試論集中供熱熱力站的設計方法

王玉偉（中國城市建設研究院有限公司，北京 100029）

試論集中供熱熱力站的設計方法

王玉偉
（中國城市建設研究院有限公司，北京 100029）

集中供熱是熱力站供熱常用的方式之一，對提高人們生活質量，降低環境污染具有重要作用。文章結合具體的工程案例，通過計算，說明在集中供熱的熱力站設計中，要結合具體情況，綜合采取有效對策，計算熱水網絡，合理確定熱網管徑，科學選擇相應型號的設備，為集中供熱正常運行創造便利，促進供熱效果提升，滿足供熱需要，更好實現人們日采暖目標。

熱力站 集中供熱 熱水網絡 供熱設備

集中供熱是城市供熱的一種重要方式，它不僅滿足人們采暖需要，促進人們生活質量提高。同時在節約資源、能源，保護周圍環境等方面也發揮著重要作用。目前，大多數城市都采用集中供熱方式，并且在集中供熱系統當中，采暖系統熱用戶與熱水網路利用熱力站連接，應用的是一種間接連接方式。該方式能顯著減少熱源的補水率，整個供熱網在具體運行過程中，其壓力和流量情況不受采暖用戶的影響，這樣既可以為用戶提供更好的工作環境，還能方便對供熱網的運行管理工作，促進供熱系統有效運行和工作，提高熱網工作效率，為人們生活創造良好環境。

1　集中供熱熱力站的設計方法

在集中供熱熱力站設計工作中，為促進設計任務順利完成，必須根據實際情況，綜合采取有效對策。具體來說。最為主要的工作是，計算熱力網和選擇合適的設備。只有這樣，才能更好完成設計任務，滿足供熱和采暖需要，為熱力站的有效運行提供保障。

1.1計算熱水網路

包括一級熱網和二級熱網供熱管徑的確定，這是整個設計工作中非常重要的環節，為設計單位所要關注的重點內容。具體設計步驟和方法如下：先估算熱力站設計熱負荷，常用面積熱指標法進行，再確定熱網計算流量，最后結合熱網計算流量和經濟比摩阻，利用熱水網路水力計算表，將熱網管徑確定下來。按照熱力網規范相關要求，熱網經濟比摩阻采用30-70Pa/m。

1.2選擇主要設備

熱力站供熱主要設備為換熱器，循環水泵等，設計過程中要結合具體情況，綜合采取有效對策，促進設計水平提高，從而為人們日常生活營造良好的環境氛圍，滿足供熱和采暖需要。具體來說，在設計工作中，進行設備選擇時要注意以下幾個問題。

1.2.1換熱器

根據集中供熱具體需要，采用性能優良、工作可靠、傳熱性能良好的換熱器，通過計算分析，確定換熱器及其結構和傳熱系數，再通過計算得出所需的傳熱面積。換熱器所需傳熱面積計算公式A = Q÷（ηK△tp），在該公式中，A代表傳熱面積，Q代表換熱器傳熱量，K代表換熱器傳熱系數，可利用廠家樣本給出的數據，或參照設計書冊或教材給出的方法計算得知。η代表換熱器的熱效率，取值在0.96 -0.99之間，△tp代表換熱器進出口端熱媒的溫差，由t2減t1的差值計算所得。

1.2.2二級熱網循環水泵

根據相關規范要求，循環水泵的水泵流量不應小于所有用戶的設計流量之和，水泵揚程不應小于換熱器、站內管道設備、主干線和最不利用戶內部系統阻力之和。熱力站實際運行過程中，如果采用質-量調節或用戶自主調節，需要采用調速泵。循環水泵總流量等于二級熱網循環水量的105%—110%，循環水泵揚程 =安全系數 ×（循環泵出水段的壓力損失 +除污器至循環水泵入口段壓力損失 +最不利環路供回水干管壓力損失 +最不利環路末端用戶的壓力損失）。壓力損失與連接方式、用戶入口設備相關，設計時需要做好選擇工作，提高設計合理性，促進熱力站更好運行和工作。

1.2.3二級熱網補水裝置

在補水裝置選擇時，應該嚴格遵守相關規范要求，補水泵流量為正常補水量的4-5倍，正常補水量宜采用系統水容量的1%。在確定補水泵揚程時，不應該小于補水點壓力加30-50kPa，補水泵至少要選用兩臺，一臺使用，一臺備用。一旦出現故障時，可以及時進行修復，為水泵有效運行創造良好條件。

1.3熱力站運行方式

設計完成后，為促進熱力站更好供熱，滿足人們采暖需要，還要明確工藝流程，對各項設備進行科學合理安排，促進設計水平提高。主要設備為一次網供水、一次網回水、二次網供水、二次網回水，再加上補水泵、止回閥、循環水泵、泄水閥、調節閥等設備，共同促進整個熱力站有效運行和工作。在集中供熱系統之中，還要合理確定熱網管徑，科學選擇相應型號的設備，為集中供熱正常運行創造便利，促進供熱效果提升，更好滿足人們日采暖需要。

2　集中供熱熱力站的設計具體實例

為了讓人們對熱力站設計有更為全面的了解，促進設計水平提高，下面將結合具體工程實例對此進行探討分析。某集中供熱熱力站供熱總面積5萬m2，設計供熱量32 00kW，熱用戶都處在低層建筑。根據該工程實際情況，具體的設計要求如下：一次網側介質為高溫水，設計壓力1.6MPa，設計溫度150/70℃；二次網側介質為低溫水，設計壓力1.0MPa，設計溫度85/60℃。為滿足供熱和采暖需要，設計單位綜合采取以下對策，不僅順利完成設計任務，還取得良好效果，滿足供熱需要。同時，還可為類似熱力站設計提供啟示與借鑒。

2.1計算熱水網絡

通過該項計算工作，能確定熱水網路的管徑，一級熱網流量為0.86×Q÷（t1—t2）=0.86×3200（150—70）=34.4t/h，根據該流量值，結合經濟比摩阻30-70Pa/m，利用熱水網路水力計算表，最后確定一級熱網的管徑為DN125。然后計算二級熱網的流量為0.86×Q÷ （t1—t2）=0.86×3200（85—60）=110.08t/h，同樣采用該流量值，結合經濟比摩阻，確定二級熱網的管徑為DN200。

2.2選擇相關設備

首先做的工作是選擇并計算換熱器，加熱流體與被加熱流體之間的對數平均溫差△tp，計算得知△tp值為29.38℃，換熱器的熱效率η取值0.96，該工程設計和施工中，選用板式水-水換熱器，利用廠家給出的樣本數據，傳熱系數取值為3 000W/（m2.℃），這樣一來，熱力站換熱器所需面積為Q÷（ηK△tp）=3 200 000÷（0.96×3000 ×29.38）=37.8m2。然后計算并選擇二級熱網循環水泵。循環水泵流量=110%×110.08=121.09t/h，末端用戶為：與網路直接連接的大型散熱器采暖系統，阻力損失取值為50Pa，這樣循環水泵的揚程=1. 1×（11.5+3.5+5+9）=31.9m。在具體選擇和設計中，循環水泵采用

……

……兩臺，一用一備。最后計算并選擇二級熱網補水裝置，補水泵流量為0.04×110.08 =4.4t/h，用戶建筑高度21m，補水點設置在循環泵吸入口，補水泵揚程為21+5=26m，補水泵采用兩臺，一臺使用，一臺備用。

3　結語

熱力站是供熱網與用戶連接的重要場所，集中供熱是常用的一種方式。為更好滿足用戶需要，提高供熱效果，必須做好熱力站設計工作，合理安排各項設施，促進熱力站更好運行和工作。在設計過程中，要合理確定熱網管徑，科學選擇相應的設備，促進設計水平提高，從而更好指導熱力站施工建設，使其更好運行和工作，滿足供暖和用戶采暖需要。

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