热力站设备选型与节能措施

热力站设备选型与节能措施

供暖热力站是城镇集中供热系统的一个重要组成部分，通过它可以把热源厂生产的蒸汽或高温热水转换成用户可直接采暖的低温热水。在保证设备安全和采暖用户室内温度指标的前提下，怎样做好站内节能降耗是供热工作者研究的一个重要课题。下面从设备选型配置和运行管理的两个方面，浅谈水—水换热供暖热力站的节能途径与措施。

1.站内主要设备选型配置

水—水换热的热力站主要设备有换热器、循环水泵、补水泵、软化水设备、补给水箱、除污器；电器、自控、仪表柜。

正确选配热力站设备是节能工作的基础，热力站的设备选用应该全面统筹考虑，既要节省初期建设的投资，还应论证分析运行中的成本费用，在设备使用寿命的期限内，找到一个设备购置的最佳点，达到在保证设备安全运行，供热质量达标的前提下节能降耗。

1.1换热器

热交换设备的选型正确与否直接影响着换热效率及能耗大小。《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ 26—95中5.2.4条是这样规定的：“在设计热力站时，间接连接的热力站应选用结构紧凑，传热系数高，使用寿命长的换热器。换热器的传热系数宜大于或等于3000W/（㎡·K）。”因此选用换热器的要点如下：

1.1.1换热器的选配应遵照CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》10.3.10（P43）条进行；换热器设备的布置应遵照CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》10.3.11

（P44）条进行。

1.1.2 板式换热器水流速在0.5m/s时，传热系数一般为4500～6500W/（㎡·℃）【1】。所以在水—水换热系统选用不锈钢板片的可拆卸板式换热器为最佳选择。

1.1.3换热器形式

热源温度与采暖温度的温差较小的系统（如散热器采暖）可选用等截面（对称）型板式换热器。热源温度与采暖温度的温差较大的系统（地板辐射采暖）可考虑选用不等截面（非对称）型板式换热器；这样可以减少换热面积15%～30%。

1.1.4一二次侧的进出口管径

为了降低站内管道系统阻力损失，选配换热器的一二次水的进出口管径不易过小，最大流速要控制在0.5m/s以下，如果管径小流速过高，可在进出口之间加装旁通管和调节阀门。单台换热器（一二次侧）的进出口管径最小不能小于热源和供暖系统总供回水管道一号。两台以上换热器的进出口管径总的流通面积不能小于系统总供回水管道的80%。

1.1.5 配置台数及单台板片数量

（1）用户采暖面积较小的系统（5万㎡以下）可选用1台换热器；用户采暖面积5万～15万㎡的系统可考虑选用2台换热器；大于15万㎡的系统可考虑配置3台以上。

（2）单台板片数量不宜过多，不要超过制造厂家产品样本中所列出换热器单台最大的板片数量。

1.1.6有效换热面积

考虑到热源厂输送的高温水在实际运行中的温度及流量参数不能达到设计

参数等因素，为了保证实际运行状态下的换热量和换热效率，换热器选配时的实际有效换热面积最好比计算出的所需换热面积增加20%～30%。

1.1.7 总压降

一次侧≤30KPa；二次侧≤50KPa。

1.7.8 板片材质：

根据热源和采暖水质中氯离子的含量大小，板壁（介质）温度在100℃条件下，氯离子含量小于20mg/L的可选用304的材料，大于20mg/L小于50mg/L 时要考虑选用316L的材料。

1.2 循环水泵

水泵的实际工作点不是完全由水泵本身决定的，而是由水泵及其管路系统共同决定的。管路系统的特性由包括管路系统在内的整个水泵装置及实际工况决定，与水泵本身的特性无关。所以循环水泵的流量应与采暖系统的计算流量相匹配，扬程应与管网系统的总阻力损失相符合；过大或过小都会影响水泵的运行效率。

1.2.1 循环水泵应遵照CJJ34-2010《城镇供热管网设计规范》10.3.5（P42）条选配。

1.2.2 选择循环水泵时首先应对各个水泵制造厂家样本的参数分析对比，选择高效节能型，即在相同（或接近）流量和扬程的前提下，配用的电机功率较低的泵型。

1.2.3 根据热负荷认真计算统计系统总流量，所选水泵的流量不应大于设计流量的10%。

1.2.4 认真计算热力站内、室外管网系统及最远（最不利点）用户的系统总阻力，

所选水泵的扬程按管网系统总阻力最多加15～30KPa。

1.2.5 如果热力站供热区域的用户热负荷固定不变时，所选水泵的运行台数最好为一台，另加一台备用即可。考虑到当两台以上相同规格型号的水泵并联工作时，流量不会等于单台水泵单独运行时流量的累加；而是会有流量减小的因素，所以并联台数不宜过多。

1.2.6 水泵制造厂家的样本上，一般同一规格型号的水泵列出了三组流量和扬程等参数，在选配水泵时依据计算的系统流量和扬程参数，应选择中间一组最接近设计参数的泵型，因为这组的效率最高。

1.3 补水泵

热水采暖系统热力站中的补水泵的作用有两个，一是向系统管道内补水，二是系统的定压。

1.3.1 选择补水泵应符合CJJ34—2010《城镇供热管网设计规范》10.3.8条的规定。

1.3.2 采暖管网系统的最高点低于40米时可采用单级单吸离心式水泵；超过40米时，建议选用多级单吸离心式水泵。因为查水泵样本得知，水泵扬程高于40米，在相同的扬程和流量下，多级水泵配用的电机功率要比单极水泵配用的电机小一个等级。

1.3.3 为了节约电能，补水泵的启停（补水和定压）控制宜采用变频调速器控制。

1.4 软化水设备

热力站目前常用的主要有两种软化水设备，一是传统的固定床钠离子交换器，二是全自动钠离子交换器。

1.4.1 水质标准应达到CJJ34—2010《城镇供热管网设计规范》表4.3.1 “热力

网补给水水质要求”的各项指标。

1.4.2固定床钠离子交换器

由钠离子交换器、盐水罐（池）、盐水泵、阀门、管道和仪表等组成。它是一组最传统、运行稳定、出水量大、水质高的软水设备。

在热源厂首站和大型热力站中可选用此种软水设备。

1.4.3 全自动软水器

所谓全自动软水器就是软水器的运行及再生过程，以及每一个步骤都实现了自动控制，并采用时间、流量或感应器等方式来启动再生、反洗、正洗、置换的全过程，生产出合格的软化水。

（1）再生方式类型为设定固定的再生时间来启动再生过程的称时间型软水器。（2）再生方式类型根据原水的水质及交换器的交换能力来设定设备再生一次处理水量的称流量型软水器。

推荐选用流量型全自动软水器，因为它再生还原的工作过程中比时间型的更省水、省盐。

1.5 补给水箱

1.5.1 CJJ34— 2010《城镇供热管网设计规范》10.3.8条“4 补给水箱的有效容积可按15min～30min 的补水能力考虑”。

所以，配置水箱的有效容积不可太大，以免造成投资高和浪费。

1.5.2 站内补给水箱的制作材料目前常用有两种，一种是用钢板焊制，另一种是采用玻璃钢预制板组装。由于玻璃钢材料耐腐蚀性好，安装方便快捷，不用防腐刷漆保养，使用寿命比钢板长等优点；所以推荐选用玻璃钢组装型水箱。1.6 除污器与Y型过滤器