,流体输配管网,第1章 流体输配管网形式,公用设备工程，如通风空调、采暖供热、燃气供应、建筑给水排水等，需要将流体输送并分配到各相关设备，或且从各接受点将流体收集起来输送到指定点。承担这一切功能的管网系统称为流体输配管网，它包括管道系统、动力系统、调节装置、末端装置及保证正常工作的其他附属装置。 1.1 气体输配管网形式与装置 1.1.1 通风空调工程风管形式与装置,No02,1.1.1.1 通风空调工程的 空气输配管网形式,1) 通风工程 主要任务:是控制室内空气污染物，保证良好的室内空气品质，并保护大气环境。通风工程通过室内外空气交换，排除室内的污染 空气，将清洁的空气送入室内，使室内空气污染物浓度符合卫生标准，满足生产工艺和人员生活要求。室内外空气交换主要由空气输配管网-风管系统承担。 风管系统分类：排风系统和送风系统。,No03,排风系统: 基本功能 排除室内的污染空气。,如图1-1-1，在风机4的动力作用下，排风罩（或排风口）1将室内污染空气吸入，经管道2送入净化设备3，经净化 处理达到规定的排放 标准后，通过 风帽5排到 室外大气 中。,4 风机,3 净化设备,1 排风罩,5 风帽,1 排风罩,图1-1-1 排风系统,2 风管,室内空气,室外大气,No04,送风系统的基本功能是将 清洁空气送入室内。,如图1-1-2，在风机3的动力作用下，室外空气进入新风口1，经进气处理设备2处理后达到 卫生标准或工艺要求后，由风管4输送并分配到各送风口5 ，由风口送入室内。,图1-1-2 送风系统,3 风机,1新风口,室外大气,2进气处理设备,4 风管,5 送风口,室内,No05,主要任务: 通风与控热 控热是指维持室内热环境的舒适性，或使室内热环境满足生产工艺的要求. 所以空调具有两个基本功能，控制室内空气污染物浓度和热环境质量。 技术上可由两个系统分别承担： 一个是新风系统：控制室内污染物浓度的（即通风工程中的送风系统） ； 另一是控制室内热环境的系统，例如降温采暖的冷热水系统。,2)空调工程:,No06,通常控热送风量 控污所要求的通风换气量。而在室外气象条件恶劣时，如冬、夏季节，通风换气 要消耗 大量能源。为了节能，可将一部分室内空气送回到空气处理设备，与新风混合，并经处理后送入房间，从而减少新风量。这部分重复使用的室内空气称为回风。 空调工程的空气输配管网组成： 送风管道、回风管道 、新风管道和排风管道。如图1-1-3称为一次回风系统（见下屏）。,技术上也可由送风系统同时承担控污和控热两个任务。,No07,回风口6,当室内正压造成围护结构缝隙渗漏风量达到,排风量时，可以省去排风管道。,图1-1-3 空调送回风系统,7回风管,4 送风管,3风机,2空调机,1新风口,8回风管,送风口5,9排风管,10排风口,No08,常用的空调系统形式还有二次回风系统、双,风道系统、变风量系统等。 二次回风系统中，回风分为两部分。新风先与一部分回风混合，经热湿处理后，再与另一部回风混合。回风分两处混合，比一次混合节能，但必须按需要分配好两次回风的风量。 双风道系统采用两根送风道，一根送冷风，一根送热风。各房间设混合箱与冷、热风管相连。按房间设计要求控制进入各混合箱的冷热风量比例，使混合后送入房间的空气状态符合满足各房间的不同要求。输配管网不但要保证各房间要求的送风量，还需保证各房间不同的冷、热风混合比例。,No09,实际使用中，由于室外气象条件变化或室内,情况变化，维持室内热环境要求的冷热量随 之变化。 空调系统适应变化的两种基本方法： 1）定送风量、变送风状态参数； 2）是定送风状态参数，变量送风。 前者称为定风量系统，后者称为变风量系统。变风量通过送风系统的变风量末端来实现。变风量末端装置有节流型、旁通型和诱导形等。,No10,1.1.1.2 通风空调工程,空气输配管网的装置与管件：有风机、风阀、风口、三通、弯头、变径管等,另外空气处理设备等与管网性能有关。 风机:是空气输配管网的动力装置。第5章将详细研究风机的基本理论。第6、7、8各章全面分析管网的水力工况和泵与风机的匹配及选用方法。 风阀:是空气输配管网的控制、调节机构，基本功能是截断或开通空气流通的管路，调节或分配管路流量。具有控制、调节两种功能的风阀有：,No11,同时具有控制、调节两种功能的风阀有：,（1）蝶式调节阀；（2）菱形单叶调节阀； （3）插板阀； （4）平行式多叶调节阀； （5）对开式多叶调节阀； （6）菱形多叶调节阀； （7）复式多叶调节阀；（8）三通调节阀等。 (1)(3)主要用于小断面风管；（4）（6）种风阀主要用于大断面风管；（7）、（8）两种风阀用于管网分流或合流或旁通处的各支路风量调节。这类风阀的主要性能是流量特性，全开时的阻力性能用阻力系数表示；全关时的漏风性能用漏风系数表示。,No12,只具有控制功能的风阀有:,止回阀，防火阀，排烟阀等。 止回阀:控制气流的流动方向，只允许气流按规定方向流动，阻止气流逆向流动。它的主要性能有两个：气流正向流动时的阻力性能 和逆向流动时的漏风性能。 防火阀: 平常全开，火灾时关闭并切断气流，防止火灾通过风管蔓延； 排烟阀:平时关闭，排烟时全开，排除室内烟气，主要性能是全开时的阻力性能和关闭时的漏风性能。,No13,风口的基本功能是将气体吸入或排出管网，,按具体的功能可分为新风口、排风口、送风口、回风口等。 新风口将室外清洁空气吸入管网内；排风口将室内空气排到室外；回风口将室内空气吸入管网内；送风口将管网内的空气送入室内。控制污染气流的局部排风罩，从空气输配管网角度也可视为类风口，它将污染气流和室内空气吸入排风系统管道，通过排风管道排到室外。新风口、回风口构造比较简单，常用格栅、百叶等形式。排风口为了防止室外,No14,风对排风效果的影响，往往要加装避风风帽。,送风口形式根据室内气流组织的要求选用。常用的有格栅、百叶、条缝、孔板、散热器、喷口等。从空气输配管网角度，风口的主要特性是风量特性和阻力特性. 三通、四通用在管路中分流或汇流以便分配或汇集气流； 变径、变形管段在管路中设置是为了连接管道和设备，或由于空间的限制等； 弯头的设置是为了改变管流方向。 这些管件都会在所在位置产生局部阻力。它们的阻力特性在流体力学已作了分析研究。,No15,空气处理设备的基本功能是对空气进行净化,处理和热湿处理，处理的同时，对空气的流动也造成阻碍。常见的有空气过滤器、表面式换热器、喷水室、净化塔等。空气处理设备可集中设置，也可分散设置，不管集中还是分散，它都在所在位置处形成管网的局部阻力。 1.1.2 燃气输配管网形式与设施 燃气是现代城市生活和生产的一种主要能源。燃气输配管网是城市燃气工程的主要组成部分。,No16,1.1.2.1 燃气输配管网形式,燃气输配管网组成：由分配管道、用户引入管和室内管道三部分。 分配管道包括街区和庭院分配管道，其功能是在供区域内将燃气分配给各部门用户。 用户引入管将燃气从分配管引到入口处的总阀门。 室内燃气管道由总阀门处将燃气引向并分配到各燃气用具。,No17,燃气管道分级：,漏气可能导致火灾、爆炸、中毒等事故，所以燃气管道的气密性特别严格。管道中压力越高，管道接头脱开或管道本身裂缝的可能性和危险性也越大。因此，燃气管道需按输气压力分级。各级对管道材质、安装质量、检测标准和运行管理的要求不同。 我国城市燃气管道按城镇燃气设计规范（GB50028-93）规定的压力分级如下： 1.高压管道：压力为0.30.8MPa（3.08.0kgf/cm2） 2.次高压管道：压力为0.150.3MPa（1.53.0kgf/cm2）,No18,3.中压管道：为5kPa0.15MPa（0.051.5kgf/cm2）,4.低压管道：小于5kPa（500mmH2O） 居民和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气。 中压和次高压管道必须通过区域调压室或用户专用调压室才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂、大型公共建筑用户及锅炉房供气。 一般由城市高压管道构成大城市燃气输配管网的外环环网。高压燃气必须通过调压后才能送入次高压或中压管道，送入高压贮气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂。,No19,各级压力管网的干管，特别是中压以上管道，,应连成环状管网。分期建设的，初建时也可以是半环形或枝状管网，但应逐步构成环状管网。 城市燃气输配管网根据所采用的压力级制不同，可分为： 1.一级系统，仅由低压或中压或次高压一个等级的管网。 2.二级系统，由低、中压两级或低、次高压两级管网组成。 3.三级系统，由低、中（次高）、高三级压力管网组成。 4.多级系统，由低、中、次高和高压，甚至更高压力的多级压力管网组成。,No20,低压一级管网系统,气源送出的燃气先进入储气罐，然后经稳压器进入低压管网（图1-1-14）。 适用于气量较小，供气范围为23km的城镇和地区。,1,4,3,2,图1-1-4 低压一级管网系统,1 气源厂,2 低压储气罐,3 稳压器,4 低压管网,No21,中压或次高压一级管网系统,如图1-1-5,1 气源厂,2,3,4,5,图1-1-5 中压或次高压一级管网系统,2 储配站,3 中压或次高压输气管网,4 中压或次高压配气管网,5 箱式调压装置,1,No22,燃气自气源厂（或天燃气长输管线）送入城市,燃气储配站（或天燃气门站、配气象站），经加压（或调压）送入 中压或次高压输气干管，再由输气干管送入 配气管，最后经箱式调压器调至低压后送入用户内管道。 由于中压或次高压一级系统的供气安全性较二级或三级系统差，对于街道狭窄、房屋密度大的老城区和安全距离不足的地区不宜采用。新城区和安全距离可以保证的地区应优先采用。,No23,二级管网系统,二级管网系统一般均有一级是低压管网，另一级是管网可以是中压、次高压或高压。 人工煤气中、低压二级管网系统如图1-1-6所示。,1,2,3,5,4,图1-1-6 人工煤气中、低压二级管网系统,1 气源 厂,2 储配站,3 中压管网,4 低压管网,5 调压站,从气源厂储配站的低压储气罐压缩机加压,中压管网调压器将压力降至低压低压管网。（见上屏图） 天燃气中（次高）、低压二级管网系统如图1-1-7所示。,1,2,3,5,4,图1-1-7 天然气中(次高)、低压二级管网系统,1 长输管线,2 门站或配气站,3 中压管网,4 中（次高）低压调压站,5 低压管网,长输气管线入门站或配气站调压、计量,城市中压管网中、低调压站调压后低压管网。（见上屏图） 三级系统通常含有中、低压两级管网，另外一级是次高压管网或高压管网，通常称高、中、低压三级管网系统。（见下屏图）,No26,高、中、低压三级管网系统如图1-1-8所示。,1,2,3,6,4,图1-1-8 高、中、低压三级管网系统,1 长输管线,2 门站或配气站,4高、中压调压站,3高压管网,5 中压管网,5,7,6中、低压调压站,7低压管网,No27,自长输气管线来的天然气 (或加压气化煤气）,先进入门站或配气站，经调压、计量后进入