[科普中国]-低压蒸汽供暖系统

蒸汽供暖系统是以水蒸气作为热媒的供暖系统。供汽的表压力小于或等于70kPa时，称为低压蒸汽供暖。低压蒸汽供暖系统可分为重力回水式蒸汽供暖系统和压力回水式蒸汽供暖系统。

重力回水式蒸汽供暖系统图1为双管重力回水低压蒸汽供暖系统。它是经常采用的一种低压蒸汽采暖系统形式。从锅炉产生的低压蒸汽在自身压力的作用下，克服流动阻力经室外蒸汽管，室内蒸汽主立管、蒸汽干管、立管和散热器支管进入散热器内。蒸汽在散热器内放出汽化潜热变成凝结水。凝结水从散热器流出后，经凝结水支管、立管、干管进入锅炉，重新被加热变成蒸汽送入供暖系统。

由于总凝水立管与锅炉连通，在锅炉工作时，在蒸汽压力作用下，总凝水立管的水位将升高h，达到如图1的Ⅱ-Ⅱ面。当凝水干管内为大气压时，h值为锅炉压力所折算的水柱高度。为使系统内的空气能从图1的B点处顺利排出，B点前的凝水干管就不能充满水。在干管的横断面，上部分应充满空气，下部分充满凝水，凝水靠重力流动。这种非满管流动的凝水管，称为干式凝水管。显然，它必须敷设在Ⅱ-Ⅱ水面以上，再考虑锅炉压力波动，B点处应再高出Ⅱ-Ⅱ水面200～250mm，第一层散热器当然应在Ⅱ-Ⅱ水面上才不致被凝水堵塞，排不出空气，从而保证正常工作。图1中水面Ⅱ-Ⅱ以下的总凝水立管全部充满凝水，凝水满管流动，称为湿式凝水管。1

压力回水式蒸汽供暖系统在供暖系统作用半径较大时，如仍用重力回水方式，凝水管里水面Ⅱ-Ⅱ高度就可能达到甚至超过低层散热器的高度，低层散热器就会充满凝水、并积聚空气，蒸汽就无法进入，从而影响散热。因此，当系统作用半径较大，供汽压力较高(通常供汽表压力高于20kPa)时，就都采用压力回水系统。压力回水系统与重力回水系统的不同之处在于，压力回水凝水不直接返回锅炉，而首先进入凝水箱，然后，再利用凝结水泵将凝水返回锅炉重新加热，如图2(1-低压恒温式疏水器；2-凝水箱；3-空气管；4-凝水泵)。1

蒸汽在散热器中的工作过程蒸汽在散热器中的工作过程，与热水是不同的，具有一定压力的饱和蒸汽进入散热器，并排出其中的空气。当供汽压力符合设计要求时，进入的蒸汽刚好全部放热凝结成水，蒸汽凝结并在内壁形成一层凝水薄膜。在正常情况下，凝结水及时排出，蒸汽及时进入，空气也能排除干净，散热器内上部为蒸汽，下部内少量凝结水。此时，散热器表面温度及放热量均为设计要求。

当供汽压力降低，进入散热器中的蒸汽量减少，不能充满整个散热器，散热器中的空气不能排净，或由于蒸汽冷凝，造成微负压而从干式凝水管吸入空气。由于低压蒸汽的比容比空气大，蒸汽只占据散热器上部空间，空气则停留在散热器下部，如图3(b)。在此情况下，沿散热器流动的凝水，在通过散热器的下部空气区时，将因蒸汽饱和分压力降低及器壁的散热而发生过冷却，散热器表面平均温度降低。散热器的散热量减少。当供气压力过高时，进入散热器的蒸汽量超过了散热表面的凝结能力，便会有未凝结的蒸汽窜入凝水管；同时，散热器的表面温度随蒸汽压力升高而高出设计值，散热器的散热量增加。1

疏水器的布置在运行过程中，供汽压力总是波动的，为了避免未来及凝结时蒸汽窜入凝水管，并迅速排出散热器及管道中的凝水和排除系统中的积留的空气及不凝性气体，可在散热器出口处或在每组凝结水立管底部设置疏水器。

在蒸汽供暖系统中，沿管壁凝结的沿途，凝水可能被高速的蒸汽流裹带，形成随蒸汽流动的高速水滴；落在管底的沿途凝水也可能被高速蒸汽流重新掀起，形成“水塞”，并随蒸汽一起高速流动，在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时，水滴或水塞在高速下与管子撞击，就会产生“水击”，出现噪声、振动或局部高压，严重时能破坏管件接口的严性和管路支架。为防止蒸汽系统发生水击现象，需将蒸汽管道与凝水管道按一定坡度敷设，并尽可能使汽水同向流动，蒸汽干管汽水同向流动时，坡度取0.002～0.003，进入散热器支管坡度为0.01～0.02。

供汽管向上拐弯外，也应设置疏水器。通常装置耐水击的双金属片型的疏水器，定期排出沿途流来的凝水(如图2供水干管入口处所示)。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学