首钢京唐钢铁联合有限责任公司能源与环境部 河北唐山 063200
摘要：城市的集中供热应用中，作为连接用户和热源的重要中转环节，换热站在设计上的合理性，就决定了整体产热生产过程中所需要的最直接影响，我们针对某一个换热站的网络调研数据分析，就可以从中间的能耗问题来查处其中的不合理配比，对于整体的结构和连接方式上，都能够更为合理的完成相应的换热站管理问题。
关键词：集中供热；换热站；优化配置;
随着社会的发展以及经济水平的不断发展,集中供暖系统是人们生活中不可缺少的一部分,换热站是集中供热的中介点,是集中供热采暖系统的重要组成部分,但是在其运行过程中,为了达到节能环保的效果,我们需要在其运行过程中不断优化配置,从而降低能源的消耗。
一、换热站的建设规模理论
1.大型换热站。在换热站的建设中，大型的换热站，通常可以供应25万平方米地区的集中供热，而对于设备的需求上，也相对较少，只需要针对运行的局部损失进行相应的减少即可。
2.小型换热站。对于可控制一万平方米以下地区的换热站来说，在二次网络的建设中，对于建筑物的比较型式则容易出现调节上的却是，对于一次网成型的数量则会多于可控数据，这并不利于控制的水平，同时平衡也很难掌握，其供热的稳定性也不是很好。而由于这些供热站的投资比较高，回收年限就相对较长，管理起来就比较麻烦。
3.换热站的规模。由于不同大小规模的换热站对水和电的消耗都不尽相同，但是我们需要理解的就是，对这两种资源的消耗上，都是一个十分庞大的数字。所以在进行规模考虑上，就需要进行换热站的大小和所控制范围内的居民需求量统计。
二、选择换热器
1.换热器面积。在对换热器加以设计之时，大多会采用平均温差法来加以计算。需注意的是，在进行计算之时，采用的换热量指的是换热器额定的换热量。事实上，在运行中因为负荷会跟随环境温度的改变而相应发生变化，致使供热系统运行的工况同换热器设计的工况有所不同，进而使得换热器换热量比额定换热量高或低，从而对系统供热效果产生影响。如此一来，便需要设计人员在进行设计计算之时，按照相应公式对换热面积加以计算，当使用某些假定资料或经验数据之时，还需对换热器展开校核计算。
2.换热器的运行管理与合理配置。绝大多数的换热站中都包含两台型号一样的换热器，而有的换热站的换热器则只有一台。在设计之时，为确保供热系统具备可靠性，一定要保证换热器在两台及其以上，并且每台的供热量必须大于总热符合的百分之七十以上。通常状况下，两台换热器需一同运行，在工况调节的作用下，每台换热器所承担的总负荷为二分之一。当其中一台出现故障之时，没有故障的那台便会满负荷运转，进而让系统可以满足供热需求。当采暖阶段不同之时，可对不同换热器的运行方案加以应用。在尖峰负荷时期，可通过对两台换热器流量加以调节来满足符合的需求。因为设计之时所选换热器的供热量在总热负荷的百分之七十以上，所以当两台换热器一同运行之时，并且流量最大之时可承担换热量使设计热负荷的百分之一百四十。在采暖的初期或末期，需要换热站承担的热负荷便比较小，在热负荷比设计总热负荷的百分之七十还小之时，只需一台换热器运行便能达到负荷要求。经过此种设计形式，不仅能使供热需求在尖峰之时满足要求，同时也能在低负荷的时候达到节能的目的，因此具备一定的环境效益和经济性。选型不恰当以及换热器管理不当都会造成换热器损失过多压力。换热器经过长期运行便会在其内部形成污垢，进而对热媒和换热器之间的换热系数产生影响，致使换热的效果变差。这时，为了与设计负荷要求相符，需要使流量增大。伴随流量不断的增加，换热器由于阻力所造成的损失也会增大，进而造成换热站能耗增多。如此一来便需要我们对换热器进行定期除垢处理。通过除垢不仅能使摩擦损失减少，同时还能使换热器的换热效果增强，进而提升换热的效率。当系统在设计工况里运行之时，对其加以调节，进而使换热器换热的效率得到保证。
三、循环水泵
1.确定水泵扬程和流量。水泵输送能力在很大程度上是由水泵的扬程和流量来决定的，对扬程和流量加以恰当的选择能使水泵高效率运行，进而减低能耗。通过对热负荷加以设计来确定循环水泵流量，通常情况下，循环水泵扬程不能比设计流量中各部分的阻力之和小。在设计中一定要注意，热水循环系统是闭式系统，当对扬程加以确定之时，只需对管网损失加以考虑，而无需对建筑物高度加以考虑。
2.水泵运行工况拟合.根据调研资料可知济南市名士阁换热站低区的流量为223.6t/h,现用的循环水泵扬程为380kPa,流量为345t/h。由水力计算可以得出改造后水泵的扬程为320kPa,流量为288t/h。做出名士阁换热站现有泵和改造后泵的拟合曲线,见图1和图2。
图1现有水泵1的运行状况
图2改造后水泵2的运行状况
由图1和图2可以看出,两种泵的运行效率相差不大,都能达到75%左右。选用扬程小、流量小的水泵2,其工况点流量为240t/h左右,与换热站内的实际流量相差不大,而选用水泵1,其工况点流量为300t/h,为了达到用户流量要求,运行中就需要节流。同时,由泵的资料可知,泵的轴功率在满负荷运行时最高,在负荷最低的时候轴功率最小,这也要求应避免泵的节流运行。设计中选泵时需要根据相关数据进行泵的拟合,使所选泵的工况点不要超过换热站流量太多,减少系统的节流损失。对多泵联合运行的工况,要进行多泵联合工况的拟合,保证泵长期在高效区运行,即在泵的最高效率点左右各10%范围内。
四、连接方式的选择
集中供热热网与用户的连接方式主要有直接连接、间接连接和混水直连。直接连接是用户管网直接连接到热网上,热水由热网供水管直接进入用户,在散热器内放热后返回一次网回水管中,不需要换热站,结构简单。下面对间接连接和混水直连进行论述。
1.间接连接。间接连接在换热站内采用换热器,一次网的蒸汽或高温水通过换热器将二次网回水加热供用户采暖。间接连接的一、二次管网是相互独立的封闭系统,其运行调节比较简单,应用比较广泛
2.混水直连。热电厂供热改造中部分换热站使用了混水换热,经济效益明显。混水直连的常用混水方式有水泵旁通加压、水泵回水加压、水泵供水加压三种。(1)水泵旁通加压混水换热将电动调节阀安装在一次网供水处,混水泵安装在混水旁通管,这种方式适用于一次网供水为中高压的管段,如离热源厂比较近的换热站或换热首站。(2)水泵回水加压混水换热将混水泵安装在二次网回水管处。水泵对二次网回水加压,使需要进行混水换热的水在旁通管阀门的调节下与一次网供水混合加热。这种方式适用于一次网供水压力较高但是二次网回水压力较低的情况。(3)水泵供水加压混水换热将混水泵安装在二次网供水处。来自一次网供水和二次网回水经调节阀调节混水后,在水泵的抽吸作用下进入二次网进行供热。这种系统适用于一次网供水和二次网回水压力相当,一次网供水压力比较低的管段,混水换热去掉了换热器,减少了换热站内的摩擦阻力损失,而且由于混水换热的水温高流量小,减少了换热站的能耗。混水换热包括了一系列的自控系统,适用于有发展前景的分户热计量系统。
3.混水直连与间接连接的比较。混水直连换热和间接连接换热各有其特点,混水直连换热与间接连接换热各有特点,设计中需要根据实际情况选择经济适用的连接形式。对于末端不热的用户可以采用混水换热,这样可以直接利用一次网供水,降低一次网回水温度使一次网和二次网的回水温度相等,可有效保证供热效果。在进行供热换热站的配置优化中，如能够有效的选择有效的机型，是能够很好的进行优化配置的，这对于后续的维护或者扩建等方面，都能够提供有力的保障。只有合理的排布优化，才能够有效的进行相应的管理，这对于整体的发展而言，都是较好的选择，同时对于不同位置的供水水压控制方面，也能够有效的选择消耗形式上的管理。对于整体的能源、管材方面的损耗上，也能够有效的进行控制。
参考文献：
[1]李凌云,王青.混水换热站水力工况分析及应用.区域供热.2015.
[2]贾安平.集中供热换热站优化配置及运行分析[J].科技创新与应用，2013.
[3]曹健.集中供热换热站优化配置及运行解析[J].城市建设理论研究，2014.
论文作者:陈赞华
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/26
标签：换热器论文; 水泵论文; 换热论文; 混水论文; 之时论文; 换热站论文; 回水论文; 《建筑科技》2017年9期论文;