換熱站施工過程中的設備安裝技術探究

文／王海鵬 廊坊市熱力總公司 河北廊坊 065000

引言：

現階段，城市供熱系統形式進行了全面更新，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的利用能源，同時還可以減少環境污染。在城市集中供熱系統中，需要采用換熱站作為供熱系統與用戶之間樞紐設施。大多數換熱站采用板式換熱器作為熱量傳遞的設備，這種設備具有更高的熱量傳輸效率，占地面積小，實際使用效果好，能夠有效避免換熱站進行熱量傳遞時導致的能量損耗。但是，板式換熱器安裝過程中，需要充分考慮設備安裝的環境條件以及安裝技術水平，避免設備安裝質量問題導致的換熱站運行異常，影響城市供熱效率。

1.換熱站設備安裝概述

換熱站處于城市供熱系統的樞紐節點位置，作為連接城市供熱網絡與用戶之間的紐帶，其工作效率與運行穩定性直接影響城市的供熱水平。隨著當前換熱站設備大的更新和發展，板式換熱器城市了換熱站應用最為廣泛的換熱設備。相較于傳統的換熱站設備而言，版式換熱設備具有節能、節約空間、運行穩定等眾多優勢，但是其安裝技術要求也更為嚴格，在安裝過程中需要對其進行嚴格的技術控制與管理。尤其是在換熱站智能化發展的背景下，為了能夠動態對換熱站進行監控和管理，需要在換熱站施工過程中確保設備安裝質量符合要求，并且能夠在后續使用過程中穩定運行。為此，需要根據換熱站設備進行研究和分析，了解設備安裝工藝以及安裝過程中的關鍵技術，確保城市供熱系統中換熱站設備安裝工作穩步開展。

2.換熱站板式換熱設備分析

換熱站采用板式換熱器能夠大幅度節約換熱站占地空間，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。為了確保換熱站設備安裝能夠順利進行，就需要對板式換熱器的性能特點和技術特點進行分析和探討，為其安裝施工提供支持。

2.1 板式換熱器的性能特點

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，然后用螺栓進行固定。傳熱板片的波紋通常設計為“人”字型，相鄰板片具有反方向人字形，溝槽的交叉點相互支撐形成接觸點介質動時形成湍流，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：首先，板式換器傳熱系數高，一般可達到4000-7000W/m2（介質同為水-水）。傳熱板片波紋結構科學合理，有利于強化傳熱，可以使介質在較低速下形成激烈的湍流，結垢可能性降低，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械強度均勻，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行清洗，更換墊片和板片。傳熱板片流道四周采用加強結構波紋尺寸合理，使得各接觸點分布均勻，提高了耐壓能力，波紋采用流線型可以有效避免動死區，流道當量直徑大，阻力損失小。

2.2 板式換熱器的技術特點

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進行一次壓制成形，避免了重復板片沖壓。采用雙面涂油覆膜技術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力均勻，同時如果模具中某塊模具出現磨損時可迅速更換，保證模具的精度。板片設計采用超細網格數值模擬技術結合精密的實驗測量方法設計出流動和傳熱性能優越的換熱板片，在低速下能夠產生湍流及高換熱系數。板片在一定換熱下具有更小的阻力系數，“人”字形波紋在板片之間形成多達數千個接觸點，壓制板片具有極高的精度，使得板片之間的接觸點壓均勻，最高可以承受25bar 的壓力。

3.換熱站設備安裝工藝

換熱站施工中，設備安裝是非常關鍵的施工項目，直接決定了換熱站的運行的穩定性以及熱交換效率。因此，在換熱站設備安裝過程中，必須嚴格按照工藝要求開展安裝作業，并且做好每道工序安裝的技術控制與管理，確保換熱站設備安裝質量符合要求。

3.1 設備就位

在城市換熱站施工中，為了節約城市空間換熱站通常位于城市換熱站的地下室，且換熱站設備安裝進出口較小，在設備運輸到換熱站進行安裝前，需要對設備進行拆解后轉移到換熱站室內進行安裝。為此，在換熱站設備安裝中就需要根據設備的位置將其運輸到預定的安裝位置，為后續的設備安裝施工做好準備。首先，需要將換熱站設備基座安裝在設備基礎的插槽中，將其與設備基礎進行可靠固定。通常固定采用地腳螺栓進行，在固定完成后還需要再設備基座的前、后、左、右四個方面設置一個檢查點，用以對設備安裝的水平度進行檢查。如果設備基礎水平度不滿足要求可以采用墊片進行找平，但是為了設備運行的穩定，如果增加墊片超過2 塊，則需要在墊片鋼板之間進行焊接[1]。如果設備具有減震要求，則安裝過程中還需要在基礎與設備之間設置減震墊片，以確保設備運行狀態的穩定。

3.2 安裝換熱機

換熱機是換熱站的核心設備，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備進行安裝時，需要確保設備中線、進入口管處于同一軸線上。在換熱設備安裝前，需要對設備進行檢查，確保設備外觀完好，無變形和碰撞損壞情況。在安裝過程中要嚴格控制好安裝螺栓的力矩，避免螺栓緊固過度造成設備損壞。不僅如此，在換熱器安裝施工中，還需要積極參考廠家指導文件，或者在廠家技術人員的指導下完成換熱器的安裝。配置增加泵和循環泵的換熱站，在安裝完畢后徐璈對其進行試運行，確保水泵工作正常，且不存在反轉情況。

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，必須嚴格按照圖紙設計進行，確保其能夠可靠的固定于換熱咱墻壁上，與換熱站預埋件進行焊接連接。在固定支架和吊架過程中，去預埋件孔位不可采用氣焊進行開孔，必須利用臺鉆打孔[2]。在安裝之前需要在預埋件上涂刷防銹漆，提高預埋件的耐腐蝕性。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，需要根據支架、吊架的位置對其進行微調，使其能夠更好的進行管道安裝，提高管道的平順性。

3.4 管道安裝

管道安裝是換熱站設備安裝的組成之一，管道作為換熱站熱媒傳輸的重要通道，連接換熱設備與供熱管網、換熱設備與用戶，是決定換熱站運行效率的重要設備。在安裝前首先需要對管道的材質進行檢驗，確保管道材質滿足使用要求。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行防銹防腐處理，避免其被管道內熱媒腐蝕，在使用過程中產生質量問題[3]。采用法蘭連接的需要采用螺栓對連接部位進行可靠固定，確保管道連接符合規范要求。

3.5 管道焊接

管道焊接作業是安裝施工的重要作業內容，直接影響換熱站設備運行的穩定性。采用焊接連接的管道，在焊接施工前需要對焊接作業條件進行檢查，確保不會影響焊接質量。如果在穿墻、拐角出存在焊接結果，則需要對其進行調整，避免接口設置處于薄弱部位，影響管道安裝的質量。穿墻管道則需要提前預埋穿墻套管，避免管道與墻體直接接觸，導致管道破損[4]。焊接完成后需要對焊接質量進行檢驗，確保焊縫質量符合供熱管道焊接作業質量要求，具有良好的密封性。

3.6 閥門安裝

閥門對于換熱站設備運行穩定性產生直接影響，換熱站設備需要采用多種不同類型的閥門進行設備與管道之間的連接，如果閥門安裝存在問題，就會導致設備運行狀態不穩定，換熱站運行過程中出現熱媒泄漏等問題。因此，在閥門安裝施工中，首先需要對閥門的型號、名稱、編號、開關方向等參數進行檢查，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，開關手柄的方向需要結合實際情況進行設置，確保其不會與其他換熱站設備產生沖突，導致開關無法徹底打開或者關閉。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，不得采用垂直安裝方式[5]。焊接球閥過程中，則需要確認球閥處于開啟狀態，并且采用濕布包覆進行降溫，避免對閥門的密封性造成損害。

3.7 儀表安裝

儀表是換熱站的關鍵設備，對于換熱站運行產生直接的影響。在安裝儀表前，需要對儀表的規格、量程等參數進行確認，避免儀表不符合安裝要求，或者安裝位置不正確導致儀表損壞。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，以便于能夠準確的觀測數值[6]。在儀表安裝時，需要根據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，需要進行仔細的核對。如果采用焊接方式進行安裝，則需要避免焊接高溫對儀表設備造成損壞。

4.換熱站設備安裝調試與試運行

在換熱站設備安裝中，調試與試運行是確認安裝質量的重要工序。其主要內容包括了水壓試驗、管道沖洗與設備試運行。為了確保設備安裝后可以穩定運行，調試過程與試運行階段必須嚴格按照設備的安裝技術要求與使用說明進行操作，確保設備調試順利，運行穩定。

4.1 水壓試驗

水壓試驗是針對換熱站設備密封性和承壓性進行檢驗的重要工序。在設備運行前，需要通過水壓試驗來確保設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。在水壓試驗前需要對參與試驗的換熱站管道、設備進行檢驗，確保其質量滿足要求，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行檢驗，確保儀表增長，能夠對壓力進行精準檢測。最后準備好試驗用水后，方可開始進行水壓試驗。在試驗中，需要打開試驗管段的全部閥門，做好試驗管段與非實驗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，在壓力達到0.3Mpa 后進行減壓，然后在以每分鐘0.1Mpa 的升壓速度升至額定壓力，如果感到內壓力在1h 內下降不超過0.05Mpa，則說明管道密封性與承壓性滿足要求。

4.2 管道沖洗

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

4.3 設備試運行

設備試運行是在設備水壓試驗與沖洗完成后進行的工序，試運行必須滿足管道安裝和使用的所有條件，并且確認換熱站設備能夠正常工作，相關的供水系統、供電系統已經準備就緒。在試運行前，需要向換熱站管道中加注軟水，然后對換熱站電氣設備、動力設備、自動化控制設備進行單機調試，確認設備運行穩定后，開始進行15 分鐘的冷運行[9]。冷運行過程中需要對水泵運轉狀態、換熱站水壓情況進行觀測，同時對所有設備的運行狀態進行檢查，確保換熱站設備均能夠按照預期進行工作。冷運行完畢后，開啟閥門通入熱水進行系統熱運行，然后觀察換熱站72小時內運行狀態，記錄其溫度變化以及換熱效率，確認達標后則表明換熱站設備安裝滿足使用標準。

5.換熱站設備安裝過程中關鍵技術分析

在換熱站設備安裝過程中，為了保障設備安裝質量與實用性能，需要加強對關鍵技術的管理與控制。其中防腐技術、保溫技術等都是保障設備安裝可靠的關鍵，必須嚴格按照技術標準要求做好設備安裝過程中的防腐與保溫，確保設備運行性能滿足要求。

5.1 設備及管道防腐施工技術

換熱站設備與管道的防腐直接關系其使用壽命，防腐技術應用包括了設備、管道、閥門等諸多配件，需要在除銹后進行防銹漆的涂刷。涂漆前應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℃的環境下進行，并應有防火、防凍、防雨等措施。尤其應有制造廠的合格證明書，過期的油漆必須經過檢驗，確認合格后方可使用。管道涂漆的種類、層數、顏色、標記等符合設計要求。如有保溫和防露要求應涂兩道防銹漆，暗裝管道、容器應涂兩道防銹漆，埋地鋼管應按設計要求做防腐保護層[10]。管道涂漆可采用刷涂或噴涂法施工。涂層應均勻，不得漏涂。當采用多種油漆調和配料時應性能適應、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。調成的涂料應及時使用，余料應密封保存?，F場涂漆一般應自然干燥。多層涂刷的前后間隔時間，應保證漆膜干燥、干透涂層未經充分的干燥，不得進行下一道工序施工。涂層質量應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 保溫絕熱結構施工技術

保溫絕熱技術主要應用在換熱站管道安裝施工中，常規的方法是采用玻璃棉管殼進行管道的保溫。在實施過程中，將管殼用白色塑料布直接綁在管道上，絕熱層大于80mm 應做兩層或多層絕熱結構，并且要求錯縫。如果所需絕熱厚度比預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、外的接縫要錯開，外面再做面層[11]。伸縮縫應根據設計要求留伸縮縫，無要求時，一般5m-7m 留一處。一般縫寬20-30mm，用棉氈或其他軟質材料填滿，外面做一保護層防水。垂直管道的絕熱工序應由下而上水平管道絕熱采用的管殼，宜將其縱向對縫布置在管道軸線的左、右側，而不要布置在上、下方。

結語：

綜上所述，在換熱站設備安裝施工中，為了確保設備安裝質量，必須嚴格按照技術標準與工藝流程進行。在安全施工前需要對換熱站設備的性能、規格進行詳細了解，安裝過程中則需要按照工藝流程逐步對設備進行安裝，最后完成調試，確保設備性能穩定，能夠滿足換熱站正常使用標準要求。在設備安裝的各個環節，需要科學應用設備安裝施工技術做好設備的定位、安裝、防腐與保溫，為換熱站安裝施工提供可靠的技術支持。