淺談?chuàng)Q熱站設(shè)計(jì)及其問(wèn)題分析

高艷卉

【摘 要】隨著換熱站應(yīng)用的不斷推廣，研究其設(shè)計(jì)及相關(guān)問(wèn)題凸顯出重要意義。本文首先對(duì)換熱站相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了換熱站設(shè)備的設(shè)計(jì)及常見(jiàn)問(wèn)題。在探討換熱站設(shè)備選擇的基礎(chǔ)上，研究了換熱站的安全保護(hù)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】換熱站；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；分析

一、前言

作為一種特殊性較強(qiáng)的設(shè)備，換熱站在近期得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。研究換熱站設(shè)計(jì)及相關(guān)問(wèn)題，能夠更好地保證其實(shí)際鞏工作效能，從而更好地提升換熱站的應(yīng)用效果。本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。

二、換熱站概述

隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策的深入落實(shí)和能源供應(yīng)的日趨緊張，中小型區(qū)域鍋爐房集中供熱方式進(jìn)一步縮減，而以熱電廠(chǎng)為熱源的熱力站供熱系統(tǒng)所占的比重越來(lái)越大，其中間熱力站中主要的設(shè)備如循環(huán)泵、換熱器的選型是否合理，將直接影響這個(gè)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效果。合理的選擇設(shè)備可以降低供熱企業(yè)的燃料消耗，降低運(yùn)行電耗，降低供熱企業(yè)運(yùn)行成本。

換熱站的工作原理為熱源提供的蒸汽在換熱器中與循環(huán)水相混合，加熱循環(huán)水并經(jīng)供水管道輸送到用戶(hù)，再把用過(guò)的熱水經(jīng)回水管道通過(guò)循環(huán)水泵回收到換熱器中加熱循環(huán)使用，利用供，回水溫差產(chǎn)生的熱量給用戶(hù)供暖。

該結(jié)構(gòu)采用的調(diào)節(jié)方式是一次側(cè)采用量調(diào)節(jié)方式，二次側(cè)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式，并且采用變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水定壓，本系統(tǒng)的控制部分采用PLC可編程控制器進(jìn)行計(jì)算及控制各傳感元件和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站的自動(dòng)調(diào)節(jié)。以熱水和蒸汽為載能體，通過(guò)管網(wǎng)為一個(gè)區(qū)域的所有熱用戶(hù)供熱。通常是由一個(gè)和多個(gè)供熱設(shè)備集中供熱，例如供熱鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、溫泉地?zé)帷⒌蜏毓岷朔磻?yīng)堆的熱源及工業(yè)余熱等。集中供熱系統(tǒng)是由熱源、熱用戶(hù)和熱網(wǎng)三部分組成。熱源負(fù)責(zé)制備熱媒，熱力網(wǎng)負(fù)責(zé)熱媒的輸送，熱用戶(hù)是指用熱場(chǎng)所。集中供熱系統(tǒng)的熱用戶(hù)有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、空氣調(diào)節(jié)及生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。

三、換熱站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1.當(dāng)一次介質(zhì)的水溫超過(guò)熱交換器內(nèi)循環(huán)水靜壓下的飽和溫度時(shí)，在熱交換器一次熱介質(zhì)的入口處，應(yīng)設(shè)置循環(huán)水泵停止運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉的電磁閥。

2.對(duì)于循環(huán)水的供水溫度，需要根據(jù)用熱設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)設(shè)定，應(yīng)在一次熱介質(zhì)的供水母管內(nèi)安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，由外來(lái)信號(hào)調(diào)節(jié)一次熱介質(zhì)的流量。一次熱介質(zhì)入口與循環(huán)水供回水管出入口，應(yīng)設(shè)置壓力表與溫度計(jì)。

3.大型換熱站應(yīng)設(shè)置儀表控制室，將二次儀表、監(jiān)控信號(hào)設(shè)備集中布置進(jìn)行管理。

4.所選用的熱交換器，應(yīng)在工作狀態(tài)（溫度、壓力）下安全有效地運(yùn)行。熱交換器的臺(tái)數(shù)及單臺(tái)容量，要有利于熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)。熱交換器一般不少于兩臺(tái)，且其中任何一臺(tái)停止工作時(shí)，其余熱交換器能滿(mǎn)足總熱負(fù)荷的70%。

5.所有閥門(mén)的安裝高度都要便于操作和維修，儀表的安裝位置也應(yīng)便于觀(guān)察。對(duì)所有熱力管道都應(yīng)考慮熱力補(bǔ)償，并盡量利用自然補(bǔ)償。同時(shí)，盡量避免在地下室設(shè)置熱交換站，室內(nèi)應(yīng)有良好的通風(fēng)條件。大型熱交換站還應(yīng)設(shè)置控制室與生活間。

四、換熱站設(shè)備的選擇

1.換熱器的選擇

換熱器應(yīng)根據(jù)供暖、通風(fēng)及生活熱負(fù)荷進(jìn)行選擇，一般換熱器的出力為用戶(hù)最大熱負(fù)荷的120%～130%，換熱器的出口壓力，不應(yīng)小于最高供水溫度加20℃的相應(yīng)飽和壓力。

換熱站內(nèi)換熱器的容量，可由單臺(tái)或兩臺(tái)換熱器并聯(lián)供給。若兩臺(tái)換熱器時(shí)，則每臺(tái)換熱器選型應(yīng)按總熱負(fù)荷的60%～70%考慮。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷增長(zhǎng)的可能性，考慮是否預(yù)留增裝相應(yīng)換熱器的位置。根據(jù)熱負(fù)荷的性質(zhì)、輸送距離、當(dāng)?shù)貧夂蚝蜔崦綔囟鹊纫蛩卮_定是否設(shè)置調(diào)峰換熱器。換熱器一般分為立式和臥式兩種，應(yīng)根據(jù)換熱站空間位置選擇合理的型式，以便于安裝和維護(hù)。

2.水泵的選擇

水泵是保障熱網(wǎng)系統(tǒng)高效運(yùn)行的主要設(shè)備，其電耗大小不但對(duì)電資源有影響，也對(duì)運(yùn)行成本及效果有顯著影響。水泵的流量和揚(yáng)程的選擇與配置是十分重要的，選擇與配置得當(dāng)，裝機(jī)電功率合適，運(yùn)行工作點(diǎn)處于設(shè)備高效率區(qū)域，電耗少，反之電耗多，兩者可相差20%左右。

系統(tǒng)的補(bǔ)水量是熱網(wǎng)循環(huán)水量的2-4%，一般大型的熱網(wǎng)系統(tǒng)取下限，小型的取上限。補(bǔ)水泵的流量一般取系統(tǒng)補(bǔ)水量的4～5倍。補(bǔ)水泵的揚(yáng)程為補(bǔ)水定壓點(diǎn)處的壓力加3m～5mH2O。補(bǔ)水泵一般選用兩臺(tái)，互為連鎖，其中一臺(tái)為備用。補(bǔ)水系統(tǒng)的水質(zhì)問(wèn)題是很值得關(guān)注的，為了防止換熱器及管道腐蝕、結(jié)垢，嚴(yán)重影響供熱效果，降低熱網(wǎng)壽命.因此要對(duì)補(bǔ)水水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，補(bǔ)水應(yīng)采用除過(guò)氧的軟化水、蒸汽采暖系統(tǒng)的凝結(jié)水或通過(guò)軟化處理的工業(yè)水。

五、換熱站安全保護(hù)設(shè)計(jì)

1.對(duì)換熱站內(nèi)設(shè)備的保護(hù)

所有循環(huán)泵停轉(zhuǎn)時(shí)緊急關(guān)閉一次調(diào)節(jié)門(mén)，以防止二次水溫度過(guò)高發(fā)生汽化損壞換熱設(shè)備；當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力過(guò)低時(shí)自動(dòng)停止二次網(wǎng)循環(huán)泵，以防止水泵發(fā)生汽蝕損壞葉輪。

2.停電保護(hù)

系統(tǒng)停電后，由繼電器向PLC提供失電信號(hào)，由PLC控制立即關(guān)斷一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥以防止二次水高溫汽化，閥門(mén)的動(dòng)力均由站內(nèi)UPS提供。

3.補(bǔ)水系統(tǒng)保護(hù)

補(bǔ)水箱液位過(guò)低時(shí)停補(bǔ)水泵；補(bǔ)水箱液位過(guò)高時(shí)停水處理設(shè)備進(jìn)水閥；自動(dòng)軟化水裝置入口管道上應(yīng)設(shè)置排污隔斷閥，用于防止生活飲用水管道發(fā)生回流污染的安全裝置，以確保生活飲用水的衛(wèi)生和安全。

4.泄壓旁通管的設(shè)置

在熱水供熱系統(tǒng)中，為了減小事故停泵水錘，可以在循環(huán)水泵的出水管和回水管之間設(shè)置一止回閥的泄壓旁通管。在循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，由于水泵出水側(cè)水壓高于回水側(cè)的水壓，止回閥呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)突然停泵的瞬間，泵出水側(cè)壓力急劇降低，而吸水側(cè)壓力則大幅度增高，在此壓差作用下，循環(huán)水泵回水側(cè)管路中的水即推開(kāi)止回閥至泵出水側(cè)的管網(wǎng)系統(tǒng)，從而降低了吸水側(cè)管網(wǎng)中壓力增高的幅度；減少和防止了水錘的危害。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)換熱站設(shè)計(jì)及其問(wèn)題的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，換熱站的多項(xiàng)運(yùn)用環(huán)境，對(duì)其設(shè)計(jì)等相關(guān)問(wèn)題提出了新的要求，有關(guān)人員應(yīng)該從換熱站應(yīng)用的客觀(guān)實(shí)際出發(fā)，利用優(yōu)勢(shì)因素，研究制定最為優(yōu)化可行的設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案。

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