摘要：本文从换热站的设计、主要设备选择原则和换热站运行调节等方面论述了换热站的优化节能运行
关键词：换热站；节能；效益
1、前言
近年来，随着节约能源，保护环境的意识增强，关停高污染、高耗能的小锅炉，进行城市集中供热工作的开展，解决热用户日益迫切的用热需求，热电联产做为城市集中供热的主要方式和重要组成部分，现在正被大力推广使用。热电联产是指在同一电厂中将供热和发电联合在一起，简称热电联产。热电联产、集中供热不仅给城市提供稳定、可靠的热源，而且节约大量的煤炭和电能，减少城市污染，节能效果明显。具有良好的社会效益和经济效益。
将普通电厂本来废弃的热量加以利用，为工业和家庭提供廉价的取暖用热，这样可大大提高热效率。按供热形式将换热站分为直供站和间供站，前者是电厂直接供用户，温度高，控制难，浪费热能。是最初电厂余热福利供热的产物。后来随着商品经济发展，热商品化，热力公司开始提高供热质量，才有直供站，这属于集中供热。集中供热是发展方向。作为集中供热枢纽的换热站，如何实现换热站的优化节能运行，保证换热站在集中供热的节能方面与环保方面工作中发挥重要作用，是急需解决的问题。本文通过在换热站的设置原则、换热站设备的选择及换热站的运行调节等方面进行了论述。
2、换热站的设计
换热站的工作原理是：一次热源通过管道送到换热站，并进入换热器内，通过换热器的换热，将一次热源交换到二次供热管道内，二次供热管道引出至热用户。
二次水经过过滤除污，经由循环进入换热器，被蒸汽或高温水加热后进行供热，蒸汽或高温水进入板式换热器后，变成凝结水或高温回水，返回热源，进行一二次热系统的热循环。补水泵将软水打入系统中保持系统压力恒定。
换热站既要在设计过程中把节约能源放置首要位置，制定切实可行的节能措施，选用国家推荐的低能耗设备。采用先进的节能技术、材料和器具。更要在设计过程中确定热源及供热参数的稳定和可靠，从而提供所有热用户的宜居生活。
2.1热网与热用户连接方式的设计
热网全部采用间接连接，一级网通过各换热站与二级网实现热交换，不直接与用户连接，有利于控制系统的失水率，减少补水系统的能耗。达到节约能源的目的。各供热小区设置换热站，一级网采用130/70℃的高温水通过板式换热器加热二级热网的低温水85/60℃。换热站内设置二级热网的补水定压装置，补水为市政给水几全自动软化处理后供水。
2.2换热站的设置原则
2.2.1换热站的位置尽量靠近供热区域的中心或热负荷比较集中区的中心，换热站尽量利用原有的供暖锅炉房，并利用原有的管网系统，减少二级网的投资。一级管网采用分阶段改变流量质调节。网路流量随供暖热负荷的减少而阶段性的减小，可以大大节省网路循环水泵的电能消耗。
2.2.2换热站设备的选择应满足住户温控的要求和经济合理性。换热站内一次供水、二次供回水均设置电磁流量计，一次供水处均价电动调节阀，二次回水处加安全阀。换热站系统主要为采暖系统，换热系统采用板式换热器。
3、换热站主要设备选择原则
换热站内主要设备为板式换热器、循环水泵、补水泵、全自动软水器、生水加压泵、软化水箱、生水箱、除污器及相应的关断、控制阀门、管件等。
3.1换热器
换热器选用板式换热器，因为板式换热器具有热效益高，结构紧凑，拆洗方便，节省占地等优点。30万m2以下的换热站内设二台换热器，同时运行，单台换热器供热能力为总负荷的70%；30-40万m2的换热站内设三台换热器，同时运行，单台换热器换热能力为总负荷的40%。
3.2循环水泵
考虑要安全运行、调节等因素，循环水泵采用低噪声立式水泵。循环水泵的流量按二级热网循环水量的110%考虑，扬程为内部的循环泵出口段的压力损失，换热站内部除污器入口段压力损失和最不利环路末端用户的压力损失之和的1.1倍。
30万m2以下的换热站内循环水泵为二台，一用一备；30-50万m2的换热站内循环水泵为三台，两用一备，单台循环水泵流量为总流量的70%；对于新疆小区和分户供暖的用户，循环水泵为变频泵。
3.3补水泵
换热站的补水量按二级网总循环水量的2%选择，补水泵流量按补水量的1.1倍选择，扬程按8层建筑及地势综合考虑，定压方式为变频补水泵定压，一用一备。
3.4生水加压泵两台，一用一备，选用立式泵。
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3.5软水器
选择全自动软水器一套，该装置具有占地面积小，耗电量少，不需要再生泵，设备简单、运行可靠、自动化水平高等特点，软水器容量选择按总循环水量的2%。
3.6软水箱
换热站内设软水箱一台，采用玻璃钢水箱，玻璃钢材质具有防锈、寿命长等特点，水乡容量按照1小时2%循化水量考虑。
3.7除污器
一级网和二级网回水军采用除污器，它能一次性滤出流动介质中不同粒度的杂志，除污效果好。
换热站内的循环水泵、补水泵实行变频调控，随着负荷的不断增加，增大水泵的流量和扬程，从而达到节约电能的目的。
4、换热站的运行调节
4.1换热站的运行调节方式
以热电厂作为主要热源的城市集中供热系统，热网的供回水温度、调节方式关系到系统的设备选项。热网的管径。系统的投资和运行费用。为使热用户室温达到设计要求，除在系统运行前需要进行初调节之外，还应在整个供暖季节随室外气温的变化，随时对供水温度，流量等进行调节。
为降低运行成本，保持网路的水力稳定性，一级网采用分阶段改变流量质调节，二级网采用集中质调节。
一级网采用分阶段改变流量质调节，网路流量随供暖热负荷的减少而减少，可以大大节省网路循环水泵的电能消耗。
二级网采用集中质调节，保证了整个网路良好的水力稳定性，同时调节方便，操作简单。
4.2调节曲线
当室外气温tw＜-13℃时，循环流量采用设计流量的100%；当室外气温tw＞-13℃时，循环流量采用设计流量的75%。二级采用质调节方式。其计算公式为：
tg1=tn+1.5（tg2′+th2′-2tn）Q1/（1+b）+0.5（2tg1′-tg2′-th2′）Q/G
th1=tn+1.5（tg2′+th2′-2tn）Q1/（1+b）+0.5（2th1′-tg2′-th2′）Q/G
其中：tg1′、th1′——一次网的供、回水温度，℃
Tg2′、th2′——二次网的供、回水温度。℃
Q——在室外温度tw是的相对供暖热负荷比
G——相对流量比
室内计算温度为18℃，室外计算温度为-24℃，散热器传热指数取为0.3，上述条件代入有关的的调节供水，可得出简化公式：
一级网：供水温度tg1=18+2.849（18-tw）0.77+1.08（18-tw）
回水温度th1=18+2.849（18-tw）0.77-0.05682（18-tw）
75%流量时tg1=18+2.849（18-tw）0.77+1.44（18-tw）
th1=18+2.849（18-tw）0.77-0.07576（18-tw）
二级网：供水温度tg2=18+2.849（18-tw）0.77+0.2841（18-tw）
回水温度th2=18+2.849（18-tw）0.77-0.2841（18-tw）
5.结束语
总之，一个供热站从设计建设到投产运行，要有多方面的考虑，既要满足规划的供热面积的供热需要，还要能保障其供热区域的供热安全性。既要保证供热参数、调节方式的稳定、可靠。又要做好节约能源的工作。既要重视技术途径的前提下节约能源，又要树立搞好节约能源管理工作是至关重要的意识和方法。提高工作人员的素质，加强巡检力度，尽可能的杜绝供热站设备及管件的“跑、冒、滴、漏”现象，减少二级网的补水量，采取措施，设置专职人员用来负责定时定点记录换热站设备运行的参数，进行数据对比，防止失水，并对检测仪表进行维修和管理，做到定期检查。确保加热站的优化节能运行。
论文作者:王锦军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：水泵论文; 换热站论文; 流量论文; 回水论文; 集中供热论文; 换热器论文; 温度论文; 《电力设备》2017年第25期论文;