供热通风与空调工程技术专业哈尔滨电力职业技术学院供热教研室一､培养目标本专业培养适应社会主义现代需要的德､智､体､美全面发展,从事热力发电厂锅炉设备运行与检修,热网运行与检修,供热､通风与空调工程运行､设计､施工､管理高等技术应用性人才｡二､主要就业岗位群热电厂锅炉运行值班员､锅炉辅机值班员､热力网值班员､热力网检修员､水泵值班员､供热通风空调工程设计员､物业公司管理员､暖通空调系统运行维护及检修技术员等｡三､专业核心课程及主要实践环节锅炉(CFBB锅炉)､供热工程､工业通风与空气调节､认识实习､供热工程课程设计､专业实训､毕业综合训练､岗位实习等｡1专业知识<一> 锅炉(CFBB锅炉)部分1､热电厂与发电厂有何不同?发电厂单一发电,电厂循环效率低,热电厂即发电又供热,因为把冷源热损失有效的利用,热电厂循环效率高｡2､锅炉换热主要分几种形式?主要分两种形式,炉膛为辐射换热,炉膛出口到尾部烟道为对流换热,大约各占50%左右｡3､汽包的作用是什么?有三大方面:(1)汽水汇集,汽水分离;(2)汽包内有一定数量的饱和水,当外界负荷突变时可以减缓压力变化所造成的影响;(3)汽包上有安全门,加药,排污,事故放水,水位计,压力表,排汽门等设备主要保证运行安全｡4､循环流化床与煤粉炉相比有何特点?优点:(1)适应燃料种类广,能烧劣质煤,如煤矸石等;(2)能控制SO2和NOx 的排放,比较廉价;(3)无制粉系统,节约初投资和运行成本;(4)负荷调节比大,25~110%De能正常运行,还可压火备用;(5)自动化程度与煤粉炉一样高,某方面还要高一些;(6)灰渣利用好｡2缺点:(1)电耗高;(2)磨损较重;(3)冷启动时间长,因为浇注料较多｡5､各种锅炉对煤的粒径要求?(1)链条炉烧块状较好,粒径小于40mm｡对抛煤机链条炉的粒径比例要求较高,如0~1mm 的比例不能大于60%,但一般都达不到此比例,这也是冒黑烟的原因之一｡(2)煤粉炉的粒径是0~100μm之间其中20~50μm较多｡(3)CFBB 的煤粉粒径是,好烧的褐煤0~20mm左右,烟煤0~10mm左右｡无烟煤0~8mm左右,煤矸石0~6mm左右,且比例分配要合理｡6､煤粉炉的良好燃烧条件?(1)较高的炉膛温度;(2)充分的混合;(3)充足的氧气;(4)保证燃烧时间(2~3秒)｡7､CFBB 的良好燃烧条件?(1)控制床上温度(浓相区)850~950℃,此温度更有利于脱硫和脱硝;(2)保证硫化质量;(3)保证6个状态;(4)返料正常,保证物料平衡;(5)合理配风(一次风､二次风､播煤风､输煤风､高压返料风､密封风)｡8､CFBB 回料灰的作用?3(1)回收可燃质;(2)减少尾部受热面磨损;(3)再生脱硫;(4)调节床压;(5)调节床温;(6)调节负荷;(7)调节汽温;(8)调节汽压｡9､锅炉中哪两项热损失最大?(1)排烟热损失;(2)机械(固体)不完全燃烧热损失｡10､排烟温度过高,过低有何不好?排烟温度过高浪费燃料,但低温腐蚀可以减轻,节省金属｡排烟温度过低虽然节省了燃料,但会发生低温腐蚀,浪费了金属｡合理的排烟温度应该通过经济与技术比较而定｡要根据国情和厂情通过热态试验来确定｡11､什么叫生物质?除化石燃料以外的所有动物､植物的有机化合物(藻类,包括垃圾)｡12､CFBB能烧生物质吗?能烧,对于稻壳可原样掺入煤中,或单独喷入床上｡对于桔杆,必须造型(粒),掺烧｡无论是稻壳还是造粒都必须有载体,这些载体是砂子,炉渣,矸石,煤等｡所以CFBB不能100% 的烧生物质,最高比例在80~90%之间｡13､链条炉和煤粉炉能改为CFBB吗? 效果如何?4都能改为CFBB 但效果都不好｡一是原基础和设备利用率低,二是改造费用相当高,三是燃烧效果都不好｡14､炉渣和飞灰中的含碳量,各种炉的范围如何?(1)煤粉炉由炉底排掉的粗渣叫炉渣｡灰份额占5~10%｡炉渣的含碳量在1%左右(正常),飞灰中灰分份额占90%,飞灰中含碳量占2~6%｡(2)CFBB由炉底排掉的粗渣叫炉渣｡灰份额占20~40%｡炉渣的含碳量是在1%左右｡飞灰中灰分份额占70%左右,飞灰中含碳量在4~12%(正常)｡15､新能源有哪些?太阳能､氢能､核能､风能､化学能(燃料电池)､生物质､地热､潮汐､可燃冰｡注:不是固定不变的,是相对的｡16､生物质怎么烧?(发电供热)(1)稻壳可直接烧,链条炉随煤一起送到炉排上及炉排上方｡CFBB如果掺量少可随煤一起送入到床上(20%左右)｡CFBB 如果掺量大则必须由专门管道送入｡CFBB不能100%烧稻壳,必须有载体携带,载体是砂子,炉渣,矸石或煤｡(2)桔杆可以用水冷式往复振动炉排来燃烧(汤原和望奎)｡可以造型(粒)用CFBB来烧,效果很好(必须加载体)｡(3)垃圾最好是采用CFBB燃烧技术｡17､电站锅炉如何控制SO2和NOx?(1)煤粉炉只能在烟气中脱硫和脱硝,目前应用技术比较适用的有湿式和半干式烟气脱硫｡前者叫石灰石—石膏法｡后者叫循环流化床烟气脱硫｡湿式脱硫效果要好于半干式｡5(2)CFBB脱硫是一种廉价而又适用的方法｡是在煤中加入石灰石在燃烧过程中控制SO2 的生成｡(3)对NOx 的控制,当前煤粉炉通过燃烧设备来控制｡CFBB通过燃烧组织来控制｡18､省煤器的作用?回收烟气余热,加热锅炉给水,节省燃料,降低排烟温度,提高锅炉效率｡另外给水温度提高后,减少应力,工作更安全｡19､空气预热器的作用?回收烟气余热,加热空气,降低排烟温度｡减少不完全燃烧热损失｡提高锅炉效率｡20､汽轮机的作用?将蒸汽的热能转变为机械能,并对外作功｡蒸汽在汽轮机内膨胀过程是绝热膨胀过程｡21､凝汽器的作用?利用循环冷却水将作过功的蒸汽冷凝成水,并在汽轮机排汽口建立并保持规定的真空｡其过程是表面式换热,管内走冷却水,管外走蒸汽｡22､除氧器的作用?(1)汇集机组的凝结水､化学来的补充水和其他疏水;(2)除掉水中的氧和其它气体,提高锅炉给水水质,防止管道及锅炉设备的腐蚀;(3)除氧器是个混合式的加热器,可提高锅炉给水温度,提高发电厂的热经济性｡23､给水泵的作用?将凝结水提高压力打入锅炉汽包中｡624､冷却塔的作用?利用对流换热,将循环水进行冷却,现在已经有空气冷却技术(即空冷),节约水资源｡25､再热器的作用?将在汽轮机高压缸中作过部分功的全部蒸汽再送到锅炉进行加热,然后再送到汽轮机中低压缸中作功｡26､临界参数是指什么?临界压力:225.65压力(22.3Mpa)临界温度:374.14摄氏度临界比容:0.00317 m3/kg7<二> 供热部分1､什么叫压强?工程中压强与压力有何关系?压强是作用在物体单位面积上垂直的力,单位(N/m2)或Pa｡力的法定单位为牛顿,以“N”表示｡在工程中习惯将压强称为压力｡压强单位的换算:1at(工程大气压)=760mmHg(毫米汞柱)=10mH2O(米水柱)=105Pa=0.Mpa(兆帕)2､什么叫表压力､绝对压力及真空值(真空度)?表压力､绝对压力实际上是根据不同的计算基准来表示流体的压强｡从无任何气体存在的绝对真空为零点开始计算的压强值,称为绝对压强｡将当地大气压力作为零值开始计算的压强值,称为表压力,又称相对压力｡绝对压力与表压力关系为:绝对压力=表压力+1个大气压力当某容器内气体的绝对压力小于当地大气压时,我们称容器内处于真空状态,即负压力｡当地大气压与绝对压力的差称为真空值｡真空度=100%真空值大气压力真空值越大,表示绝对压力越小｡89 3､什么叫流量､流速及其与管径之间 的关系是什么?流体在单位时间内通过管道某一横断面 的体积或重量称为流量｡用体积表示流量单位是L/s 或m3/s ､m3/h;用重量表示流量单位是kg/s 或t/h ｡流体在管道流动时,在一定时间内所通过 的距离称为流速,流速一般指流体 的平均流速,单位为m/s ｡流量与管道断面及流速成正比,三者之间关系:236004D Q π=⨯（）3v m /h4､什么是热耗指标?如何规定?一般称单位建筑面积 的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m2,一般用qn 表示,指每平方米供暖面积所需消耗 的热量｡黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表风量和地理位置均有不同,纬度越高 的地区,热耗指标越高｡ 5､汽暖和水暖各有什么优缺点?汽暖系统虽有投资省 的优点,但能源浪费太大,据权威部门测算,汽暖比水暖多浪费能源约30%,因此近年汽暖方式正逐步被淘汰｡汽暖浪费能源主要表现在:(1)国内疏水器质量不过关,使用寿命短,性能差,汽水一块排泄;(2)管系散热量大,除工作温度高的原因外,保温破坏,不及时维修也是原因之一;(3)系统泄漏严重,同样的泄漏面积,蒸汽带出的热量比水大得多｡汽暖除了不经济之外,还不安全,易发生人员烫伤和水击暴管事故｡很多系统运行中伴随有振动和水击声,影响人的工作和休息｡另外,汽暖房间空气干燥,让人感到不舒适｡6､如何确定循环水量?如何确定蒸汽量､热量和面积的关系?对于热水供热系统,循环水流量由下式计算:G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中:G - 计算水流量,kg/hQ - 热用户设计热负荷,Wc - 水的比热,c=4187J/ kgo℃tg﹑th-设计供回水温度,℃一般情况下,按每平方米建筑面积2~2.5 kg/h估算｡采暖系统的蒸汽耗量可按下式计算:G=3.6Q/r ⊿h式中:G - 蒸汽设计流量,kg/hQ - 供热系统热负荷,Wr - 蒸汽的汽化潜热,KJ/ kg10⊿h - 凝结水由饱和状态到排放时的焓差,KJ/ kg7､何谓系统的“垂直失调”和“水平失调”?在供暖建筑物内,同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度,而出现上下层冷热不均的现象,称为系统“垂直失调”｡双管系统垂直失调的原因是通过各层的循环作用压力不同｡而且楼层数越多,垂直失调越严重,所以双管系统不宜用在超过4层的系统中｡在较大的供暖系统中,通过各个立管环路的压力损失较难平衡,会出现远近立管处流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象,称为系统的“水平失调”｡8､水系统的空气如何排除?存在什么危害?水系统的空气一般通过管道布置时作成一定的坡度,在最高点外设排气阀排出｡排气阀有手动和自动的两种,管道坡度顺向坡度为0.003,逆向坡度为0.005｡管道内的空气若不排出,会产生气塞,阻碍循环,影响供热｡另外还会对管路造成腐蚀｡空气进入汽动加热器会破坏工作状态,严重时造成事故｡9､系统的失水率和补水率如何定?失水原因通常为何?按照《城市热力网设计规范》规定:闭式热力网补水装置的流量,应为供热系统循环流量的2%,事故补水量应为供热循环流量的4%｡失水原因:管道及供热设施密封不严,系统漏水;系统检修放水;事故冒水;用户偷水;系统泄压等｡10､水系统的定压方式有几种?分别是如何实现定压的?热水供热系统定压常见方式有:膨胀水箱定压､普通补水泵定压､气体定压罐定压､蒸汽定压､补水泵变频调速定压11､稳定的自来水定压等多种补水定压方式｡采用混合式加热器的热水系统应采用溢水定压形式｡(1)膨胀水箱定压:在高出采暖系统最高点2-3米处,设一水箱维持恒压点定压的方式称为膨胀水箱定压｡其优点是压力稳定不怕停电;缺点是水箱高度受限,当最高建筑物层数较高而且远离热源,或为高温水供热时,膨胀水箱的架设高度难以满足要求｡(2)普通补水泵定压:用供热系统补水泵连续充水保持恒压点压力固定不变的方法称为补水泵定压｡这种方法的优点是设备简单､投资少,便于操作｡缺点是怕停电和浪费电｡(3)气体定压罐定压:气体定压分氮气定压和空气定压两种,其特点都是利用低位定压罐与补水泵联合动作,保持供热系统恒压｡氮气定压是在定压罐中灌充氮气｡空气定压则是灌充空气,为防止空气溶于水腐蚀管道,常在空气定压罐中装设皮囊,把空气与水隔离｡气体定压供热系统优点是:运行安全可靠,能较好地防止系统出现汽化及水击现象;其缺点是:设备复杂,体积较大,也比较贵,多用于高温水系统中｡(4)蒸汽定压:蒸汽定压是靠锅炉上锅筒蒸汽空间的压力来保证的｡对于两台以上锅炉,也可采用外置膨胀罐的蒸汽定压系统｡另外,采用淋水式加热器和本公司生产的汽动加热器也可以认为是蒸汽定压的一种｡蒸汽定压的优点是:系统简单,投资少,运行经济｡其缺点是:用来定压的蒸汽压力高低取决于锅炉的燃烧状况,压力波动较大,若管理不善蒸汽窜入水网易造成水击｡12(5)补水泵变频调速定压:其基本原理是根据供热系统的压力变化改变电源频率,平滑无级地调整补水泵转速而及时调节补水量,实现系统恒压点的压力恒定｡这种方法的优点是:省电,便于调节控制压力｡缺点是:投资大,怕停电｡(6)自来水定压:自来水在供热期间其压力满足供热系统定压值而且压力稳定｡可把自来水直接接在供热系统回水管上,补水定压｡这种方法的优点是显而易见的,简单､投资和运行费最少;其缺点是:适用范围窄,且水质不处理直接供热会使供热系统结垢｡11､运行中如何掌握供回水温度?我国采暖系统供回水温差通常取多少?我国采暖设计沿用的规定:供水温度95℃,回水温度70℃,温差为25℃｡但近年来,根据国内外供热的先进经验,供回水温度及温差有下降趋势,设计供回水温度有取80/60℃,温差20℃的｡12､什么是比摩阻?比摩阻系数通常选多少?水系统的总阻力一般在什么范围?其中站内､站外各为多少?单位长度的沿程阻力称为比摩阻｡一般情况下,主干线采取30~70Pa/m,支线应根据允许压降选取,一般取60~120Pa/m,不应大于300 Pa/m｡一般地,在一个5万m2 的供热面积系统中,供热系统总阻力20 ~25m水柱,其中用户系统阻力2~4m,外网系统阻力4~8m水柱,换热站管路系统阻力8~15m水柱｡13､表面式热交换器有哪些形式?其原理､优缺点各为何?13表面式热交换器的主要形式有:管壳式换热器､板式换热器､热管式换热器等｡它可细分成很多形式,其共同的缺点:体积大,占地大､投资大,热交换效率低(与混合式比较),寿命短;它们的优点是凝结水水质污染轻,易于回收｡14､普通的混合式热交换器有什么缺点?普通的混合式热交换器,蒸汽从其侧面进入,水循环完全靠电力实现,它虽具有体积小､热效率高的优点,但存在下列缺点:(1)不节电,任何情况下都不能缺省循环水泵;(2)不稳定,当进汽压力较低,或进水压力较高时,皆会出现剧烈的振动和噪声;(3)同样,也存在凝结水回收难的问题｡15､供热系统常用到哪几种阀门,各有什么性能?供热系统常用到的阀门有:截止阀､闸阀(或闸板阀)､蝶阀､球阀､逆止阀(止回阀)､安全阀､减压阀､稳压阀､平衡阀､调节阀及多种自力式调节阀和电动调节阀｡其中:止阀:用于截断介质流动,有一定的节调性能,压力损失大,供热系统中常用来截断蒸汽的流动,在阀门型号中用"J"表示截止阀｡闸阀:用于截断介质流动,当阀门全开时,介质可以象通过一般管子一样,通过,无须改变流动方向,因而压损较小｡闸阀的调节性能很差,在阀门型号中用"Z"表示闸阀｡逆止阀:又称止回阀或单向阀,它允许介质单方向流动,若阀后压力高于阀前压力,则逆止阀会自动关闭｡逆止阀的型式有多种,主要包括:升降式､旋启式等｡升降式的阀体外形14象截止阀,压损大,所以在新型的换热站系统中较少选用｡在阀门型号中用"H"表示｡蝶阀:靠改变阀瓣的角度实现调节和开关,由于阀瓣始终处于流动的介质中间,所以形成的阻力较大,因而也较少选用｡在阀门型号中用"D"表示｡安全阀:主要用于介质超压时的泄压,以保护设备和系统｡在某些情况下,微启式水压安全阀经过改进可用作系统定压阀｡安全阀的结构形式有很多,在阀门型号中用"Y"表示｡16､除污器有什么作用?常安装于系统的什么部位?除污器的作用是用于除去水系统中的杂物｡站内除污器一般较大,安装于汽动加热器之前或回水管道上,以防止杂物流入加热器｡站外入户井处的除污器一般较小,常安装于供水管上,有的系统安装,有的系统不安装,其作用是防止杂物进入用户的散热器中｡17､有时候发现有的用户暖气片热而有的不热,何故?如何解决?这叫作系统水力失调,导致的原因较复杂,大致有如下原因:(1)管径设计不合理,某些部位管径太细;(2)有些部件阻力过大,如阀门无法完全开启等;(3)系统中有杂物阻塞(4)管道坡度方向不对等原因使系统中的空气无法排除干净;(5)系统大量失水;(6)系统定压过低,造成不满水运行;(7)循环水泵流量,扬程不够;1516 要解决系统失调问题,首先要查明原因,然后采取相应措施｡18､何谓热网系统水压图?有何作用?热网系统 的水压图可以清楚 的表示出管网中各点 的水压情况,将管路中各点 的测压管水头顺次连接起来所绘制 的水压变化曲线｡包括:静水压线､主干线回水管 的动水压线､主干线供水管 的动水压线｡水压图是热水网路设计和运行 的重要工具｡(1)阶段,通过设计水压图,可以全面反映热网和各热用户 的压力状况并确定保证使它实现 的技术措施｡(2)运行中,通过网路 的实际水压图,可以全面 的了解整个系统在调节过程中或出现故障时 的压力状况,从而揭露关键性 的矛盾和采取必要 的技术措施｡(3)是确定用户与管网连接方式及整个热网系统 的自控调节装置 的决策依据｡水压图 的绘制是在水力计算 的基础上进行 的｡19､如何确定循环水泵和补给水泵 的扬程?网路循环水泵 的扬程应不小于设计流量条件下热源､热网和最不利用户环路 的压力损失之和｡r w y H H H H =++式中:H ——循环水泵 的扬程,mH2O(或Pa);Hr ——热水网路循环水通过热源内部 的压力损失,mH2O(或Pa)｡它包括热源加热设备 (热水锅炉或换热器)和管路系统等 的压力损失,一般可取Hr=(10~15)mH2O ;17 Hw ——热水网路供､回水管 的压力损失,mH2O(或Pa),根据网路水力计算结果确定;Hy ——主干线末端用户系统 的压力损失,mH2O(或Pa)｡ 用户系统 的压力损失与用户 的供暖系统形式､用户 的连接方式及用户入口设备有关｡应当指出,循环水泵是在闭合环路上工作 的,它所需要 的扬程,仅取决于闭合环路中 的总压力损失,而与建筑物高度和地形无关｡补水压力不应小于补水点管道压力再加30~50Pa ｡当补水泵同时用于维持管网静态压力时,其压力应满足静态压力 的要求｡补给水泵扬程由下式计算:b xs ys H H H H h =++-式中:H ——热水网路补给水泵 的扬程,m ;Hb ——热水网路补水点 的压力值,m;Hxs ——补给水泵吸水管路 的压力损失,m;Hys ——补给水泵压出管路 的压力损失,m;h ——补给水箱最低水位高出补水点 的高度,m ｡闭式热水供热系统 的补给水泵台数,不应少于两台,可不设备用泵,正常时一台工作,事故时两台工作;开式热水供热系统 的补给水泵不宜少于三台,其中一台备用｡20､何谓热电联产?热电联产 的优点有哪些?热电联产 的类型?火力发电厂在生产电能 的过程中,利用汽轮机排汽或从汽轮机中间抽出一部分蒸汽提供给供热系统以满足生产和生活的需要,我们把这种联合生产､供给热能和电能的火力发电厂称为热电厂｡热电联产可以全部或部分地把冷源损失加以利用,从而大大提高蒸汽动力循环的经济性｡既节约了能源,又节约了基建投资,还可极大地改善环境污染状况｡热电联产的类型:供热汽轮机是热电厂实现热电联产过程中的关键装置,大体可分为背压式和抽汽式两大类｡(1)背压式汽轮机:排气压力高于大气压力的供热汽轮机｡(2)抽汽式汽轮机:从汽轮机中间抽汽供热的汽轮机｡18<三> 空调制冷部分1､现代火电厂中能量是如何转化的?能量首先以化学能的形式储存在煤中,通过燃烧释放成为热能,热能被工质携带进入汽轮机转化成为机械能,以轴功的形式输出带动发电机发电｡从而实现化学能转化为电能的目的｡2､能源通常是如何分类?太阳能､风能､地热能､核能等能量没有经过加工,称为一次能源;而液化气､酒精､汽油等能源是经过加工处理的产物,称为二次能源;一次能源又可以分为可再生和不可再生能源两种｡3､工质需要具有哪些特点?工质要求具有很好的流动性与膨胀性,要求安全容易获得,不腐蚀设备,在状态改变过程中可以吸收和放出大量的能量｡4､热力学第一定律和第二定律的意义如何在现场生产过程中体现?煤炭燃烧放出热量,被工质水和烟气吸收,烟气中的热量通过一系列换热器再次传递给工质,剩余部分排放到大气中;工质水携带热量进入汽轮机做功转化成为机械能,剩余部分传递给凝汽器,在整个循环中能量守恒｡而在循环中工质流动阻力,传热温差,设备结垢等因素都会造成不可逆性的增大,影响热机效率,影响发电量｡5､火电厂中如何增大传热效率?减小传热热阻,改进燃烧方式(最大限度释放化学能),增19大传热面积｡6､什么是理想气体?外界大气可以视为理想气体,理想气体的分子间没有相互作用力,分子是不占有体积的质点｡理想气体典型热力过程的研究让我们知道了在经历不同过程的时候工质的各个参数是如何变化并且如何改变能量的｡7､状态参数有什么用途?我们通过参数来描述过程,过程组成循环,循环来传递能量,所以最基础的是对工质参数的了解和控制｡参数分为基础和非基础两部分,基础参数可以通过仪表设备测量,如压力､温度､比容;非基础参数是为了方便计算过程由几个参数合成或者真是存在确无法测量得到的,如内能､焓｡8､工质水如何在生产中传递能量?未饱和水进入锅炉省煤器中吸收烟气热量到达饱和,进入锅炉水冷壁吸收烟气与火焰辐射的热能成为气态,经过过热器加热成为高温高压的过热蒸汽,在汽轮机中降压增速,冲击转子转动输出轴功,乏汽进入凝汽器放出余热,完成一个循环｡9､再热循环和回热循环的目的分别是什么?通过再热循环可以提高乏汽干度,对汽轮机安全运行有利,若中间再热温度选择得当,再热也可以一定程度提高循环的热效率;回热循环会提高循环的热效率,它通过回热器来加热凝其器给水,提高平均吸热温度,在平均放热温度不变的同时热效率得到提高｡10､热电联产有什么主要特点?热电联产循环提高了热能整体的利用率,确降低了循环20。
