换热机组方案

换热机组设计方案
此项目利用生产工艺废水进行二次热能利用，达到节能减排。

根据用户提供，用户可提供300t的40℃热水，二次能源利用后产生12t尽可能高水温的热水，作为工艺用补水。

由于受现有工艺及现场条件限制，经过综合测算，我公司建议采用一套高效率的换热机组，已达到性价比最高。

一、用户提供参数及要求：
一次侧热媒为300t的40℃工艺热水，二次侧出水温度38-39℃，流量12t/h。

二、换热机组参数计算：
1、热负荷Q=4.1868×12×（39-15）/3.6＝335kw
冷水温度取15℃
2、一次网流量计算：
G
=335/4.2/（40-32）×3600/1000×1.2
1
=35t/h
选用管径DN80
3、二次网循环水量：
g=Q×5%/1.163×σt=12t/h（σt为配水管道的热水温差，取24℃）
选用管径DN65
三、主要设备选择：
1、换热器选择： 1台
2、循环水泵选择：(一用一备) 2台
循环水泵流量12t/h，扬程28m，功率3kw
换热器设计选型
Technical Specification
板式换热器设计参数
用户:
型号: i60-ZM
项目: CNSHMZU-3362
位号: i60-ZM 75PL 304SS
日期: 8/20/2015
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Hot side热侧Cold side冷侧Fluid 流体Water Water
Density 密度kg/m³991.4 992.9 Specific heat Capacity 比热kJ/(kg*K) 4.18 4.18
Thermal conductivity 导热系数W/(m*K) 0.629 0.623
1Inlet viscosity进口粘度cP 0.654 1.14
Outlet viscosity 出口粘度cP 0.756 0.667
Volume flow rate 体积流量m³/h40.0 12.0
Inlet temperature 进口温度°C40.0 15.0
Outlet temperature 出口温度°C32.7 39.0
Pressure drop 压力降kPa 98.1 9.30
Heat exchanged 热负荷kW 334.4
L.M.T.D.对数温差K 5.8
O.H.T.C. service 传热系数(运行) W/(m²*K)5248
Heat transfer area 换热面积m²11.0
Duty margin 设计余量% 0.0
Rel. directions of fluids 流动形式Countercurrent Number of plates 板片数75
Number of passes 流程 1 1
Plate material 板片材质ALLOY 304
Sealing material 密封垫材质NITRILE CLIP-ON NITRILE CLIP-ON
Connection material 接口材质Stainless steel Stainless steel Connection diameter 接口尺寸mm 60 60
Nozzle orientation 接口方向S1 -> S2 S4 <- S3
Pressure vessel code 压力容器标准ALS
Flange rating 法兰标准GB
Design pressure 设计压力bar 10.0 10.0
Test pressure 试验压力bar 13.0 13.0
Design temperature 设计温度°C100.0 100.0
Length 长 x width 宽 x height 高mm 476 x 300 x 798 Liquid volume 液体容积dm³11.1 11.1
Net weight净重, empty空/operating运行kg 100 / 122
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换热机组主要部件技术说明
换热器技术说明
此项目提供热源温度40℃热水，要充分利用现有资源换出最大热量，要求换热器具有很高的换热效率。

同时，由于水质要求严格，只能采用全不锈钢产品，全不锈钢具有统一的膨胀系数，不会由于压力和温度不稳定而引起换热器的变形，无需减温减压。

在正常使用条件下，使用寿命可以更长。

循环及补水泵水泵的技术说明
我公司提供的换热机组的热水循环泵及补水泵采用格兰富(GRUNDROS)公司水泵。

水泵在下述环境，并在额定出力下连续运行。

循环水泵工作时产生的径向负荷引起的轴的挠度符合机械密封正常工作的要求，该值应不超过5um。

循环泵在容许工作范围内工作时，轴承的基本额定寿命至少为17，500小时。

循环泵选用立式管道泵，扬程为25M，最大工作压力为1.6Mpa，适用水温≤120℃，泵壳、叶轮为铸钢，机械密封。

电机选用高效低噪声电机，并带有水泵轴温和低水压报警装置，出现故障可报警自动停机。

水泵各项指标均符合GB5657-95标准。

循环水泵的运行及电动调节阀的开闭联锁，即先开循环水泵，后开电动调节阀，先关电动调节阀，后关循环水泵。

补水泵采用变频控制，即通过时时监测二次侧管网压力，调整水泵转速，由此控制二次侧管网压力。

水泵电机启动装置均为变频启动，具有各种保护，如过流、欠压、过载、短路等，并能在控制器中显示运转及报警信息，备用水泵经切换运行后也为变频控制。

控制系统的技术说明
每台换热机组的控制柜上设有机组正常运行必备的控制装置。

温度控制精度：±1%
压力控制精度：±0.5%
整机可做到无人值守和定期巡检相结合，能就地实现供热量自动调节以及温度、压力、阀位、等参数的自动测试及显示。

一次侧定供回水温度，变流量调节。

二次侧变流量，循环水泵为变频调速泵。

二次侧根据温度调节曲线，控制二次侧供回水的温度和流量，实现供热量调节。

一次侧电动调节阀停电时能自动关闭使一次侧供水不影响原有系统，电动调节阀具有弹簧返回装置，求电时可延时自动开机，主机的温度控制误差在±2°之间，具有二次低水压时停泵保护控制。

电控箱中的控制器西门子控制器，可选用控制屏有西门子SAMTIC彩色触摸屏，具备通讯远传功能。

通讯方面能够通过485接口及上位机实现通讯，将机组的运行型号传输至上位计算机。

管路附件技术说明
（1）压力控制器
压力控制器采用丹麦Danfoss产品，已确保系统压力的稳定
（2）电动控制阀
电动控制阀采用电动调节阀，能使控制系统及换热机组协调工作，电动控制阀耐压为2.5Mpa，且泄漏量不超过0.05%，带弹簧返回装置，且关断力2800N （这样当不需要蒸汽时，能够完成关闭一次侧蒸汽）。

控制系统主要元件说明
一次侧：PN10
*压力表：量程0～1.6Mpa，精度等级1.0；
作用：测量和显示机组不同负荷下的静压及压差，以保证充足的供水。

*温度表：量程0～200℃，精度等级1.0；
作用：用于指示该位置的温度。

*位于进口处的温度传感器；
作用：测量一次侧热媒的供给温度。

*DN15的球阀
作用：用于排污，位于系统的最低点。

*电动阀：
作用：为根据二次侧的出口温度来调节一次侧的热媒流量，这个温度通常是由室外的实际温度来控制。

二次侧：PN10
*压力传感器：
作用：为传输机组二次侧供回水压力
*压力表：量程0～10bar
作用：为测量和显示机组在不同负荷下的回水压力。

*温度传感器：
作用：为传输二次网供水温度。

*温度表：量程0～100℃，精度等级1.0；
作用：用于指示该位置的温度。

*排水阀门PN10，DN15：
板换的每个进出口均设置，分别用于机组放气及泄水。

*二次侧过滤器
一号循环水泵状态：
一号循环水泵故障：
二号循环水泵状态：
二号循环水泵故障：
三号循环水泵状态：
三号循环水泵故障：
一号/二号切换：
二次侧超温报警：
二次侧超压报警：
其它
公司提供的换热机组在显著的位置设置铭牌，内容包括：
名称
型号
设计压力及试验压力（Mpa）
设计温度（℃）
公称换热面积（m2）
额定换热景（KW）
重量（kg）
制造厂名称，国别
出厂日期（年、月）
供货明细
公司根据最终技术文件的技术要求以及设备供货合同的技术要求，提供满足要求的换热机组。

供货服务范围包括：完成设计、制造、检验、交货和合同规定提供的现场调试，以及规定的技术服务。

文件资料和人员培训。

（换热机组包括的主要设备及元件见所附的设备清单）
公司提供的换热机组安装在防腐框架上，机组还包括了所有必需的管件、阀门、电控连接和仪表控制，产品组装后经检验合格运至现场。

换热机组说明
（本使用说明及换热机组电控柜电器图纸共同作为随机文件的一部分，投标文件之内容不作为最终文件，仅供用户参考）
电控柜：
型号说明：循环水泵二台，每台功率3kW，1台变频，1台工频，一次侧电动调节阀（24V）1个，一次侧温度传感器1个，压力传感器1个，二次侧温度传感器1个，二次侧压力传感器（24V）1个。

（可选用PLC可编程序控制器，显示屏带数据调节及密码数据保护）
控制系统功能描述：
换热机组控制系统，分为温度控制系统及压力控制系统，分别叙述如下：
A.温度控制系统
温度控制，根据二次侧系统供水温度实际值及控制柜内西门子控制器设定温度比较，调节换热机组一次侧电动调节阀，使实际二次侧供水温度设定值趋于一致。

同时，西门子的设定超温温度值，能够根据超温温度传感器探测的信号使电动调节阀关闭。

B.定压罐控制系统
定压罐根据系统的压力值，调节系统水量，使系统压力保持一个恒定值，保护系统。

控制系统操作面板说明:
控制器：西门子
no1 循环泵运行:no1循环泵工作时,灯亮;no1循环泵停止时,灯灭；
no2 循环泵运行:no2循环泵工作时,灯亮;no2循环泵停止时,灯灭；
控制系统开关说明：
QF0:控制系统总开关；
QF1:循环水泵电源开关；
QF2: 循环水泵控制回路开关；
QF3: 仪表DC24V电源开关；
QF4: 控照明电源开关；
QF5: 控制柜冷却风扇电源开关；
启动换热机组:
机组启动前，应检查机组主要部件，确保正常才能启动机组；
换热机组得电，按照以下顺序打开空开：
QF0，QF1，QF2，QF3，QF4，QF5，QF6，QF7，QF8。

以上电器空气开关，在停止机组时，断开顺序为反向。

检查换热机组的换热器上端排空阀及下端排污阀门，确认此阀门位于关闭状态，才能打开换热机组二次侧进出口主阀门。

换热器上部之排空阀，仅作为换热机组排除空气用阀门，循环水泵启动前，应使用排空阀排除机组内部空气。

排污阀用于排除换热机组内部污水，可适当排2-3分钟的污水，待出水干净后，关闭。

首次启动换热机组时，打开机组二次侧进出口主阀门前，应首先开启换热器之旁路阀门，然后同时打开二次侧进口及出口阀门，且打开速度尽可能慢。

在机组一次侧进出口主阀门关闭情况下，通过控制柜面板上的西门子控制器，手动关闭电动调节阀。

通过水泵泵壳上的放气旋塞，手动将各个泵放气。

循环泵的启动进口压力为1.0公斤，才能启动循环水泵。

启动循环水泵前，应关闭循环泵出口蝶阀，打开循环泵进口蝶阀。

启动循环泵，并观察循环泵的叶轮转向是否正确（水泵叶轮转向在水泵外壳上均有明显标志）。

将循环泵出口蝶阀缓慢打开。

循环泵启动后，应观察1#泵，并检查循环泵的电流。

停止换热机组：
需要停机时，先手动停循环泵。

按以下顺序关闭空开：
QF1，QF2，QF3，QF4，QF5，QF6，QF7，QF8，QF0。