换热站的设计

土木建筑学术文库第13卷2010年换热站的设计吴莺王顺利(河南智博建筑设计有限公司)摘要本文主要介绍了换热站的设计、计算及节能。关键词换热站设计站房1换热站的规模和站房设计(1)热交换站的规模和站房位置及站房数量,一般应考虑下列原则:①热交换站的规模应根据用户长期总热负荷确定。②对于小区采暖用的热交换站，供热半径在1.5km以内的,宜设集中供热站。③自然地形高差大的小区或企业,宜根据管道布置条件和设备承压能力，部分集中分区设置热交换站。④燃油、燃气锅炉房作为热源时，供热半径及换热站规模不宜过大。(2)热交换站的位置，一般应考虑下列要求:①热交换站宜靠近热负荷中心，站房可以是独立建筑，也可附设在锅炉房或其他建筑物内。②当用户需同时建锅炉房和热交换站时，二者合建，可共用水处理设备和辅助用房，且锅炉的连续排污热水可用作循环水系统的补充水。2热交换站站房设置要求(1)独立的热交换站应根据其规模大小、设置热交换间、水处理间、控制室、化验室和运行人员必要的生活用房(如厕所、浴室、值班室等)。对于兼作小区维修中心的站房，还应考虑设置维修间和存放备用设备、仪表、阀件及维修工具的贮存间。(2)设备用房的净高，应满足安装、检修时起吊设备的空间和管道安装的需要。热交换间的高度不宜小于3m。(3)设备用房的面积，应保证设备之间有运行操作通道和维修拆卸设备的场地。(4)热交换站宜有良好的通风散热条件，当自然通风不能满足排热通风要求时,应设置机械通风。站房设计应考虑预留设备安装出入口,3换热站主要设备的设计选用说明(1)水泵。热网循环水泵:主要选用卧(立)直联式离心泵。输送介质温度≤80°C,热水系列泵输送介质温度≤120°C。热网循环泵配变频调速装置。热网补给水泵:主要选用立式离心泵。补给水泵配用变频调速装置。凝结水泵:主要选用立式离心泵。多台凝结水泵时,应设备用泵,当任何一台泵停止运行时，其余水泵的总容量不应小于凝结水回收总量的120%。(2)换热器的传热系数宜大于或等于3000W/(m'●K )。BR型换热器主要用于热力站中的水水换热系统,其- -级网和二级网供回水温差相差不大的情况。BB型换热器主要用于热力站中的水水换热系统，其- -级网和二级网供回水温差相差较大的情况。板式换热器的换热面积应在理论计算的基础，上增加20%的面积作为裕度。(3)换热机组内配有水泵、板式换热器、调节阀中国煤化工量设备等。(4)水箱;①凝结水箱:凝结水箱有效容积根振MHC N M H G 50%~200%确定,箱内压力一般控制在10- 30kPao②补给水箱:补水箱有效容积按系统总流量的1%~1.5%考虑。(5)对换热站和建筑物入口的设计要求。设计中应提出对热力站和建筑物入口进行参数监测458换热站的设计与计量的要求。热力站和每个独立建筑物人口应设置供回水温度计、压力表和热表(或热水流量计)。补水系统应设置水表。4计算以河南省洛阳市妆阳县杜康大酒店汝阳县杜康大酒店商务公寓为例。本工程共26层,其中1层为住宅+商业网点，2~26 层为住宅。地下1层为汽车库。建筑面积为23425 m'。采暖系统共分2个区, 1~13 层为低区, 14~26 层为高区。根据公式Q=1.67 x 0.44 x 23V(W)计算整个采暖系统总热负荷为1 928kW。(1)蒸汽量的计算:根据公式Q/2 000x 3600 ( kg/h)计算为3470kg/h。蒸汽管道的计算:根据“蒸汽管道水力计算表”查得为DN125。换热器的选择:低区和高区分别采用- - 台板式换热器,其换热量为1 000kW,换热面积为12 m'。型号为: TFGQ-1200。(2)循环水泵的选择:由公式G=0.86Q/O T( kg/h )计算循环水泵的循环流量为43m/h，由公式H=Hr+Hy+Hw计算低区循环水泵的扬程为32m;型号为65-160 (I)，其流量为50m/h,功率7.5kW。高区循环水泵的扬程为50mH2O;循环水泵的型号为65-200 (1),其流量为50m'/h,功率15kW。循环水泵均为一用一备。(3)补水泵的选择:补水泵的循环流量按照循环泵的3~5%考虑，故补水泵的循环流量为2.15m/h;由公式H=Hb+Hxs+Hys-h+( 30- 50 )计算高区补水泵的扬程为80mH20。其型号为40-250,流量为6.3m'/h,扬程为80mH2O,功率为7.5kW;低区补水泵的型号为40-200,其流量为6.3m2/h,扬程为45mH2O,功率为4.0kW。(4)有效容积按系统总流量的1%~1。 5%考虑,故其有效容积为2m'。采暧供回水管道管径大小同循环水泵进出口大小,采暖供回水管道管径均为DN150。根据冷凝水量查“余压凝结水管道水力计算表”为DN80;疏水器的选择计算: Gn=KG, Gm为疏水器设计排水量, kg/h; G为理论排水量，kg/h; K为疏水器的倍率，- 般最大取4。根据疏水器的设计排水量和背压即可求得疏水器的大小及选型。5常见问题由于在设计、安装、运行等方面存在问题，在汽~水换热站供暖系统中常出现一些影响安全经济运行的故障。分析这些故障发生的原因，找出解决方法,不但可以减少工作的直目性，提高工作效率，而且有利于在故障出现之前发现故障并及时处理，确保换热站热生产的安全性、节能降耗、增产增收。汽水换热站常见故障可分为:投运过程中易出现的故障、运行中易出现的故障及突发情况造成的故障。解决这些问题需要具体情况具体分析。6换热站的节能采暖供热应充分利用再生能源。在设计热力站时，应选用结构紧凑、传热系数高、自动脱垢或易于除污以及使用寿命长的换热器，换热器的传热系数易大于或等于3 000W/na2。C直接连接或间接连接的热力站均应设置必要的自动或手动调节装置，为量化管理创造必要条件。一、二次循环水泵应选用高效节能低噪声水泵。各级水泵台数一般不宜少于2台,系统容量较大时，可合理增加台数，但必须避免“大流量、小温差”的运行方式。一次水泵选取时应考虑分阶段改变流量及质调节的可能性。补给水泵的容量要与系统相匹配。热水采暖供热系统的一、二次水泵的动力消耗应予以控制。-般情况下，设计选用水泵的电耗应符合公式HER=中国煤化工≤0.0056(14+a2L)/Ot,一次网和二次网计算所得的HER值应满足节能设MHCNMHG换热站是- -、二次热网的连接纽带。合理的设计能够改善供热品质，降低能耗，节约投资,提高运行效率和能量利用率,从而更便于量化管理和运行调节。459