关于集中供热换热站设计探讨

关于集中供热换热站设计探讨
作者：吉杨
来源：《环球市场》2019年第31期
摘要：近些年随着人们生活水平的提升，集中供热应用越来越广泛，此种供热方式能够有效降低能源浪费，提升供热效率，能够降低环境污染，有效提升管理效率，同时通过集中供热方式能够提升供热质量。

集中供热中最主要的部分之一就是供热换热站，本文主要探讨集中供热换热站设计方面的内容，希望能够对相关人士有所帮助。

关键词：集中供热;换热站;设计
集中供热主要就是通过热水以及蒸汽作为能量载体，利用管网实现某区域的热用户供热，主要包括供热锅炉、热电联产装置、温泉地热、低温供热核反应等等。

在集中供热换热站运行过程中，受到供热站设计问题的影响常常会造成能源浪费等问题，对于人们的生活造成较大影响。

所以对于集中供热换热站设计问题进行分析，加强热负荷计算以及关键设备的选型，这对于进一步推动集中供热发展具有非常现实的意义。

一、案例基本情况概述
某地区采取集中地暖供热的方式，总体面积为126660m2，其中高区面积9562m2，低区面积117098m2。

供热站采用兩台锅炉，其型号分别为：SZL10.5-1.0/11570-AII以及SZL7.0-
1.0/95/70-AII。

所设计的具体数据如表1所示：
二、供热系统热负荷计算
热负荷的计算是供热换热站设计中的重要组成部分，可以按照如下公式进行计算：
Q=q f F×10-3
其中Q n表示建筑物供暖设计热负荷，单位为kW;q f表示建筑物供暖面积热指标;F表示建筑物建筑面积。

一般情况下建筑物供暖面积热指标可以参照表2内容来选取。

对于案例建筑可以选择q f为60W/m2，从而能够计算得到总体供暖热负荷（F=126660m2）为7600kW，此供热系统所选用的两台可以满足供暖的需要。

三、设备的选型
（一）一级网设备选型
第一，循环泵的选型。

①循环泵流量的确定。

一般情况下循环泵的流量可以按照如下公式确定：
G=（1.1-1.2）×3.6×Q/[C×（t1-t2）]=（0.946-1.032）Q（t1-t2）
其中G表示供暖系统用户计算流量，单位为t/h;Q表示用户热负荷，单位为kW;t1，t2表示一级网设计供回水温度，单位为℃;C表示水比热，为4.187kJ/kg.℃。

②循环泵扬程的确定。

一般情况下循环泵的扬程可以按照如下公式确定：
H=H1+H2+H3+2-3
其中H表示循环水泵的扬程，单位为m;H1表示热源内阻损失，正常情况下取10-
15mH2O;H2表示主干线末端用户系统压力损失，正常情况下取5-10 mH2O; H3表示供回水管的压力损失，H3=2△P。

所以循环泵扬程可以确定为约25mH2O。

第二，补水泵的选型。

①补水泵流量的确定。

对于闭式热水供热管网来说，整个系统的渗漏水量直接决定着补水泵的补水量。

系统渗漏水量会受到很多因素的影响，包括系统规模、施工安装质量、运行管理情况等等。

一般情况下闭式热水网络补水率控制在系统水容量1%以内。

在补给水泵流量确定过程中也要充分考虑系统事故补水量的情况，所以最终的补水泵流量=供热系统正常补水量+事故补水量，一般情况下最终补水泵流量为正常补水量的4倍。

G补=4%G=（3.14-12.56）t/h
其中G补表示设计循环流量，单位为t/h;G表示系统循环流量，单位为t/h。

②扬程的确定。

一般情况下补水泵扬程按照如下公式确定，
H=（1.1-1.2）（H1+△Ht+△Hm-h）
其中H1表示补给水点压力值，单位为m;△Ht表示补给水泵吸水管压力损失，单位为m;△Hm表示补给水泵出水管压力损失，单位为m;h表示补给水箱最低点高出系统补水点的高度，单位为m。

一般情况下，补给水泵吸水管压力损失出水管压力损失相对较小，并且常常将补给水箱超出水泵高度作为抵消吸水管损失以及压力管损失作用，因此可以将上述公式进行简化，简化为：
H=H1+3-5=4+10+5=19m
（二）二级网设备选型
第一，循环泵的确定。

①循环泵型号的确定。

一般情况下循环泵的流量可以按照如下公式确定：
G=（1.1-1.2）×3.6×Q/[C×（t1-t2）]=（0.946-1.032）Q（t1-t2）
其中G表示供暖系统用户计算流量，单位为创耽Q表示用户热负荷，单位为kW;t1，t2表示一级网设计供回水温度，单位为℃;C表示水比热，为4.187kJ/kg.℃。

从上式可知，高区流量为60t/h，低区流量为725t/h。

②循环水泵扬程的确定。

一般情况下循环泵的扬程可以按照如下公式确定：
H=H1+H2+H3+2—3;其中H表示循环水泵的扬程，单位为m;H1表示热源内阻损失，正常情况下取10-15mH2O; H2表手主干线末端用户系统压力损失，正常情况下取5-10mH2O;H3表示供回水管的压力损失，H3=2△P。

所以循环泵扬程可以确定为约25mH2O。

从上式可知高区、低区扬程都为27.5mH2O。

第二，补水泵的选型。

①补水泵流量的确定。

对于闭式热水供热管网来说，整个系统的渗漏水量直接决定着补水泵的補水量。

系统渗漏水量会受到很多因素的影响，包括系统规模、施工安装质量、运行管理情况等等。

一般情况下闭式热水网络补水率控制在系统水容量1%以内。

在补给水泵流量确定过程中也要充分考虑系统事故补水量的情况，所以最终的补水泵流量=供热系统正常补水量+事故补水量，一般情况下最终补水泵流量为正常补水量的4倍。

G补=4%G（3.14-12.56）t/h
其中G补表示设计循环流量，单位为t/h;G表示系统循环流量，单位为t/h。

从上式可确定出高区补水泵流量为（0.6-2.4）t/h，低区补水泵流量为（7.25-29）t/h。

②扬程的确定。

一般情况下补水泵扬程按照如下公式确定，
H=（1.1-1.2）（H1+△Ht+△Hm-h）
其中H1表示补给水点压力值，单位为m;△Ht表示补给水泵吸水管压力损失，单位为m;△Hm表示补给水泵出水管压力损失，单位为m;h表示补给水箱最低点高出系统补水点的高度，单位为m。

一般情况下，补给水泵吸水管压力损失出水管压力损失相对较小，并且常常将补给水箱超出水泵高度作为抵消吸水管损失以及压力管损失作用，因此可以将上述公式进行简化，简化为：
H=H1+3-5
从上述公式可知，高区扬程为46m，低区扬程为29.5m。

（三）换热器的选型
案例工程采用的是水-水板式换热器，其具有换热效率高、成本较低、热回收效率高等特点。

一般情况下参考采暖、通风以及生活热负荷来设定换热器的容量以及台数，不考虑设置备用换热器。

但是要确保其中一台换热器停止工作情况下其他设备可以满足60-75%的热负荷需要。

本案例中采用2组各2台同样规格的换热器。

换热面积可以按照如下公式计算：
F=uQ/K△t
其中F表示换热面积，单位为m3;u表示污垢系数，为1.1-1.2;Q表示热流量，单位为W;K 表示为换热器的传热系数，本文中取3000W/（m2.℃）;△t表示换热器对数平均差，单位为℃。

从上述公式计算可知，高区换热面积为6m2，低区换热面积为74m2。

四、结束语
本文重点从几方面分析了集中供热换热站设计方面的内容，通过本文的介绍能够对集中供热提供一定参考和帮助，对于进一步推动集中供热发展具有非常现实的意义。

参考文献：
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[2]秦玲.浅谈集中供热换热站设计[J].林业科技情报，2012（05）：18-19.
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[4]陈华，马德起，孙立勇.城市集中供热换热站的节能设计分析[J].中国城市经济，2011（07）：18-19.。