換熱站施工過程中的設(shè)備安裝技術(shù)探究

文／王海鵬 廊坊市熱力總公司 河北廊坊 065000

引言：

現(xiàn)階段，城市供熱系統(tǒng)形式進(jìn)行了全面更新，集中供暖成為了城市主要的取暖形式，集中供暖不僅能夠更為科學(xué)的利用能源，同時還可以減少環(huán)境污染。在城市集中供熱系統(tǒng)中，需要采用換熱站作為供熱系統(tǒng)與用戶之間樞紐設(shè)施。大多數(shù)換熱站采用板式換熱器作為熱量傳遞的設(shè)備，這種設(shè)備具有更高的熱量傳輸效率，占地面積小，實(shí)際使用效果好，能夠有效避免換熱站進(jìn)行熱量傳遞時導(dǎo)致的能量損耗。但是，板式換熱器安裝過程中，需要充分考慮設(shè)備安裝的環(huán)境條件以及安裝技術(shù)水平，避免設(shè)備安裝質(zhì)量問題導(dǎo)致的換熱站運(yùn)行異常，影響城市供熱效率。

1.換熱站設(shè)備安裝概述

換熱站處于城市供熱系統(tǒng)的樞紐節(jié)點(diǎn)位置，作為連接城市供熱網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的紐帶，其工作效率與運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響城市的供熱水平。隨著當(dāng)前換熱站設(shè)備大的更新和發(fā)展，板式換熱器城市了換熱站應(yīng)用最為廣泛的換熱設(shè)備。相較于傳統(tǒng)的換熱站設(shè)備而言，版式換熱設(shè)備具有節(jié)能、節(jié)約空間、運(yùn)行穩(wěn)定等眾多優(yōu)勢，但是其安裝技術(shù)要求也更為嚴(yán)格，在安裝過程中需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)控制與管理。尤其是在換熱站智能化發(fā)展的背景下，為了能夠動態(tài)對換熱站進(jìn)行監(jiān)控和管理，需要在換熱站施工過程中確保設(shè)備安裝質(zhì)量符合要求，并且能夠在后續(xù)使用過程中穩(wěn)定運(yùn)行。為此，需要根據(jù)換熱站設(shè)備進(jìn)行研究和分析，了解設(shè)備安裝工藝以及安裝過程中的關(guān)鍵技術(shù)，確保城市供熱系統(tǒng)中換熱站設(shè)備安裝工作穩(wěn)步開展。

2.換熱站板式換熱設(shè)備分析

換熱站采用板式換熱器能夠大幅度節(jié)約換熱站占地空間，同時降低熱量交換過程中的損耗，提高城市供熱效率，保障用戶供水水平。為了確保換熱站設(shè)備安裝能夠順利進(jìn)行，就需要對板式換熱器的性能特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析和探討，為其安裝施工提供支持。

2.1 板式換熱器的性能特點(diǎn)

板式換器是由傳熱板片密封膠墊、框架和夾緊螺栓等主要零部件組成的換熱裝裝置。在板式換熱器中，采用薄金屬制成具有一定形狀波紋的換熱板片，然后疊裝形成具有換熱能力的裝置。工作流體在兩塊板片所形成窄而曲折的通道中流動，冷熱體依次通過各個流道，在冷熱流中間隔一層換熱板片，熱量就可以通過此板片進(jìn)行能量交換。傳熱板片四個開角孔，鑲貼有密封膠墊的傳熱板片安裝在固定夾緊板和活動夾緊板之間的框架上，然后用螺栓進(jìn)行固定。傳熱板片的波紋通常設(shè)計(jì)為“人”字型，相鄰板片具有反方向人字形，溝槽的交叉點(diǎn)相互支撐形成接觸點(diǎn)介質(zhì)動時形成湍流，從而獲得很高的傳熱效率。

板式換器是以波紋為傳面的新型、高效換熱器，它具有如下特點(diǎn)：首先，板式換器傳熱系數(shù)高，一般可達(dá)到4000-7000W/m2（介質(zhì)同為水-水）。傳熱板片波紋結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，有利于強(qiáng)化傳熱，可以使介質(zhì)在較低速下形成激烈的湍流，結(jié)垢可能性降低，傳熱效率高。其次，板式換熱器使用壽命長，傳熱板片壓制成型時采用合模新工藝，保證了板片均勻壓制波紋尺寸精確，使得傳熱板片各部分耐腐蝕能力及機(jī)械強(qiáng)度均勻，從而延長了板式換熱器的使用壽命。最后，板式換熱器拆裝清洗方便，甚至可以不必完全拆卸，僅把壓緊螺栓松開就可抽出換熱板片進(jìn)行清洗，更換墊片和板片。傳熱板片流道四周采用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)波紋尺寸合理，使得各接觸點(diǎn)分布均勻，提高了耐壓能力，波紋采用流線型可以有效避免動死區(qū)，流道當(dāng)量直徑大，阻力損失小。

2.2 板式換熱器的技術(shù)特點(diǎn)

板式換熱器的傳熱板片利用不銹鋼或者鈦板制作，通過萬噸板式換熱器專用油壓機(jī)進(jìn)行一次壓制成形，避免了重復(fù)板片沖壓。采用雙面涂油覆膜技術(shù)保證板片成型精度高板片減薄量控制在0.1m。板式換熱器模具為組合式合模，即整個模具由若干塊小模具拼裝而成，即保證板片沖壓成型應(yīng)力均勻，同時如果模具中某塊模具出現(xiàn)磨損時可迅速更換，保證模具的精度。板片設(shè)計(jì)采用超細(xì)網(wǎng)格數(shù)值模擬技術(shù)結(jié)合精密的實(shí)驗(yàn)測量方法設(shè)計(jì)出流動和傳熱性能優(yōu)越的換熱板片，在低速下能夠產(chǎn)生湍流及高換熱系數(shù)。板片在一定換熱下具有更小的阻力系數(shù)，“人”字形波紋在板片之間形成多達(dá)數(shù)千個接觸點(diǎn)，壓制板片具有極高的精度，使得板片之間的接觸點(diǎn)壓均勻，最高可以承受25bar 的壓力。

3.換熱站設(shè)備安裝工藝

換熱站施工中，設(shè)備安裝是非常關(guān)鍵的施工項(xiàng)目，直接決定了換熱站的運(yùn)行的穩(wěn)定性以及熱交換效率。因此，在換熱站設(shè)備安裝過程中，必須嚴(yán)格按照工藝要求開展安裝作業(yè)，并且做好每道工序安裝的技術(shù)控制與管理，確保換熱站設(shè)備安裝質(zhì)量符合要求。

3.1 設(shè)備就位

在城市換熱站施工中，為了節(jié)約城市空間換熱站通常位于城市換熱站的地下室，且換熱站設(shè)備安裝進(jìn)出口較小，在設(shè)備運(yùn)輸?shù)綋Q熱站進(jìn)行安裝前，需要對設(shè)備進(jìn)行拆解后轉(zhuǎn)移到換熱站室內(nèi)進(jìn)行安裝。為此，在換熱站設(shè)備安裝中就需要根據(jù)設(shè)備的位置將其運(yùn)輸?shù)筋A(yù)定的安裝位置，為后續(xù)的設(shè)備安裝施工做好準(zhǔn)備。首先，需要將換熱站設(shè)備基座安裝在設(shè)備基礎(chǔ)的插槽中，將其與設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行可靠固定。通常固定采用地腳螺栓進(jìn)行，在固定完成后還需要再設(shè)備基座的前、后、左、右四個方面設(shè)置一個檢查點(diǎn)，用以對設(shè)備安裝的水平度進(jìn)行檢查。如果設(shè)備基礎(chǔ)水平度不滿足要求可以采用墊片進(jìn)行找平，但是為了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定，如果增加墊片超過2 塊，則需要在墊片鋼板之間進(jìn)行焊接[1]。如果設(shè)備具有減震要求，則安裝過程中還需要在基礎(chǔ)與設(shè)備之間設(shè)置減震墊片，以確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定。

3.2 安裝換熱機(jī)

換熱機(jī)是換熱站的核心設(shè)備，在安裝過程中需要確保換熱器水平度符合要求，因此在安裝是需要做好測量控制工作，尤其是多臺同型號設(shè)備進(jìn)行安裝時，需要確保設(shè)備中線、進(jìn)入口管處于同一軸線上。在換熱設(shè)備安裝前，需要對設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備外觀完好，無變形和碰撞損壞情況。在安裝過程中要嚴(yán)格控制好安裝螺栓的力矩，避免螺栓緊固過度造成設(shè)備損壞。不僅如此，在換熱器安裝施工中，還需要積極參考廠家指導(dǎo)文件，或者在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下完成換熱器的安裝。配置增加泵和循環(huán)泵的換熱站，在安裝完畢后徐璈對其進(jìn)行試運(yùn)行，確保水泵工作正常，且不存在反轉(zhuǎn)情況。

3.3 安裝支架

在換熱站施工中，支架與吊架的制作安裝非常重要，必須嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行，確保其能夠可靠的固定于換熱咱墻壁上，與換熱站預(yù)埋件進(jìn)行焊接連接。在固定支架和吊架過程中，去預(yù)埋件孔位不可采用氣焊進(jìn)行開孔，必須利用臺鉆打孔[2]。在安裝之前需要在預(yù)埋件上涂刷防銹漆，提高預(yù)埋件的耐腐蝕性。安裝過程中則需要保障支架和吊架的水平行，確保管道安裝后能夠具有較好的水平度。在安裝完成后，需要根據(jù)支架、吊架的位置對其進(jìn)行微調(diào)，使其能夠更好的進(jìn)行管道安裝，提高管道的平順性。

3.4 管道安裝

管道安裝是換熱站設(shè)備安裝的組成之一，管道作為換熱站熱媒傳輸?shù)闹匾ǖ?，連接換熱設(shè)備與供熱管網(wǎng)、換熱設(shè)備與用戶，是決定換熱站運(yùn)行效率的重要設(shè)備。在安裝前首先需要對管道的材質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保管道材質(zhì)滿足使用要求。通常換熱站管道采用鋼管或者鍍鋅管，如果管徑小于100mm 的鍍鋅管采用絲扣連接，則需要對絲扣部位進(jìn)行防銹防腐處理，避免其被管道內(nèi)熱媒腐蝕，在使用過程中產(chǎn)生質(zhì)量問題[3]。采用法蘭連接的需要采用螺栓對連接部位進(jìn)行可靠固定，確保管道連接符合規(guī)范要求。

3.5 管道焊接

管道焊接作業(yè)是安裝施工的重要作業(yè)內(nèi)容，直接影響換熱站設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。采用焊接連接的管道，在焊接施工前需要對焊接作業(yè)條件進(jìn)行檢查，確保不會影響焊接質(zhì)量。如果在穿墻、拐角出存在焊接結(jié)果，則需要對其進(jìn)行調(diào)整，避免接口設(shè)置處于薄弱部位，影響管道安裝的質(zhì)量。穿墻管道則需要提前預(yù)埋穿墻套管，避免管道與墻體直接接觸，導(dǎo)致管道破損[4]。焊接完成后需要對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量符合供熱管道焊接作業(yè)質(zhì)量要求，具有良好的密封性。

3.6 閥門安裝

閥門對于換熱站設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響，換熱站設(shè)備需要采用多種不同類型的閥門進(jìn)行設(shè)備與管道之間的連接，如果閥門安裝存在問題，就會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定，換熱站運(yùn)行過程中出現(xiàn)熱媒泄漏等問題。因此，在閥門安裝施工中，首先需要對閥門的型號、名稱、編號、開關(guān)方向等參數(shù)進(jìn)行檢查，確保閥門種類和型號符合安裝位置要求。在閥門安裝過程中，開關(guān)手柄的方向需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，確保其不會與其他換熱站設(shè)備產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致開關(guān)無法徹底打開或者關(guān)閉。在蝶閥安裝中，閥板軸需要處于水平方向，水平夾角必須控制60°以內(nèi)，不得采用垂直安裝方式[5]。焊接球閥過程中，則需要確認(rèn)球閥處于開啟狀態(tài)，并且采用濕布包覆進(jìn)行降溫，避免對閥門的密封性造成損害。

3.7 儀表安裝

儀表是換熱站的關(guān)鍵設(shè)備，對于換熱站運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。在安裝儀表前，需要對儀表的規(guī)格、量程等參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，避免儀表不符合安裝要求，或者安裝位置不正確導(dǎo)致儀表損壞。以壓力表和溫度表為例，通常其精度要控制在2.5 級以上，儀表的量程需要超過換熱站設(shè)備的工作壓力與工作溫度，通常最大測量值需要超過工作壓力1.5倍，儀表的表盤直徑則需要大于15 厘米，以便于能夠準(zhǔn)確的觀測數(shù)值[6]。在儀表安裝時，需要根據(jù)說明來確定儀表安裝的方法，尤其前后直徑不同的位置安裝儀表，需要進(jìn)行仔細(xì)的核對。如果采用焊接方式進(jìn)行安裝，則需要避免焊接高溫對儀表設(shè)備造成損壞。

4.換熱站設(shè)備安裝調(diào)試與試運(yùn)行

在換熱站設(shè)備安裝中，調(diào)試與試運(yùn)行是確認(rèn)安裝質(zhì)量的重要工序。其主要內(nèi)容包括了水壓試驗(yàn)、管道沖洗與設(shè)備試運(yùn)行。為了確保設(shè)備安裝后可以穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)試過程與試運(yùn)行階段必須嚴(yán)格按照設(shè)備的安裝技術(shù)要求與使用說明進(jìn)行操作，確保設(shè)備調(diào)試順利，運(yùn)行穩(wěn)定。

4.1 水壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)是針對換熱站設(shè)備密封性和承壓性進(jìn)行檢驗(yàn)的重要工序。在設(shè)備運(yùn)行前，需要通過水壓試驗(yàn)來確保設(shè)備具有良好的密封性與承壓性，能夠滿足換熱站工作壓力要求。在水壓試驗(yàn)前需要對參與試驗(yàn)的換熱站管道、設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量滿足要求，且焊接部位、連接部位、均具備檢測條件，不存在涂漆情況[7]。然后對換熱站壓力表進(jìn)行檢驗(yàn)，確保儀表增長，能夠?qū)毫M(jìn)行精準(zhǔn)檢測。最后準(zhǔn)備好試驗(yàn)用水后，方可開始進(jìn)行水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，需要打開試驗(yàn)管段的全部閥門，做好試驗(yàn)管段與非實(shí)驗(yàn)管段之間的隔斷工作。然后開啟升壓閥門，逐漸向管道中施加壓力。通常升壓速度控制在200-300Mpa/min，在壓力達(dá)到0.3Mpa 后進(jìn)行減壓，然后在以每分鐘0.1Mpa 的升壓速度升至額定壓力，如果感到內(nèi)壓力在1h 內(nèi)下降不超過0.05Mpa，則說明管道密封性與承壓性滿足要求。

4.2 管道沖洗

管道沖洗是設(shè)備試運(yùn)行前必須開展的工序，主要作用是對換熱站管道以及設(shè)備內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行清理，提高換熱站熱媒傳輸效率，減少雜質(zhì)對設(shè)備以及管道的影響。管道沖洗需要先沖洗后打壓，沖洗前需要對換熱站換熱器、循環(huán)泵等色河北連接進(jìn)行切斷，避免雜質(zhì)堵塞設(shè)備[8]。沖洗過程中首先需要打開進(jìn)水閥門，向管道內(nèi)注入清水，自上而下對管道內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)行清洗，直至管道下方水流清澈無雜質(zhì)即可。沖洗過程中產(chǎn)生的污水需要進(jìn)行妥善處理，排除污水處理系統(tǒng)，或者設(shè)置污水坑進(jìn)行收集，避免造成污染。

4.3 設(shè)備試運(yùn)行

設(shè)備試運(yùn)行是在設(shè)備水壓試驗(yàn)與沖洗完成后進(jìn)行的工序，試運(yùn)行必須滿足管道安裝和使用的所有條件，并且確認(rèn)換熱站設(shè)備能夠正常工作，相關(guān)的供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。在試運(yùn)行前，需要向換熱站管道中加注軟水，然后對換熱站電氣設(shè)備、動力設(shè)備、自動化控制設(shè)備進(jìn)行單機(jī)調(diào)試，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，開始進(jìn)行15 分鐘的冷運(yùn)行[9]。冷運(yùn)行過程中需要對水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、換熱站水壓情況進(jìn)行觀測，同時對所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保換熱站設(shè)備均能夠按照預(yù)期進(jìn)行工作。冷運(yùn)行完畢后，開啟閥門通入熱水進(jìn)行系統(tǒng)熱運(yùn)行，然后觀察換熱站72小時內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)，記錄其溫度變化以及換熱效率，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后則表明換熱站設(shè)備安裝滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。

5.換熱站設(shè)備安裝過程中關(guān)鍵技術(shù)分析

在換熱站設(shè)備安裝過程中，為了保障設(shè)備安裝質(zhì)量與實(shí)用性能，需要加強(qiáng)對關(guān)鍵技術(shù)的管理與控制。其中防腐技術(shù)、保溫技術(shù)等都是保障設(shè)備安裝可靠的關(guān)鍵，必須嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求做好設(shè)備安裝過程中的防腐與保溫，確保設(shè)備運(yùn)行性能滿足要求。

5.1 設(shè)備及管道防腐施工技術(shù)

換熱站設(shè)備與管道的防腐直接關(guān)系其使用壽命，防腐技術(shù)應(yīng)用包括了設(shè)備、管道、閥門等諸多配件，需要在除銹后進(jìn)行防銹漆的涂刷。涂漆前應(yīng)清除管道表面的灰塵、污垢、鐵銹、焊渣、毛刺、油及水分等。涂漆施工宜在10-30℃的環(huán)境下進(jìn)行，并應(yīng)有防火、防凍、防雨等措施。尤其應(yīng)有制造廠的合格證明書，過期的油漆必須經(jīng)過檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可使用。管道涂漆的種類、層數(shù)、顏色、標(biāo)記等符合設(shè)計(jì)要求。如有保溫和防露要求應(yīng)涂兩道防銹漆，暗裝管道、容器應(yīng)涂兩道防銹漆，埋地鋼管應(yīng)按設(shè)計(jì)要求做防腐保護(hù)層[10]。管道涂漆可采用刷涂或噴涂法施工。涂層應(yīng)均勻，不得漏涂。當(dāng)采用多種油漆調(diào)和配料時應(yīng)性能適應(yīng)、配比合適、攪拌均勻，并稀釋至合適的稠度，不得有漆皮等雜物。調(diào)成的涂料應(yīng)及時使用，余料應(yīng)密封保存?，F(xiàn)場涂漆一般應(yīng)自然干燥。多層涂刷的前后間隔時間，應(yīng)保證漆膜干燥、干透涂層未經(jīng)充分的干燥，不得進(jìn)行下一道工序施工。涂層質(zhì)量應(yīng)符合下列要求涂層均勻、顏色一致、漆膜附著牢固，無剝落、皺紋、氣泡、針孔等缺陷涂層完整、無破損、無漏涂。

5.2 保溫絕熱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

保溫絕熱技術(shù)主要應(yīng)用在換熱站管道安裝施工中，常規(guī)的方法是采用玻璃棉管殼進(jìn)行管道的保溫。在實(shí)施過程中，將管殼用白色塑料布直接綁在管道上，絕熱層大于80mm 應(yīng)做兩層或多層絕熱結(jié)構(gòu)，并且要求錯縫。如果所需絕熱厚度比預(yù)制管殼厚時可用兩層或三層每層分別用鍍鋅鐵絲綁扎。管殼內(nèi)、外的接縫要錯開，外面再做面層[11]。伸縮縫應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求留伸縮縫，無要求時，一般5m-7m 留一處。一般縫寬20-30mm，用棉氈或其他軟質(zhì)材料填滿，外面做一保護(hù)層防水。垂直管道的絕熱工序應(yīng)由下而上水平管道絕熱采用的管殼，宜將其縱向?qū)p布置在管道軸線的左、右側(cè)，而不要布置在上、下方。

結(jié)語：

綜上所述，在換熱站設(shè)備安裝施工中，為了確保設(shè)備安裝質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程進(jìn)行。在安全施工前需要對換熱站設(shè)備的性能、規(guī)格進(jìn)行詳細(xì)了解，安裝過程中則需要按照工藝流程逐步對設(shè)備進(jìn)行安裝，最后完成調(diào)試，確保設(shè)備性能穩(wěn)定，能夠滿足換熱站正常使用標(biāo)準(zhǔn)要求。在設(shè)備安裝的各個環(huán)節(jié)，需要科學(xué)應(yīng)用設(shè)備安裝施工技術(shù)做好設(shè)備的定位、安裝、防腐與保溫，為換熱站安裝施工提供可靠的技術(shù)支持。