試論集中供熱熱力站的設(shè)計(jì)方法

王玉偉

【摘 要】集中供熱是熱力站供熱常用的方式之一，對(duì)提高人們生活質(zhì)量，降低環(huán)境污染具有重要作用。文章結(jié)合具體的工程案例，通過(guò)計(jì)算，說(shuō)明在集中供熱的熱力站設(shè)計(jì)中，要結(jié)合具體情況，綜合采取有效對(duì)策，計(jì)算熱水網(wǎng)絡(luò)，合理確定熱網(wǎng)管徑，科學(xué)選擇相應(yīng)型號(hào)的設(shè)備，為集中供熱正常運(yùn)行創(chuàng)造便利，促進(jìn)供熱效果提升，滿(mǎn)足供熱需要，更好實(shí)現(xiàn)人們?nèi)詹膳繕?biāo)。

【關(guān)鍵詞】熱力站 集中供熱 熱水網(wǎng)絡(luò) 供熱設(shè)備

集中供熱是城市供熱的一種重要方式，它不僅滿(mǎn)足人們采暖需要，促進(jìn)人們生活質(zhì)量提高。同時(shí)在節(jié)約資源、能源，保護(hù)周?chē)h(huán)境等方面也發(fā)揮著重要作用。目前，大多數(shù)城市都采用集中供熱方式，并且在集中供熱系統(tǒng)當(dāng)中，采暖系統(tǒng)熱用戶(hù)與熱水網(wǎng)路利用熱力站連接，應(yīng)用的是一種間接連接方式。該方式能顯著減少熱源的補(bǔ)水率，整個(gè)供熱網(wǎng)在具體運(yùn)行過(guò)程中，其壓力和流量情況不受采暖用戶(hù)的影響，這樣既可以為用戶(hù)提供更好的工作環(huán)境，還能方便對(duì)供熱網(wǎng)的運(yùn)行管理工作，促進(jìn)供熱系統(tǒng)有效運(yùn)行和工作，提高熱網(wǎng)工作效率，為人們生活創(chuàng)造良好環(huán)境。

1 集中供熱熱力站的設(shè)計(jì)方法

在集中供熱熱力站設(shè)計(jì)工作中，為促進(jìn)設(shè)計(jì)任務(wù)順利完成，必須根據(jù)實(shí)際情況，綜合采取有效對(duì)策。具體來(lái)說(shuō)。最為主要的工作是，計(jì)算熱力網(wǎng)和選擇合適的設(shè)備。只有這樣，才能更好完成設(shè)計(jì)任務(wù)，滿(mǎn)足供熱和采暖需要，為熱力站的有效運(yùn)行提供保障。

1.1計(jì)算熱水網(wǎng)路

包括一級(jí)熱網(wǎng)和二級(jí)熱網(wǎng)供熱管徑的確定，這是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中非常重要的環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)單位所要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。具體設(shè)計(jì)步驟和方法如下：先估算熱力站設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，常用面積熱指標(biāo)法進(jìn)行，再確定熱網(wǎng)計(jì)算流量，最后結(jié)合熱網(wǎng)計(jì)算流量和經(jīng)濟(jì)比摩阻，利用熱水網(wǎng)路水力計(jì)算表，將熱網(wǎng)管徑確定下來(lái)。按照熱力網(wǎng)規(guī)范相關(guān)要求，熱網(wǎng)經(jīng)濟(jì)比摩阻采用30-70Pa/m。

1.2選擇主要設(shè)備

熱力站供熱主要設(shè)備為換熱器，循環(huán)水泵等，設(shè)計(jì)過(guò)程中要結(jié)合具體情況，綜合采取有效對(duì)策，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高，從而為人們?nèi)粘Ｉ顮I(yíng)造良好的環(huán)境氛圍，滿(mǎn)足供熱和采暖需要。具體來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)工作中，進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

1.2.1換熱器

根據(jù)集中供熱具體需要，采用性能優(yōu)良、工作可靠、傳熱性能良好的換熱器，通過(guò)計(jì)算分析，確定換熱器及其結(jié)構(gòu)和傳熱系數(shù)，再通過(guò)計(jì)算得出所需的傳熱面積。換熱器所需傳熱面積計(jì)算公式A = Q÷（ηK△tp），在該公式中，A代表傳熱面積，Q代表?yè)Q熱器傳熱量，K代表?yè)Q熱器傳熱系數(shù)，可利用廠(chǎng)家樣本給出的數(shù)據(jù)，或參照設(shè)計(jì)書(shū)冊(cè)或教材給出的方法計(jì)算得知。η代表?yè)Q熱器的熱效率，取值在0.96 -0.99之間，△tp代表?yè)Q熱器進(jìn)出口端熱媒的溫差，由t2減t1的差值計(jì)算所得。

1.2.2二級(jí)熱網(wǎng)循環(huán)水泵

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，循環(huán)水泵的水泵流量不應(yīng)小于所有用戶(hù)的設(shè)計(jì)流量之和，水泵揚(yáng)程不應(yīng)小于換熱器、站內(nèi)管道設(shè)備、主干線(xiàn)和最不利用戶(hù)內(nèi)部系統(tǒng)阻力之和。熱力站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果采用質(zhì)-量調(diào)節(jié)或用戶(hù)自主調(diào)節(jié)，需要采用調(diào)速泵。循環(huán)水泵總流量等于二級(jí)熱網(wǎng)循環(huán)水量的105%—110%，循環(huán)水泵揚(yáng)程 =安全系數(shù) ×（循環(huán)泵出水段的壓力損失 +除污器至循環(huán)水泵入口段壓力損失 +最不利環(huán)路供回水干管壓力損失 +最不利環(huán)路末端用戶(hù)的壓力損失）。壓力損失與連接方式、用戶(hù)入口設(shè)備相關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)需要做好選擇工作，提高設(shè)計(jì)合理性，促進(jìn)熱力站更好運(yùn)行和工作。

1.2.3二級(jí)熱網(wǎng)補(bǔ)水裝置

在補(bǔ)水裝置選擇時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范要求，補(bǔ)水泵流量為正常補(bǔ)水量的4-5倍，正常補(bǔ)水量宜采用系統(tǒng)水容量的1%。在確定補(bǔ)水泵揚(yáng)程時(shí)，不應(yīng)該小于補(bǔ)水點(diǎn)壓力加30-50kPa，補(bǔ)水泵至少要選用兩臺(tái)，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。一旦出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，為水泵有效運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。

1.3熱力站運(yùn)行方式

設(shè)計(jì)完成后，為促進(jìn)熱力站更好供熱，滿(mǎn)足人們采暖需要，還要明確工藝流程，對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理安排，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高。主要設(shè)備為一次網(wǎng)供水、一次網(wǎng)回水、二次網(wǎng)供水、二次網(wǎng)回水，再加上補(bǔ)水泵、止回閥、循環(huán)水泵、泄水閥、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，共同促進(jìn)整個(gè)熱力站有效運(yùn)行和工作。在集中供熱系統(tǒng)之中，還要合理確定熱網(wǎng)管徑，科學(xué)選擇相應(yīng)型號(hào)的設(shè)備，為集中供熱正常運(yùn)行創(chuàng)造便利，促進(jìn)供熱效果提升，更好滿(mǎn)足人們?nèi)詹膳枰?/p>

2 集中供熱熱力站的設(shè)計(jì)具體實(shí)例

為了讓人們對(duì)熱力站設(shè)計(jì)有更為全面的了解，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高，下面將結(jié)合具體工程實(shí)例對(duì)此進(jìn)行探討分析。某集中供熱熱力站供熱總面積5萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)供熱量32 00kW，熱用戶(hù)都處在低層建筑。根據(jù)該工程實(shí)際情況，具體的設(shè)計(jì)要求如下：一次網(wǎng)側(cè)介質(zhì)為高溫水，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度150/70℃；二次網(wǎng)側(cè)介質(zhì)為低溫水，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，設(shè)計(jì)溫度85/60℃。為滿(mǎn)足供熱和采暖需要，設(shè)計(jì)單位綜合采取以下對(duì)策，不僅順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，還取得良好效果，滿(mǎn)足供熱需要。同時(shí)，還可為類(lèi)似熱力站設(shè)計(jì)提供啟示與借鑒。

2.1計(jì)算熱水網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)該項(xiàng)計(jì)算工作，能確定熱水網(wǎng)路的管徑，一級(jí)熱網(wǎng)流量為0.86×Q÷（t1—t2）=0.86×3200（150—70）=34.4t/h，根據(jù)該流量值，結(jié)合經(jīng)濟(jì)比摩阻30-70Pa/m，利用熱水網(wǎng)路水力計(jì)算表，最后確定一級(jí)熱網(wǎng)的管徑為DN125。然后計(jì)算二級(jí)熱網(wǎng)的流量為0.86×Q÷（t1—t2）=0.86×3200（85—60）=110.08t/h，同樣采用該流量值，結(jié)合經(jīng)濟(jì)比摩阻，確定二級(jí)熱網(wǎng)的管徑為DN200。

2.2選擇相關(guān)設(shè)備

首先做的工作是選擇并計(jì)算換熱器，加熱流體與被加熱流體之間的對(duì)數(shù)平均溫差△tp，計(jì)算得知△tp值為29.38℃，換熱器的熱效率η取值0.96，該工程設(shè)計(jì)和施工中，選用板式水-水換熱器，利用廠(chǎng)家給出的樣本數(shù)據(jù)，傳熱系數(shù)取值為3 000W/（m2.℃），這樣一來(lái)，熱力站換熱器所需面積為Q÷（ηK△tp）=3 200 000÷（0.96×3000×29.38）=37.8m2。然后計(jì)算并選擇二級(jí)熱網(wǎng)循環(huán)水泵。循環(huán)水泵流量=110%×110.08=121.09t/h，末端用戶(hù)為：與網(wǎng)路直接連接的大型散熱器采暖系統(tǒng)，阻力損失取值為50Pa，這樣循環(huán)水泵的揚(yáng)程=1.1×（11.5+3.5+5+9）=31.9m。在具體選擇和設(shè)計(jì)中，循環(huán)水泵采用兩臺(tái)，一用一備。最后計(jì)算并選擇二級(jí)熱網(wǎng)補(bǔ)水裝置，補(bǔ)水泵流量為0.04×110.08 =4.4t/h，用戶(hù)建筑高度21m，補(bǔ)水點(diǎn)設(shè)置在循環(huán)泵吸入口，補(bǔ)水泵揚(yáng)程為21+5=26m，補(bǔ)水泵采用兩臺(tái)，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。

3結(jié)語(yǔ)

熱力站是供熱網(wǎng)與用戶(hù)連接的重要場(chǎng)所，集中供熱是常用的一種方式。為更好滿(mǎn)足用戶(hù)需要，提高供熱效果，必須做好熱力站設(shè)計(jì)工作，合理安排各項(xiàng)設(shè)施，促進(jìn)熱力站更好運(yùn)行和工作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要合理確定熱網(wǎng)管徑，科學(xué)選擇相應(yīng)的設(shè)備，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高，從而更好指導(dǎo)熱力站施工建設(shè)，使其更好運(yùn)行和工作，滿(mǎn)足供暖和用戶(hù)采暖需要。

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