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【摘要】换热站设计是一个复杂的过程，因此对这里未能叙述的问题也应该按照相关的设计规范进行设计，这样才能保证整个热网系统运行的合理性、经济性和可靠性。本文分析了换热站设计中存在的问题，探讨了其设计原则和要点。
【关键词】集中 供热 换热站 设计
中图分类号： TU833 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
集中供热系统中换热站是连接热网与热用户的场所，在供热系统中起到热量的转换、调节、分配、计量、检测的作用。换热站作为供热系统中的一个中枢环节，它是供热系统的重要组成部分。
二、换热站相关设备在设计与运行中存在的问题
1、换热器设计与运行中存在的问题
换热器主要是将高温流体的部分热量传递给低温流体的设备。在供热系统中起到的主要作用是利用换热的方式将高温水转换成低温水，然后供给热用户使用。换热器的型式主要有浮动盘管换热器、板式换热器以及管壳式换热器三种类型，每—种类型的换热器都存在着自身的优点与缺点，如果选用不当，很容易出现水击现象或者造成设备的检修困难。在对换热站进行设计的过程中，常见的问题主要包括由于蝶阀关闭不严引起一级网高温水喷射出，对检修人员造成的安全隐患等问题。
2、循环泵选型与设计中存在的问题
循环泵主要是指装置中输送反应、吸收、分离以及吸收液再生的循环液用泵。对循环泵的设计应该根据供暖系统的具体需求，进行合理的选型，目前在我国换热站中常用的运行方式为多泵并联的运行方式。在循环泵运行的时候，由于泵的入口管线内的气体没有排净，泵入口存在气体，这个时候，如果有高压液体进入泵腔与气体形成喘振，就会将这种震动传给泵体，进而传给管道，引起管道震动。此外，由于止回阀卡住，导致泵抽空，也会引起泵进口管线震动，从而导致循环泵无法正常的工作。在循环泵运行过程中，循环泵突然停运也是一种常见的问题。
3、除污器设计与运行中存在的问题
除污器主要是安装在用户入口供水总管上，以及热源(冷源)、用热(冷)设备、水泵、调节阀入口处的一种设备。其主要作用是防止管道介质中的杂质进入传动设备或精密部位。其类型主要可以分为Y型除污器、锥形除污器、直角除污器以及高压除污器几种类型。在我国目前换热站中广泛使用的要属Y型除污器，它具有体积小、阻力损失小而且安装方便等比点。但是，却存在着清理困难等问题。
三、热站热力系统的设计原则
1、当换热站相邻或附属于锅炉房时，能较方便地回收凝结水，并可通过锅炉房水处理设备进行补水。同时，锅炉的连续排污可用于热水管网补水，既减少了对热水管网的腐蚀，又减少了锅炉房排污的热损失。
2、当一次热介质的压力超过换热器的承压能力时，应在换热站人口设置减压装置；当一次热介质为城市热网供水时，在热交换站入口应设置除污器，除污器前后需安装切断阀与旁通管。
3、当一次介质的水温超过热交换器内循环水静压下的饱和温度时，在热交换器一次热介质的入口处，应设置循环水泵停止运行时能自动关闭的电磁阀。
4、对于循环水的供水温度，需要根据用热设备自动调节系统来设定，应在一次热介质的供水母管内安装自动调节阀，由外来信号调节一次热介质的流量。一次热介质入口与循环水供回水管出入口，应设置压力表与温度计。
5、大型换热站应设置仪表控制室，将二次仪表、监控信号设备集中布置进行管理。
6、所选用的热交换器，应在工作状态(温度、压力)下安全有效地运行。热交换器的台数及单台容量，要有利于热负荷的调节。热交换器一般不少于两台，且其中任何一台停止工作时，其余热交换器能满足总热负荷的70％。
7、当城市供回水干管压差较小时，应选用水流阻力较小的热交换器，尽量不使用加压泵。热交换器前端应留有检修时抽管所需要的场地。
8、所有阀门的安装高度都要便于操作和维修，仪表的安装位置也应便于观察。对所有热力管道都应考虑热力补偿，并尽量利用自然补偿。同时，尽量避免在地下室设置热交换站，室内应有良好的通风条件。大型热交换站还应设置控制室与生活间。
四、换热站设备的选型、设计及设备常见问题分析
换热站的主要设备有换热器、循环泵、除污器。
1、换热器
在供热系统中,将高温水经过换热向热用户提供低温水的换热装置为换热器。间接连接系统应选用工作可靠,传热性能良好的换热器。在换热站的设计中,我们选择板式换热器,采用逆流换热工艺。在换热站的实际运行中,常出现以下问题:板换的进出口蝶阀由于进入杂质导致关闭不严,在采暖运行期进行检修时,一级网高温水喷射出,存在安全隐患;板换的清洗复杂,一旦进入杂质就需拆卸板片进行清洗。我们将原设计换热器进出口的蝶阀更换为球阀。球阀的密封性能要优越于蝶阀,并且可实现快速启闭。在设计中,我们在换热器的出口增加了一个排污管,在排污管上设置阀门。在采暖运行期,关闭换热器进口阀门,通过出口反方向进入流体,对板式换热器进行反冲洗。通过改造,减少了板换的拆卸次数,减轻运行人员的工作强度。
2、循环泵及补水泵
在供热系统中,循环泵是为了系统输送热能而提供动力的主要设备。为了满足流量及运行调节变流量的要求,循环泵大多采用多泵并联的方式运行。在换热站的实际运行中,经常会出现泵入口管线震动,经过实际运行分析,主要有以下几种原因导致:
(1)泵的入口管线内的气体没有排净,泵入口有气体存在。泵腔内进入了气体,在高压液体进入泵腔后与气体形成喘振,传导给泵体,导致泵的震动,进而传递给管道,使管道震动。
(2)管路小于泵通径,产生气蚀,引起泵蜂鸣振动,带动管路震动。
(3)入口管径与出口管径一致是不太合理的设计、建议增大进口管道管径。
(4)泵入口管线的管托或管线的支撑点不合理、泵出口管道没有刚性支架或刚度不够。
(5)由于止回阀卡住,过滤器选择的母数大,导致泵抽空,泵出口憋压产生震动。
(6)管线太细达不到流量要求,拐弯太多。
(7)泵本身安装问题,如入口管线在装配过程中与泵的入口不同心,电机的轴与泵的轴不同心等等。我們在设计、施工中必须避免以上问题的产生,防止泵震动产生噪音。
3、过滤器
换热站内的过滤器种类比较多,如旋流除污器、可刷式除污器、Y型除污器、卧式角通除污器等等。在新建热力站中我们采用的为Y型除污器,当流体经过Y型除污器,杂质被其内部的过滤网阻挡,清洁的流体从Y型过滤器出口流出。它的优点是体积小,可直接安装在管道上,阻力损失小。但在换热站的实际运行中也暴露了它的缺点,当需要清洗过滤网时,必须停止系统运行,将过滤网拆卸取出,清理干净后安装,系统才能运行。这种过滤器给热力站维修人员带来麻烦,并且导致系统运行不稳定。使用者提出应该并联一套除污器,可替换使用。但是这样不仅增加了投资,并且在布置管线时占用了大量的空间。通过调研,我们寻找普通过滤器的替代产品,可实现在线除污过滤器,保证在清洗时不影响系统运行,使系统安全稳定运行。通过过滤设备的替换,不仅给运行人员简化了操作,而且使系统运行稳定。
结论
未来城市集中供热网将具有大规模、多热源、复杂化等特点，热网的计算机监测、控制与管理也将随之发展，并成为集中供热网不可或缺的一部分。城市集中供热创造了节约能源、减少污染、改善人们生活与工作条件的综合效益，而换热站在集中供热的过程中，起了相当重要的作用。既减少了建设锅炉房所消耗的大量经费，又不浪费能量，更重要的是，保护了环境，节约了能源，减少了重复建设，降低了人们取暖的费用。
【参考文献】
【1】朱宇-换热站的设计及运行中若干问题的探讨Ⅱ．《中国科技纵横》．2012(19)．
【2】王秀杰．换热站设计中换热器选型与节能设计相关问题探讨U《城市建设理论研究》．2012(09)．
【关键词】集中 供热 换热站 设计
中图分类号： TU833 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
集中供热系统中换热站是连接热网与热用户的场所，在供热系统中起到热量的转换、调节、分配、计量、检测的作用。换热站作为供热系统中的一个中枢环节，它是供热系统的重要组成部分。
二、换热站相关设备在设计与运行中存在的问题
1、换热器设计与运行中存在的问题
换热器主要是将高温流体的部分热量传递给低温流体的设备。在供热系统中起到的主要作用是利用换热的方式将高温水转换成低温水，然后供给热用户使用。换热器的型式主要有浮动盘管换热器、板式换热器以及管壳式换热器三种类型，每—种类型的换热器都存在着自身的优点与缺点，如果选用不当，很容易出现水击现象或者造成设备的检修困难。在对换热站进行设计的过程中，常见的问题主要包括由于蝶阀关闭不严引起一级网高温水喷射出，对检修人员造成的安全隐患等问题。
2、循环泵选型与设计中存在的问题
循环泵主要是指装置中输送反应、吸收、分离以及吸收液再生的循环液用泵。对循环泵的设计应该根据供暖系统的具体需求，进行合理的选型，目前在我国换热站中常用的运行方式为多泵并联的运行方式。在循环泵运行的时候，由于泵的入口管线内的气体没有排净，泵入口存在气体，这个时候，如果有高压液体进入泵腔与气体形成喘振，就会将这种震动传给泵体，进而传给管道，引起管道震动。此外，由于止回阀卡住，导致泵抽空，也会引起泵进口管线震动，从而导致循环泵无法正常的工作。在循环泵运行过程中，循环泵突然停运也是一种常见的问题。
3、除污器设计与运行中存在的问题
除污器主要是安装在用户入口供水总管上，以及热源(冷源)、用热(冷)设备、水泵、调节阀入口处的一种设备。其主要作用是防止管道介质中的杂质进入传动设备或精密部位。其类型主要可以分为Y型除污器、锥形除污器、直角除污器以及高压除污器几种类型。在我国目前换热站中广泛使用的要属Y型除污器，它具有体积小、阻力损失小而且安装方便等比点。但是，却存在着清理困难等问题。
三、热站热力系统的设计原则
1、当换热站相邻或附属于锅炉房时，能较方便地回收凝结水，并可通过锅炉房水处理设备进行补水。同时，锅炉的连续排污可用于热水管网补水，既减少了对热水管网的腐蚀，又减少了锅炉房排污的热损失。
2、当一次热介质的压力超过换热器的承压能力时，应在换热站人口设置减压装置；当一次热介质为城市热网供水时，在热交换站入口应设置除污器，除污器前后需安装切断阀与旁通管。
3、当一次介质的水温超过热交换器内循环水静压下的饱和温度时，在热交换器一次热介质的入口处，应设置循环水泵停止运行时能自动关闭的电磁阀。
4、对于循环水的供水温度，需要根据用热设备自动调节系统来设定，应在一次热介质的供水母管内安装自动调节阀，由外来信号调节一次热介质的流量。一次热介质入口与循环水供回水管出入口，应设置压力表与温度计。
5、大型换热站应设置仪表控制室，将二次仪表、监控信号设备集中布置进行管理。
6、所选用的热交换器，应在工作状态(温度、压力)下安全有效地运行。热交换器的台数及单台容量，要有利于热负荷的调节。热交换器一般不少于两台，且其中任何一台停止工作时，其余热交换器能满足总热负荷的70％。
7、当城市供回水干管压差较小时，应选用水流阻力较小的热交换器，尽量不使用加压泵。热交换器前端应留有检修时抽管所需要的场地。
8、所有阀门的安装高度都要便于操作和维修，仪表的安装位置也应便于观察。对所有热力管道都应考虑热力补偿，并尽量利用自然补偿。同时，尽量避免在地下室设置热交换站，室内应有良好的通风条件。大型热交换站还应设置控制室与生活间。
四、换热站设备的选型、设计及设备常见问题分析
换热站的主要设备有换热器、循环泵、除污器。
1、换热器
在供热系统中,将高温水经过换热向热用户提供低温水的换热装置为换热器。间接连接系统应选用工作可靠,传热性能良好的换热器。在换热站的设计中,我们选择板式换热器,采用逆流换热工艺。在换热站的实际运行中,常出现以下问题:板换的进出口蝶阀由于进入杂质导致关闭不严,在采暖运行期进行检修时,一级网高温水喷射出,存在安全隐患;板换的清洗复杂,一旦进入杂质就需拆卸板片进行清洗。我们将原设计换热器进出口的蝶阀更换为球阀。球阀的密封性能要优越于蝶阀,并且可实现快速启闭。在设计中,我们在换热器的出口增加了一个排污管,在排污管上设置阀门。在采暖运行期,关闭换热器进口阀门,通过出口反方向进入流体,对板式换热器进行反冲洗。通过改造,减少了板换的拆卸次数,减轻运行人员的工作强度。
2、循环泵及补水泵
在供热系统中,循环泵是为了系统输送热能而提供动力的主要设备。为了满足流量及运行调节变流量的要求,循环泵大多采用多泵并联的方式运行。在换热站的实际运行中,经常会出现泵入口管线震动,经过实际运行分析,主要有以下几种原因导致:
(1)泵的入口管线内的气体没有排净,泵入口有气体存在。泵腔内进入了气体,在高压液体进入泵腔后与气体形成喘振,传导给泵体,导致泵的震动,进而传递给管道,使管道震动。
(2)管路小于泵通径,产生气蚀,引起泵蜂鸣振动,带动管路震动。
(3)入口管径与出口管径一致是不太合理的设计、建议增大进口管道管径。
(4)泵入口管线的管托或管线的支撑点不合理、泵出口管道没有刚性支架或刚度不够。
(5)由于止回阀卡住,过滤器选择的母数大,导致泵抽空,泵出口憋压产生震动。
(6)管线太细达不到流量要求,拐弯太多。
(7)泵本身安装问题,如入口管线在装配过程中与泵的入口不同心,电机的轴与泵的轴不同心等等。我們在设计、施工中必须避免以上问题的产生,防止泵震动产生噪音。
3、过滤器
换热站内的过滤器种类比较多,如旋流除污器、可刷式除污器、Y型除污器、卧式角通除污器等等。在新建热力站中我们采用的为Y型除污器,当流体经过Y型除污器,杂质被其内部的过滤网阻挡,清洁的流体从Y型过滤器出口流出。它的优点是体积小,可直接安装在管道上,阻力损失小。但在换热站的实际运行中也暴露了它的缺点,当需要清洗过滤网时,必须停止系统运行,将过滤网拆卸取出,清理干净后安装,系统才能运行。这种过滤器给热力站维修人员带来麻烦,并且导致系统运行不稳定。使用者提出应该并联一套除污器,可替换使用。但是这样不仅增加了投资,并且在布置管线时占用了大量的空间。通过调研,我们寻找普通过滤器的替代产品,可实现在线除污过滤器,保证在清洗时不影响系统运行,使系统安全稳定运行。通过过滤设备的替换,不仅给运行人员简化了操作,而且使系统运行稳定。
结论
未来城市集中供热网将具有大规模、多热源、复杂化等特点，热网的计算机监测、控制与管理也将随之发展，并成为集中供热网不可或缺的一部分。城市集中供热创造了节约能源、减少污染、改善人们生活与工作条件的综合效益，而换热站在集中供热的过程中，起了相当重要的作用。既减少了建设锅炉房所消耗的大量经费，又不浪费能量，更重要的是，保护了环境，节约了能源，减少了重复建设，降低了人们取暖的费用。
【参考文献】
【1】朱宇-换热站的设计及运行中若干问题的探讨Ⅱ．《中国科技纵横》．2012(19)．
【2】王秀杰．换热站设计中换热器选型与节能设计相关问题探讨U《城市建设理论研究》．2012(09)．