淺談熱力站設(shè)計(jì)中主要設(shè)備選型及布置

尹曉燕　孫超

摘 要：本文主要介紹了換熱站的設(shè)計(jì)、換熱器的選型、循環(huán)水泵的選型及布置以及其他主要設(shè)備的選擇，并對(duì)水泵的布置問(wèn)題提出了幾種優(yōu)化方案，為類似的換熱站設(shè)計(jì)提供了參考。

關(guān)鍵詞：供熱 換熱站 換熱器 循環(huán)水泵

換熱站則是連接一次網(wǎng)和二次網(wǎng)并裝有與用戶連接的相關(guān)設(shè)備，儀表和控制設(shè)備的機(jī)房。它用于調(diào)整和保持熱媒參數(shù)（壓力、溫度和流量），使供熱、用熱達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。換熱站和熱水管網(wǎng)是連接熱源和熱用戶的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)供暖系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。

1 換熱器的計(jì)算與選型

換熱器是換熱站的核心設(shè)備，其選擇的合理性直接影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性 和可靠性。

1.1 熱負(fù)荷計(jì)算

1.3 換熱器的選擇

換熱器的總臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于四臺(tái)，全年使用的換熱系統(tǒng)中，換熱器的臺(tái)數(shù)不應(yīng)少于兩臺(tái)；非全年使用的換熱系統(tǒng)中，換熱器的臺(tái)數(shù)不宜少于兩臺(tái)。供熱系統(tǒng)的換熱器，一臺(tái)停止工作時(shí)，剩余換熱器的設(shè)計(jì)換熱量應(yīng)保證供熱量的需求，寒冷地區(qū)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)供熱量的65%，嚴(yán)寒地區(qū)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)供熱量的70%。

2 水泵的選擇及布置

水泵是保障熱網(wǎng)系統(tǒng)高效運(yùn)行的主要設(shè)備，科學(xué)的選擇循環(huán)水泵是保證供熱系統(tǒng)節(jié)能、合理運(yùn)行的保障。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。

2.1循環(huán)水泵的流量G：

在熱負(fù)荷確定及循環(huán)水溫差恒定的條件下，循環(huán)水泵的流量幾乎是不變的。循環(huán)水泵流量選擇不要過(guò)大，過(guò)大浪費(fèi)，過(guò)小影響供熱效果。

2.2循環(huán)水泵的布置

設(shè)定條件，補(bǔ)水泵揚(yáng)程=最高用戶高度H+5m，換熱器壓力損失為h1，供水壓頭損失為h2，用戶壓力損失為h3，回水壓頭損失為h4，則循環(huán)水泵揚(yáng)程為h1+h2+h3+h4。

（1）、常規(guī)做法是將循環(huán)水泵及補(bǔ)水泵設(shè)置在換熱器之前，如圖 A所示：

由于補(bǔ)水泵設(shè)置在循環(huán)水泵吸入口出處，運(yùn)行時(shí)，動(dòng)壓線都在靜壓線之上，可以看到換熱器處在壓力最高一段動(dòng)壓線，此設(shè)置方案適宜中、低采暖區(qū)域，經(jīng)過(guò)換熱器的損失，可以降低用戶的工作壓力。但是對(duì)于高層及超高層采暖區(qū)域采暖系統(tǒng)，由于靜壓很大，運(yùn)行時(shí)換熱器經(jīng)受更大的工作壓力，影響換熱器的使用壽命，降低運(yùn)行可靠性。

（2）、方案2，循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵設(shè)置在換熱器后，如圖 B所示：由于補(bǔ)水泵設(shè)置在循環(huán)水泵吸入口之前，所以動(dòng)壓線都在靜壓線之上，循環(huán)水最后經(jīng)過(guò)換熱器，所以可以有效降低換熱器工作壓力，與之前布置方案比較，供回水管路，用戶都在更高的壓力區(qū)間，采暖系統(tǒng)底層的采暖設(shè)備承壓較大，所以此布置方案可以進(jìn)一步優(yōu)化。

（3）、優(yōu)化方案3，循環(huán)水泵設(shè)置在換熱器之前，補(bǔ)水泵設(shè)置在換熱器之后，如圖 C所示：換熱器工作壓力區(qū)間在靜水壓線以上，從而整體降低動(dòng)水壓線高度，適宜高區(qū)采暖系統(tǒng)。同時(shí)，從水壓圖上可以看到，回水動(dòng)壓線整體在靜水壓線之上，對(duì)于靜水壓線很高的采暖系統(tǒng)，可以再進(jìn)一步優(yōu)化。

（4）、優(yōu)化方案4，循環(huán)水泵設(shè)置在換熱器之前，補(bǔ)水泵設(shè)置在換熱器之后，旁通定壓，如圖D所示：靠調(diào)節(jié)閥旁通管上的兩個(gè)閥門M和N的開(kāi)啟度，可以控制網(wǎng)路動(dòng)水壓線的升高或降低，如將旁通管上閥門M關(guān)小，作用在E點(diǎn)的壓力升高，當(dāng)閥門M完全關(guān)閉，則J點(diǎn)壓力與E點(diǎn)壓力相等，動(dòng)壓線B-C-D-E在靜壓線之上，與之前設(shè)置方式相同；反之，如將旁通管上的閥門N關(guān)小，網(wǎng)路的動(dòng)水壓線可降低。對(duì)高層或者超高層采暖系統(tǒng)，就可以按以上類似的調(diào)節(jié)方式，進(jìn)一步將回水干線動(dòng)水壓線降低到靜水壓線之下，從而達(dá)到以上幾種方式里面換熱站設(shè)備及管路相對(duì)最低的工作壓力，所以旁通定壓具有良好的調(diào)節(jié)動(dòng)壓曲線功能，可以有效降低高層或者超高層采暖系統(tǒng)的承壓，延長(zhǎng)設(shè)備管路使用壽命，提高工作可靠性。

綜上所述：對(duì)于中低區(qū)采暖系統(tǒng)，一般按常規(guī)布置方案，循環(huán)水泵布置在換熱器之前，補(bǔ)水定壓點(diǎn)設(shè)置在循環(huán)水泵吸入口之前。對(duì)于高層或者超高層區(qū)域的采暖系統(tǒng)，循環(huán)水泵設(shè)置在換熱器之前，補(bǔ)水泵設(shè)置在換熱器之后，旁通定壓具有較大的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

城市集中供熱創(chuàng)造了節(jié)約能源、減少污染、改善人們生活與工作條件的綜合效益，而換熱站在集中供熱的過(guò)程中，起了相當(dāng)重要的作用。換熱站設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程 ，因此對(duì)這里未能敘述的問(wèn)題也應(yīng)該按照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能保證整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的合理性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

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