《换热站设计》word版

第一部分 换热站设计 第一章 设备选型与计算
汽水换热站设计技术参数：
热电联产供汽为饱和蒸汽：压力为0.36Mpa ，温度为140C ；蒸汽凝结温度为80C ；热负荷60MW ；一级管网供/回水温度120/65C
1、循环水泵的选择
循环水泵总流量计算：
式中 G ——循环水泵流量(kg/h)
Q ——热负荷（W ）
t 1——循环水回水温度（℃） t 2——循环水供水温度（℃）
c p ——循环水的平均比热容（kJ/kg/℃） （参见《锅炉房使用设计手册》P347） 取值1.2， 3.6601000
G 1.2=1127t /h 4.18(12065)
⨯⨯=⨯
⨯-
循环水泵选用3台，单台泵流量：
循环水泵扬程计算：1234H 0.1p +p +p +p )+(3~5)=⨯∆∆∆∆（ （参见《锅炉房实用设计手册》P347） 式中 H ——循环水泵扬程（m ） Δp1——换热器内部阻力（kPa ）
Δp2——循环水供、回水干管阻力（kPa ） Δp3——最不利用户内部系统阻力（kPa ） Δp4——除污器阻力（kPa ） 3~5 ——计算附加裕量（m ）
Δp1为汽-水换热器和水-水换热器阻力之和，汽水换热器：20~120 kPa ，取90 kPa ，水水换热器：30~50 kPa ，取40 kPa ，Δp1=130 kPa ；一次网系统环
路全长10km ，比摩阻为60Pa/m ，Δp2=600kPa ；除污器阻力损失为20~50kPa ，取Δp4=40 kPa ，故
选型：根据计算出的循环水泵的流量和扬程，在泵的产品样本中选取工作点
p 213.6Q
G (1.1~1.2)c (t t )
=⨯
-1127
G =469.58t /h 30.8
=
⨯H 0.1+600+40)+4=81m
=⨯（130
在高效区的泵的型号。

循环水泵采用KQL300/710-250/6型号4台，三用一备。

循环水泵一般安装在换热器的进水侧。

（参见上海凯泉第四代KQL 系列单机立式离心泵）
表 1.1.1 凯泉泵KQL300/710-250/6参数表
型号 流量 m 3
/h 扬程 m 转速 r/min 电机功
率 kW 必需汽
蚀余量m
重量 kg KQL300/710-250/6
500
86
980
250
6.0
2820
图1.1 凯泉泵KQL300/710-250/6尺寸图
表1.1.2 凯泉泵KQL300/710-250/6尺寸表
型号 DN L 0 m a c L 1 b 1
b 2 x 300-710-250/6 300 1760 850 460 45 1760 450 980
230
2、凝结水泵
蒸汽温度为140℃，焓为h z =2733.44kJ/kg ，水-水换热器出口凝结水温度为80℃，焓为h g =334.95 kJ/kg
根据汽-水换热平衡方程，p 21z z s s G (h h )G c (t t )-=-
（参见《锅炉房实用设计手册》P350） 式中Gz ——蒸汽消耗量（kg/h ）
hz ——蒸汽的比焓(kJ/kg)
hs ——水-水换热器出口凝结水比焓(kJ/kg)
p 21s z z g G c (t t )1127 4.1865G ==108.0t /h h h 2733.44334.95
-⨯⨯-=
--（120）
凝结水泵间歇运行，选用3台，两用一备，水泵流量为凝结水量的1倍。

凝结水泵流量G 108t/h = 凝结水泵扬程1H 0.1p +(3~5)=⨯∆ （参见《锅炉房实用设计手册》P347） 式中 H ——凝结水泵扬程（m ）
Δp1——蒸汽热网循环水供、回水干管阻力（kPa ） Δp2——最不利用户内部系统阻力（kPa ） 3~5 ——计算附加裕量（m ）
锅炉蒸汽出口至换热首站全程长1km ，富裕量取4m ，故
H 0.11101+4=15m =⨯⨯
凝结水泵采用3台，两用一备，单台水泵流量为
选型：凝结水泵采用KQL100/125-11/2型号3台，两用一备。

表1.2.1 凯泉泵KQL100/125-11/2参数表
108G =67.5t /h
20.8
=⨯
图1.2 凯泉泵KQL100/125-11/2尺寸图
（参见上海凯泉第四代KQL 系列单机立式离心泵）
3、凝结水箱
凝结水箱的总有效容量一般按凝结水的最大流量10~20min 的水量确定，取15min ，故凝结水箱有效容积3V 0.25G 0.2510827m ==⨯=
选型：凝结水箱选用闭式常压水箱，选用8号水箱7.97m 3的4个。

水箱号 水箱外径（m ） 水箱总高(m) 水箱容重(m 3) 水箱总重(kg) 8 2.2 2.55 7.97 1142 4、补给水泵
补给水泵流量应根据循环水系统的正常补给水量和事故补给水量确定。

正常补给水量一般为系统水容量的1%；补给水泵流量一般为正常补给水量的4~5倍。

补给水泵流量为：
补给水泵扬程计算公式： 式中 H ——补给水泵扬程（m ）
G=11272%=22.54t /h ⨯s x y H 0.1p +p +p )h+(3~5)=⨯∆∆∆-（
s p ∆——系统中补水点的压力（kPa ） x p ∆——泵的吸水管路的阻力（kPa ） y p ∆——泵的出水管路的阻力（kPa ）
h ——补给水箱最低水位高出系统补水点所产生的静压（m ） 3-5——计算附加裕量（m ） （参见《锅炉房使用设计手册》P348）
120℃热水的最低气化压力为10.3m ，换热首站泵入口处与小区换热站最高点的高差为14m ，故H=10.3+5+4=19.3m 。

选型：系统定压为变频补水泵定压，补水泵宜设置两台，一用一备，初期上水或事故补水时两台水泵同时运行，单台补水泵流量为G=24t /h
(参见《采暖空调循环水系统定压》)
5、除污器
一次网循环水量为1127/h ，控制流速不大于3 m/s ，依据管径，选用ZPG-I 型自动冲洗排污过滤器一台。

表1.5 除污器参数表
图1.5 ZPG-I 型自动冲洗排污过滤器
(参见除污器图集03R402)
6、软化水箱
补给水的消耗量按热网系统补给水量确定, 11.2V G t = G 1——补给水量(一般为循环水量的2%)，
t —补给水储存时间，一般取0.5～1小时，这里取30分钟。

则3V 1.222.540.513.52m =⨯⨯=
即选取R108（一）方形开式水箱，型号15，有效容积为15.6 3m
型号
公称容
积 3
m
有效容积
3m 主要尺寸 钢板厚度 底部支座
水箱本体重量kg
长
宽
高
箱
顶 箱
底 箱
壁
边距
间距
数
量 mm
个
15 15 15.6 3600 2400 2000 5 6 6 450 900 1 2086.3
7、软化水器
软化水的消耗量按热网系统补给水量确定，即为22.54/t h ，故选用全自动软水装置。

选用北京三环建筑设备公司生产的型号为SRE-T5452FC 型号的软水器，产水量15-30 3
/m h ，进出水管Dn=50mm
表1.7 软化水器参数表
12%11272%22.54/xs G G t h
=⨯=⨯=
型号
产水
量
(m 3
) 进出水管DN
（mm ）
树脂罐（mm ） 树脂填装量（L ） 盐罐（mm ） D 1 H 1 个数 D 2 H 2 个数 SRE-T5452FC 15-30
50
Φ750
1860
2
420⨯2
Φ800
1200
2
图1.7 SRE-T5452FC 软化水器
8、分汽器
分汽器直径为
G Q 108
D=594.5
18.8594.51393.0mm w w 1.96710===ρ⨯
D ——分汽器内径（mm ）
G ——通过分汽器的总流量（t/h ） w ——通过分汽器的断面流速（m/s ）
ρ——工作温度 (140℃) 下蒸汽的密度（kg/m3） 140℃蒸汽的密度为ρ=1/0.5085=1.967kg/m3，取w=10m/s
分汽器进出口直径为：750mm ，分成三支管道，计算分支管直径为429mm ，取450mm 。

L1=450+120=570 L2=450+450+120=1020 L3=450+450+120=1020
L4=450+120=570
h=375
L=130+L1+L2+L3+L4+120+2h=4180
即:分汽器的长度为4180mm。

（参见《国家建筑标准设计图集05K232》）
9、分水器和集水器
(1)集水器直径：
====
594.5637.38mm700mm
D——集水器内径（mm）
G——通过集水器的总流量（t/h）
w——通过集水器的断面流速（m/s）
ρ——工作温度 (65℃) 下水的密度（kg/m3）
65℃水的密度为980.45kg/m3，取w=1m/s
集水器长度：
集水器进出口直径为：450mm，分成三支管道，计算分支管直径为277mm，取300mm。

L1=300+120=420
L2=300+300+120=720
L3=300+300+120=720
L4=300+120=420
h=200
L=130+L1+L2+L3+L4+120+2h=2930
即:集水器的长度为2930mm。

(2)分水器直径：
====
594.5649mm700mm
D——分水器内径（mm）
G——通过分水器的总流量（t/h）
w——通过分水器的断面流速（m/s）
ρ——工作温度 (120℃) 下水的密度（kg/m3）
120℃水的密度为943.13kg/m3，取w=1m/s
分水器进出口直径为：450mm，分成三支管道，计算分支管直径为277mm，取
300mm 。

L1=300+120=520 L2=300+300+120=720 L3=300+300+120=720 L4=300+120=420 h=200
L=130+L1+L2+L3+L4+120+2h=2930 即:分水器的长度为2930mm 。

（参见《国家建筑标准设计图集05K232》）
第二章 管道的选择与计算
1、循环水供水管道的选择
（1）循环水供水母管
594.5459.53mm ===
循环水供水母管选取φ=478 ⨯7的管道。

（2）循环水供水支管
循环水供水经分水器分成三个分支管道，每一个支管的管径为：
循环水供水支管选取φ=325 ⨯7的管道。

2、循环水回水管道的选择
（1）循环水回水母管
594.5450.70mm ===
循环水回水母管选取φ=478 ⨯7的管道。

（2）循环水回水支管
循环水回水经三个支管流经集水器，每一个支管的管径为：
594.5265.31mm ===
594.5265.31mm ===
循环水回水支管选取φ=325 ⨯7的管道。

3、循环水泵水管的选择
循环水回水母管分为三个支管流经循环泵，即每一个分支的管道流量为母管流量的35%，每一个分支管道的流量为：
'35%394.45/
G G t h
=⨯=
===
594.5271.86mm
循环水泵水管选取φ=325 ⨯7的管道。

4、蒸汽管道的选择
（1）蒸汽母管
===
594.5746mm
蒸汽母管选取φ=720 ⨯8的管道。

（2）蒸汽支管
蒸汽母管经分汽缸分为三个支管，即每一个分支的管径为：
===
594.5430.70mm
蒸汽支管选取φ=478 ⨯7的管道。

5、凝结水管道的选择
（1）凝结水母管
===
594.5198.19mm
凝结水母管选取φ=219 ⨯6的管道。

（2）凝结水支管
凝结水流经凝结水泵时分为两个支管，每一个支管的管径为：
管：
===
594.5140.13mm
凝结水母管选取φ=159 ⨯4.5的管道。

(参见《锅炉房实用设计手册》P416)
第三章管道及设备保温
管道保温材料及保温层厚度见附表1，设备保温材料及保温层厚度见附表2 . .。