摘要：在科技高速发展，民众对于冬季供暖效果、经济性和节能降耗等方面提出高要求的背景下，城市集中供暖面临重大的挑战。换热站作为一二次管网的水交换热量的场所，在集中供热工程中具有重要作用。目前我国正在大力推进生态文明建设，传统集中供热的高耗能问题必须得到全面的整改处理，以适应国家节能降耗的要求。本文主要对集中供热工程中，换热站优化设计进行了分析和阐述，希望可以为我国集中供暖中换热站的优化设计提供借鉴和帮助。
关键词：集中供热；换热站；设计；优化
一、引言
换热站是集中供热工程中的重要组成部分，随着近年来我国生态环境建设的需要，集中供热工程的节能降耗工作得到了有关单位的高度重视，对传统集中供热的高耗能问题进行改进成为各方研究的重点方向。换热站作为集中供热工程中，一二次管网水源热量交换的场所，对其进行优化设计不仅可以提高集中供热效果，更可以有效的降低整改集中供热工程的能耗，使集中供热工程更加清洁环保。
二、换热站的工作原理及主要设备
换热站是连接供热管网与用户的关键环节，在整个集中供热工程中具有举足轻重的作用。如果将整个集中供热系统比作一个热源输送的过程，那么换热站就是整个线路中间的“加油站”[1]。换热站介于集中供热系统中的一二次管网之间，在城市集中供暖系统中，城市热源通过一次管网将热量输送至换热站，换热站对热量进行转换使其满足相应的技术指标后，通过二次管网输送给用户。
换热站主要由换热器、循环泵、补水泵、控制系统等组成。换热器是整个换热站中最为关键和核心设备，换热器决定着整个换热站系统运行的稳定性、经济型以及安全性；鉴于换热器的重要性，一般情况换热站会设置两台换热器，这两台换热器即可同时运行也可交互运行，以保证换热站的稳定和可靠。
除换热器外，对换热站经济指标和系统稳定性有重要影响的设备就是循环水泵，正常情况下，循环水泵的流量是相对稳定的。在循环水泵技术参数的选择上，要根据换热站的规模选择适当的。一旦选择了流量大的循环水泵就会造成浪费，影响换热站的经济指标；选择了流量小的循环水泵，则会使供热效果达不到理想状态。一般情况下，一个换热站会配置两台以上的循环水泵，其中有一台作为备用，保证整个换热站的正常运行。
三、换热站设计原则
换热站作为集中供热工程的重要组成部分，其设计要从整个供热工程系统进行全方面的考虑，不仅要保证其设计满足当前供热需求，还要从长远考虑，避免重复建设的问题。首先，换热站的设计要结合实际情况，综合考虑后期发展规划，在做好整体供热设计的前提下，做到合理规划建设、科学统一布局。其次，在换热站设计过程中，还需要将用户室内用热系统与室外管网因素统一考虑，换热站内的设备的规格型号、压力与温度设计要与整个供热管网相匹配，既不能超标增加成本，也不能过低影响供热效果[2]。第三，一般情况下，换热站的供热半径不能超过1公里；换热站的位置应尽可能在供热区域的中间位置，以保证其供热范围内供热效果的均衡；而且换热站的供热范围内不能存在过宽的街道。第四，在换热站规模的设计上，要综合考虑换热站的经济指标和技术指标，换热站的规模要在技术指标的基础上使其经济指标最大化，一般情况换热站规模在5万㎡至20万㎡的范围内。
四、换热站设计中存在的主要问题
目前我国城市集中供暖工程中，在换热站设计上存在的主要问题集中在能源浪费和热源利用效率低下两方面，具体问题主要是以下三方面。
（一）换热站整体设计缺少系统性
换热站是一个由多种设备搭建构成的有机整体，要使换热站的功能得到最大化的发挥，需要站内所有设备同步协调运行。但是目前的城市集中供暖工程中，在换热站设计上，对与换热站的规模、位置以及各类设备在指数指标的选择上缺少科学性和系统性，造成了换热站耗能过高，整个供热系统能源浪费的情况非常严重。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如在换热站的规模设计上，应视负荷情况具体确定，距离热源较近，周围的热用户分布较规整，换热站本身的空间又足够，那么带五、六十万都可以；但由于缺乏系统性的设计思路，将换热站规模设计过大，造成了能源的浪费[3]。
（二）水泵流量不能根据实际情况进行调节
由于供热系统的特殊要求，国家相关规范要求换热站内设备采用“一运一备”方式；如果换热站选用了一台供热机组，那么机组上应该具备两台循环泵和两台补水泵，互为备用；但是由于设计初期在循环水泵和补水泵流量参数的选择上缺少系统性的考虑，致使用户供热需求量大时，站内热水供不应求，用户需求不能得到满足；而用户供热需求小时，站内热水供大于求，造成资源的浪费。同时，循环水泵和补水泵流量设计过大还会给二次管网造成压力，甚至出现输热管道破裂，影响正常供暖的情况。
（三）换热站控制系统落后
一些建造时间长，设备老旧的换热站，站内设备陈旧落后，造成了换热站工作效率低下，影响了整个供热系统的正常运行。尤其是在控制系统上，对于换热器、循环水泵、补水泵等设备的控制采用传统的控制系统，缺少智能化和信息化的控制，造成了热水输出量和补水量过大或过小，造成能源浪费或供热效果不理想。各类仪表由于使用年限过长，在灵敏度和准确度上都存在误差，给工作人员的判断造成了诸多不便。
五、换热站的优化设计
（一）增加换热站控制系统的智能化和信息化水平
控制系统对于换热站工作效率的作用和意义非常重要，如果将换热站比作一个人的话，那么控制系统就好比人的大脑。换热站控制系统中，信息技术及其衍生的大数据技术、互联网技术可以有效的增加控制系统的稳定性，提高整个换热站的工作效率；在换热站各设备选择合理的基础上，信息化控制系统可发挥出整个换热站最大的效能。目前国内一些大中型城市中的换热站的控制系统，均采用了变频调速、远程监控、大数据处理等技术，控制系统可以根据对室外环境温度采集与分析，对二次管网水温进行调节；通过大数据技术，可以对历史数据进行分析，根据分析结果，对设备进行合理控制；远程监控技术，通过对换热站进行统一管理和控制，降低了换热站运行成本，提高了换热站的工作效率。
（二）保证循环水质达标
集中供暖工程中，循环水的水质对于供暖效果非常重要。如果循环水中的污垢、泥沙等杂志超过了相关的技术标准和规范的要求，不仅降低了设备的工作效率，严重的可能导致设备故障，影响换热站的正常工作。循环水中的杂质，会导致水流阻力增加，影响热水循环，从而造成热量损失[3]。因此要加强对循环水质的管理，定期对水质进行监控，当出现水质不达标的时候，要采用科学的办法对其进行处理，以保证水质符合规范标准。
（三）提高工作人员的综合素养
科学技术的发展和提升对工作人员的综合素质提出了更高的要求。作为一线的工作人员，要不断的提高自身的综合素质，除了掌握必备的暖通知识外，还要具备一定的信息化、智能化专业知识；除此之外，工作人员要对设备参数、设备工作原理有所了解，一旦设备出现问题时，可以及时的确定问题原因，为后期的故障排除和维修提供便利。相关部门、组织、企业，要加强对工作人员综合素质的提升，通过开展在职培训、脱岗培训、参观交流等活动，提高工作人员整体技术水平，打造一支素质过硬，技术能力强的员工队伍。
六、结束语
集中供暖是一项重要的民生工程，对于集中供暖工程中换热站的科学合理规划和设计，有利于提升供暖效果以及节能降耗的实现。为了保证换热站设计的科学性和合理性，要从整个系统上，全方位的考虑各种影响因素。
参考文献：
[1] 温丽.中国供热采暖技术发展概况及现状分析[J].供热信息，2006（2）：50-55.
[2] 赵鑫、赵安平.谈城市区域供热系统多热源联网供热[J].区域供热,2002(2):15.
[3]王洋，田贯三，张明光.集中供热换热站优化配置及运行分析[J].山东建筑大学学报.2011（06）：574-580.
论文作者:李建鹏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：换热站论文; 集中供热论文; 水泵论文; 管网论文; 设备论文; 控制系统论文; 工程论文; 《科学与技术》2019年18期论文;