Q/c·Δt，其中G流量，Q荷，c水的比容，Δt供回水温差计计础准确算流量是管网设的基确定管径和水速选择径为过根据流量和经济流速管管道经济流速一般

0.5-

1.5m/s，低会增加径资过径计管和投，高会增加能耗和噪声管确定后，再算实际流速是否在合围内理范计算沿程阻力计损为使用达西公式算管道沿程阻力失hf=λ·L·v²/2g·d，其中λ摩擦数为为为内径数诺数关系，L管长，v流速，d管摩擦系与管道粗糙度和雷有计算局部阻力阀弯计为为门、头等引起的局部阻力算公式hz=ξ·v²/2g，其中ξ局部阻数对较简为力系于长度长的管网，局部阻力可化沿程阻力的20-30%管网热力计算

3.5距离km供水温度℃回水温度℃热计热热损热过导热质力算的主要目的是确定管网中媒的温度变化和失媒在管网中输送程中会发生温降，供水温度降低，回水温度升高，致供回水温差减小，影响末端用户的供量热损计为₀为传热数为径为热₀为环传热数层关现预热损管道失算公式q=k·π·d·t-t，其中k系，d管，t媒温度，t境温度系与管材、保温厚度和材料有代制直埋保温管的失一般控制在每公里过热热损计结调热获热不超供量的2-3%基于失算果，需要整源出口温度，确保最不利用户得足够量第四章供热站供热站外观设备布置监控系统热为独热内应现热进监测供站通常立建筑或设置在建筑物地供站设备布置遵循工艺流程合理、代供站配备先的自动控制和系计虑观协调维节约则现监下室，外部设需考城市景性，操作修方便、用地的原主要设统，实无人值守或少人值守运行控内满维换热胀时监测压数部需足设备安装、运行和护的空间备包括器、水泵、膨装置、水处理系统能实水温、力、流量等参现热来趋标虑负调节状态要求代供站越越向准化、模设备、自动控制系统等，布置需考安全，并根据荷变化自动设备运行计维块化设间距和修空间，提高系统能效供热站的定义和作用

4.1基本定义主要功能热连热热将热供站是接源和用户系统的中供站的核心功能是一次网的环节热数转换调节传给时调节间，是力参和的能递二次网，同水温、关键为压满设施根据功能不同，可分水和流量，以足用户需求此换热压热还质站、混水站、减站等类型外，供站承担水处理、系统热现热数监测供站是实集中供系统安全、补水、参和安全保护等功能现热热还高效、经济运行的重要保障在代供系统中，供站具数远监有据采集和程控功能系统位置热热连热环节在供系统中，供站处于接源和用户的中间，是

一、二次网的分界热热较数热点一次网由源至供站，一般采用高参；二次网由供站至用户，参数较这结热时证侧低，更安全可靠种构使源能够高效运行，同保用户的安全性供热站的分类

4.2分类依据类型主要特点适用条件换热过换热现热传热按功能分类站通器实量适用于集中供系统，质热较远递，

一、二次网介不源距离用户混合过热应混水站通混合不同温度的水适用于同一源供不调节数供水温度同参要求的系统压热压压减站降低蒸汽或水力，适用于用户所需力低满压足用户使用要求于一次网力的情况区换热规区按位置分类域站模大，服务多个建筑适用于建筑密集，便，集中设置于集中管理楼栋换热规单栋站模小，服务或几适用于分散建筑，便于栋计建筑分户量热远监现热按自动化程度全自动供站无人值守，程控适用于代化供系统，要求高度自动化热数过半自动供站部分参自动控制，需适用于自动化改造渡检热定期巡期的供系统热调节数简单热手动供站人工操作参适用于供系统或热早期供系统换热站

4.3换热设备一次侧系统2现热传实

一、二次网量递的核心1连热数热接源，接收高参媒二次侧系统连数热3接用户，输送适宜参媒5辅助设备控制系统监测水处理、补水、等功能保障4调节数运行参，保障安全高效换热热过换热现热传时这结热站是最常见的供站类型，其核心功能是通器实一次网和二次网之间的量递，同保持两个系统的水力隔离种构使源能时证侧热热够高效运行，同保用户的安全性一次网通常采用高温水（95-130℃），二次网采用低温水（60-95℃）现换热换热换热积维换热调节侧代站普遍采用板式器，其特点是效率高、体小、护方便站的自动控制系统能根据室外温度和用户需求，自动二次现热换热计侧压渗供水温度和流量，实供的精确控制和能源的高效利用站的水力系统设需确保

一、二次力平衡，防止漏和串流混水站

4.4高温进水热热进从源接收高温水，通常温度在95-130℃之间高温水管路上设置温度压传调节阀监测进数、力感器和门，用于和控制水参混合调节过调节阀将通混合装置（如三通或混水管）高温供水与回水混合，降低供水温负时调度混合比例由自动控制系统根据室外温度和荷需求实整循环输送环将调热环频循泵温后的水输送至用户系统循泵通常采用变控制，根据实际调转还压监测稳流量需求整速，降低电耗系统配备力、流量装置，确保定运行回水处理过过滤热用户回水经和必要的处理后部分回到混合点，部分返回源回水系统胀维压稳配有补水装置、膨罐等，持系统力平衡和水量定减压站

4.5蒸汽减压站热水减压站安全保护措施压压热压热压压须蒸汽减站用于降低蒸汽力和温度，使水减站用于降低水系统的工作力减站必配备完善的安全保护装置，包压阀压压阀压监测紧断其符合用户需求主要设备包括减、，保护低用户设备主要设备包括减括安全、力系统和急切装置阀压压阀将阀阀压过滤压选须压安全、疏水器和力表等减可、安全、力表和器等减站等设备型和安装必符合力容器相压压压连层关规员专训高蒸汽（如

1.6MPa）降至用户所需通常设置在高低系统的接处，或高安全范操作人需接受业培，时应区热检维力（如

0.4MPa），同蒸汽温度也相建筑的分供系统中定期查和护设备，确保安全运行降低第五章供热站主要设备换热设备换热热负责热传现热器是供站的核心设备，

一、二次网之间的量递代供站多换热传热积维采用高效板式器，具有效率高、体小、护方便等优点循环设备环负责热环关循水泵媒的输送和循，直接系到系统的水力平衡和能耗泵选对的型和运行方式系统的经济性和可靠性有重大影响补水设备损维压稳补水设备用于补充系统运行中的水失，持系统力定包括补水胀压稳泵、膨水箱、定补水装置等，是系统安全定运行的保障控制设备现热枢负责监测调节自动控制系统是代供站的神经中，和系统运行数现赖参，实智能化、高效率运行，降低人工操作依换热器

5.1板式换热器管壳式换热器换热器选型与计算换热组热换热组换热选应虑热负压板式器由一系列金属板片成，管壳式器由壳体和管束成，一种器型考供荷、工作力侧进热换热内内数质媒在板片两流动行交其特点媒在管流动，另一种在壳体流动、温度参、水条件和经济性等因素传热数结坚压换热计热计计是系高（3000-5000W/m²·K）其特点是构固，承能力强（可器的算包括力算和水力积轻别蚀，体小，重量，占地少特适合达

1.6MPa以上），耐腐性好，使用寿算两部分现紧换热于代凑型站命长热计换热积力算确定所需面F=换热过换热传热数较为热负为传板式器易于拆卸清洗，且可通增管壳式器的系低（1000-Q/K·LMTD，其中Q荷，K调换热积应积较较热数为对数计减板片整面，适性强然而2500W/m²·K），体大，占地多系，LMTD平均温差水力压对较对质维对难对质较选，其承能力相低，且水要求清洗护相困，但水要求算确定流体阻力，影响泵的型和能耗较维质较区换热应应高，需定期清洗护低，适合水条件差的地使用器有10-20%的容量裕度，以对负荷变化循环水泵

5.2离心泵立式管道泵变频控制热现环频术离心泵是供系统最常用的水泵类型，依立式管道泵是一种直接安装在管道上的泵代循泵多采用变控制技，根据系转产将积这调节转现靠叶轮高速旋生离心力水输送出去，占地面小，安装方便种泵通常用统需求自动泵的速，实按需供水结为单级级单级环扬节频根据构可分泵和多泵，于二次网循，程和流量适中，噪声低、能运行变控制可使泵的能耗降低结简单维扬现换热选择时数泵构，护方便，多用于程要求，是代站的常用立式管道泵30-50%，同减少启停次，延长设备场级扬场维对简单换频还现软不高的合；多泵适用于高程合的护相，更机械密封不需拆卸寿命变控制可实启动，减少水锤现泵体象，保护管网补水设备

5.3补水泵膨胀水箱定压补水装置水处理设备将胀纳导压压须过当结补水泵用于处理后的补充水输送膨水箱用于容系统水温变化定补水装置是集补水、定、排补充水必经适处理，防止维压积胀压过维蚀软到系统中，持系统正常工作力致的体膨，防止系统力高气等功能于一体的设备，能自动垢和腐水处理设备通常包括选级胀为开闭压围内软补水泵通常用多离心泵，具常见膨水箱分式和式两持系统力在设定范它通常化器、除氧器和加药装置等化较扬压开简压传结有高程以克服系统力补水种式水箱与大气相通，构造由补水泵、力感器、控制器和处理可降低水的硬度，防止垢；应单闭胀内胀组现蚀泵的流量根据系统容量和可能的但易受污染；式膨水箱部膨罐成，可实全自动运行除氧处理可去除溶解氧，防止腐为侧侧为当压时过缓蚀剂泄漏量确定，一般系统容量的2-有隔膜，一充氮气，一系统系统力低于设定值自动补水；加药处理通添加等化学压时剂5%水，工作力可达

0.6MPa，高于设定值自动停止药保护管道系统调节阀门

5.4调节阀热数执为调节阀压阀阀阀调节阀过调门是供系统参控制的行机构，按功能可分流量、差控制、温度控制和安全等流量控制通管道的流量大小，常见的有电动节阀调节阀调节阀现远和手动，电动可与自动控制系统联动，实程控制压阀维压稳负时现热阀调节阀差控制用于持系统局部的差定，防止在荷变化出噪音或供不均温度控制能根据设定温度自动流量，如三通混合可混合不同温度的水流调节阀则压过时压阀选虑径应出水温度安全是系统力超安全值自动泄的保护装置，保障系统安全运行门型需考口、流量特性、控制精度和响速度等因素膨胀装置

5.5压对适用力MPa相成本胀热纳积胀压过损热热过积胀约为须过胀进调节开胀膨装置是供系统的重要安全设备，用于容系统水温变化引起的体膨，防止系统力高造成设备坏水在加程中体膨4-5%，必通膨装置行式膨水箱是最简单胀压的膨装置，但容易受污染且只适用于低系统闭胀内将为侧预侧连当时胀进内压缩当时胀将现热式膨罐有橡胶隔膜罐体分气水两部分，气体一充氮气，水一与系统通系统温度升高，膨水入罐气体；系统冷却，气体膨水推回系统代供系统多采用压胀监测调节压稳智能定补水装置，它集成了补水泵、膨罐和控制系统，能自动和系统力，运行更加定可靠第六章供热系统自动化智能化系统1数大据分析和智能决策集成控制系统2数协调多参控制与优化网络通信系统3数传远监据输与程控现场控制系统4压温度、力、流量基本控制传感测量装置5数转换参采集与信号热现热术内过传执现对热数监测调节供系统自动化是代供技的核心容，它通各种感器、控制器和行机构，实供系统运行参的自动、分析和，提高系统的安全性、可靠性和经济性随着信术热简单单数数协调数息技的发展，供自动化已从的参控制发展到多参控制，再到基于互联网和大据的智能控制将绍热关键术应压热内们将讨过术热本章系统介供自动化的基本原理、技和主要用，包括温度控制、力控制、流量控制和智能化供系统等容我探如何通自动化技优化供系统运行，提高时满能源利用效率，降低运行成本，同提升用户舒适度和意度。