淺談熱力站設計中主要設備選型及布置

尹曉燕　孫超

摘 要：本文主要介紹了換熱站的設計、換熱器的選型、循環水泵的選型及布置以及其他主要設備的選擇，并對水泵的布置問題提出了幾種優化方案，為類似的換熱站設計提供了參考。

關鍵詞：供熱 換熱站 換熱器 循環水泵

換熱站則是連接一次網和二次網并裝有與用戶連接的相關設備，儀表和控制設備的機房。它用于調整和保持熱媒參數（壓力、溫度和流量），使供熱、用熱達到安全經濟運行。換熱站和熱水管網是連接熱源和熱用戶的重要環節，在整個供暖系統中具有舉足輕重的作用。

1 換熱器的計算與選型

換熱器是換熱站的核心設備，其選擇的合理性直接影響系統的經濟性 和可靠性。

1.1 熱負荷計算

1.3 換熱器的選擇

換熱器的總臺數不應多于四臺，全年使用的換熱系統中，換熱器的臺數不應少于兩臺；非全年使用的換熱系統中，換熱器的臺數不宜少于兩臺。供熱系統的換熱器，一臺停止工作時，剩余換熱器的設計換熱量應保證供熱量的需求，寒冷地區不應低于設計供熱量的65%，嚴寒地區不應低于設計供熱量的70%。

2 水泵的選擇及布置

水泵是保障熱網系統高效運行的主要設備，科學的選擇循環水泵是保證供熱系統節能、合理運行的保障。水泵的流量和揚程的選擇與配置是十分重要的， 選擇與配置得當，裝機電功率合適，運行工作點處于設備高效率區域，電耗少，反之電耗多，兩者可相差20%左右。

2.1循環水泵的流量G：

在熱負荷確定及循環水溫差恒定的條件下，循環水泵的流量幾乎是不變的。循環水泵流量選擇不要過大，過大浪費，過小影響供熱效果。

2.2循環水泵的布置

設定條件，補水泵揚程=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，則循環水泵揚程為h1+h2+h3+h4。

（1）、常規做法是將循環水泵及補水泵設置在換熱器之前，如圖 A所示：

由于補水泵設置在循環水泵吸入口出處，運行時，動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壓線，此設置方案適宜中、低采暖區域，經過換熱器的損失，可以降低用戶的工作壓力。但是對于高層及超高層采暖區域采暖系統，由于靜壓很大，運行時換熱器經受更大的工作壓力，影響換熱器的使用壽命，降低運行可靠性。

（2）、方案2，循環水泵、補水泵設置在換熱器后，如圖 B所示：由于補水泵設置在循環水泵吸入口之前，所以動壓線都在靜壓線之上，循環水最后經過換熱器，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間，采暖系統底層的采暖設備承壓較大，所以此布置方案可以進一步優化。

（3）、優化方案3，循環水泵設置在換熱器之前，補水泵設置在換熱器之后，如圖 C所示：換熱器工作壓力區間在靜水壓線以上，從而整體降低動水壓線高度，適宜高區采暖系統。同時，從水壓圖上可以看到，回水動壓線整體在靜水壓線之上，對于靜水壓線很高的采暖系統，可以再進一步優化。

（4）、優化方案4，循環水泵設置在換熱器之前，補水泵設置在換熱器之后，旁通定壓，如圖D所示：靠調節閥旁通管上的兩個閥門M和N的開啟度，可以控制網路動水壓線的升高或降低，如將旁通管上閥門M關小，作用在E點的壓力升高，當閥門M完全關閉，則J點壓力與E點壓力相等，動壓線B-C-D-E在靜壓線之上，與之前設置方式相同；反之，如將旁通管上的閥門N關小，網路的動水壓線可降低。對高層或者超高層采暖系統，就可以按以上類似的調節方式，進一步將回水干線動水壓線降低到靜水壓線之下，從而達到以上幾種方式里面換熱站設備及管路相對最低的工作壓力，所以旁通定壓具有良好的調節動壓曲線功能，可以有效降低高層或者超高層采暖系統的承壓，延長設備管路使用壽命，提高工作可靠性。

綜上所述：對于中低區采暖系統，一般按常規布置方案，循環水泵布置在換熱器之前，補水定壓點設置在循環水泵吸入口之前。對于高層或者超高層區域的采暖系統，循環水泵設置在換熱器之前，補水泵設置在換熱器之后，旁通定壓具有較大的優勢。

3 結語

城市集中供熱創造了節約能源、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程中，起了相當重要的作用。換熱站設計是一個復雜的過程 ，因此對這里未能敘述的問題也應該按照相關的設計規范進行設計，這樣才能保證整個熱網系統運行的合理性、經濟性和可靠性。

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