換熱站循環(huán)泵的布置方案討論

張雅絮

摘要：本文主要圍繞城市供暖換熱站中的關(guān)鍵設(shè)備——循環(huán)泵、加熱器（板式加熱器）的最佳布局位置關(guān)系來達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)性、合理性的目的。本文通過簡要分析換熱器、循環(huán)泵的兩種布置方式，從運行原理、運行優(yōu)缺點、運行合理性等多方面進(jìn)行比較，列出各種布置的優(yōu)劣性。

結(jié)果：通過兩種方案的比較，得出適應(yīng)不同供暖方式的布置方法。結(jié)論：熱力站中換熱器與循環(huán)泵的不同布局方案直接影響熱力站所供用戶系統(tǒng)運行的安全之重要因素，因此，如何進(jìn)行換熱站換熱器與循環(huán)泵的布置，是熱力站設(shè)計的關(guān)鍵要素之一，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合理的布置方式。

關(guān)鍵詞：熱力站 ?循環(huán)泵 ? 換熱器 ? 合理布局

1、換熱站概述

水電廠供水供熱車間以供熱義務(wù)為主營義務(wù)，下設(shè)中坪、三臺、十六區(qū)三處換熱站，負(fù)責(zé)整個玉門老市區(qū)工業(yè)園區(qū)和管理局各單位、住宅以及市區(qū)部分企業(yè)和個體用戶的供暖工作，目前供暖面積達(dá)到35萬平方米。在集中供熱系統(tǒng)中，換熱站是供熱網(wǎng)路與熱用戶的連接場所，它的作用是將熱網(wǎng)輸送的熱媒加以調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換，向供熱用戶分配所需要熱量以滿足用戶需求。同時，根據(jù)需要進(jìn)行集中計量，檢測供熱熱媒的參數(shù)與數(shù)量。目前，供熱行業(yè)大多使用間接換熱站，將熱源與用戶隔離成一級和二級熱力系統(tǒng)，經(jīng)過換熱器實施熱交換，經(jīng)過循環(huán)泵使熱水不斷循環(huán)流動，實現(xiàn)供熱目的。目前車間三處換熱站均采用板式換熱器進(jìn)行熱交換然后通過循環(huán)泵供熱的方式進(jìn)行供熱。

2、換熱器與循環(huán)泵的布置方案：

換熱站內(nèi)主要設(shè)備有循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、換熱器、水處理設(shè)施等設(shè)備，其中最關(guān)鍵的是換熱器與循環(huán)泵。換熱器主要負(fù)責(zé)一二級管網(wǎng)的熱交換，循環(huán)泵主要負(fù)責(zé)供熱系統(tǒng)的回水加壓，以滿足熱水供至管路終端用戶采暖的要求。目前我廠使用的換熱器是較為先進(jìn)的高溫汽水換熱器，其工作結(jié)構(gòu)是在板式換熱器的基礎(chǔ)上，又附加了管式換熱器而形成的一種組合形式的換熱器， 既保護(hù)了板式換熱器，又充分發(fā)揮板式換熱器的優(yōu)點，能效更高，節(jié)能效果更好，檢修更為方便。

其中根據(jù)循環(huán)泵與換熱器所處位置不同，整個供暖工藝流程也不相同，而產(chǎn)生的熱效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)也不同，目前較為常用的布局方式有兩種。第一種采用先加壓在循環(huán)的方式，其工作流程未用戶端的回水先進(jìn)入循環(huán)泵進(jìn)行加壓，加壓后的熱水再進(jìn)入換熱器實施熱交換，然后直接送至用戶。第二種方式采用的是先換熱再加壓的方式，用戶回水先進(jìn)入加熱器實施熱交換，再進(jìn)入循環(huán)泵進(jìn)行加壓，最后送至用戶。兩種方式應(yīng)循環(huán)泵布置不一樣，導(dǎo)致供暖工藝流程也有所不同。

2.1兩種布局方案的工作原理：

方案一，將循環(huán)泵放在換熱器前端，用戶回水進(jìn)入換熱站，先行進(jìn)入循環(huán)泵，對水流進(jìn)行加壓處理后，低溫回水再經(jīng)過換熱器進(jìn)行熱交換處理，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)與分配，送至用戶。

方案二，循環(huán)泵放在換熱器后端，即用戶回水進(jìn)入換熱站后，先行流經(jīng)加熱器實施熱交換，爾后進(jìn)入循環(huán)泵進(jìn)行加壓處理，最后經(jīng)過流量調(diào)節(jié)與分配送至用戶[1]。

2.2兩種方案優(yōu)缺點比較。

（1）對于方案一，熱用戶的低溫低壓回水先行進(jìn)入循環(huán)泵，對循環(huán)泵的工作溫度要求較低，只需考慮系統(tǒng)的總阻力，能夠滿足末端用戶需求即可，循環(huán)泵的出口壓力值為系統(tǒng)最高壓力點，但是由于普通板式換熱器對水流產(chǎn)生一定的水流阻力，當(dāng)用戶回水流經(jīng)換熱器后會削減部分壓力，因此對方案一，換熱站出口及熱用戶進(jìn)口壓力相應(yīng)低一些，對于熱用戶供熱系統(tǒng)來說，運行壓力較低，可很好的保護(hù)散熱設(shè)備的穩(wěn)定運行用戶采暖較為安全，但如溫度較低時用戶回水壓力低，可能導(dǎo)致熱交換效率低;另一方面，循環(huán)泵加壓后進(jìn)入換熱器，換熱器二次側(cè)承受壓力較大，對換熱器耐力等級和密封性能提出較高要求，增加運行成本。

（2）對于方案二，二級回水在用戶管道放熱后，沿程損失大部分壓力，此時的低溫低壓水進(jìn)入換熱器，流經(jīng)換熱器的流速較低，同時還要克服換熱器內(nèi)的阻力，這就要求必須保證供暖系統(tǒng)的回水在進(jìn)入換熱器之前還要保持必要的壓力，以保證回水進(jìn)入換熱站后順利通過換熱器，對于系統(tǒng)來說，因流經(jīng)換熱器損失的壓力可以通過補(bǔ)水系統(tǒng)得以補(bǔ)償。換熱器加熱后在由循環(huán)泵直接供應(yīng)到采暖用戶處，該方式對于承壓能力較低的熱用戶是很危險的，可能會有散熱器爆裂或跑冒滴漏等現(xiàn)象，但其換熱效率較前一種方式更高。同時這樣布局，對于換熱器的沖擊壓力較小，便于換熱器的維護(hù)保養(yǎng)和延長使用壽命。經(jīng)換熱后的水流經(jīng)循環(huán)泵加壓后送至用戶。對于方案二，用戶回水先流經(jīng)換熱器，再經(jīng)過循環(huán)泵，使循環(huán)泵長期處于高溫運行狀態(tài)，容易導(dǎo)致葉輪汽化，影響水泵使用壽命;同時，由于循環(huán)水經(jīng)循環(huán)泵加壓后直接送至用戶端，對用戶系統(tǒng)來說，需要承受較高的系統(tǒng)壓力 ，對用戶系統(tǒng)的運行維護(hù)和使用壽命有一定影響[2]。

3、優(yōu)化運用

根據(jù)對前面兩種布局方式工作原理的分析，循環(huán)泵放在什么樣的位置比較合理，這個需要根據(jù)不同的采暖熱用戶進(jìn)行分析，在不同的用熱系統(tǒng)中采用相應(yīng)的布局方式，取長補(bǔ)短優(yōu)化運用。

目前玉門礦區(qū)的實際情況屬于老城區(qū)，整個布局為南高北低，根據(jù)地形將三個換熱站均為分布，平均供暖壓力，另外采暖設(shè)備較為陳舊，供暖壓力不宜太高。另外三個換熱站均采用的是高溫汽水換熱器，具有良好的耐壓性能，高壓回水先進(jìn)入浮頭后在進(jìn)行換熱，對換熱器影響較小，所以目前老市區(qū)基本采用的方案一的方式進(jìn)行供暖。但該方式因為供暖壓力較低，管路循環(huán)較慢，熱交換效率低，部分偏遠(yuǎn)區(qū)域采暖效果不佳，針對該問題，我們采用的是提高供暖溫度和采用分支管線限流的方式，平衡供暖。

但對于樓層較高的供熱系統(tǒng)，由于高層住宅補(bǔ)水定壓壓力較高，一般的定壓點都在循環(huán)泵入口處，同期循環(huán)泵的出口壓力很高，有的達(dá)到1.0MPa以上，此時的高壓回水進(jìn)入換熱器對換熱器的壓力沖擊很大，可以采用方案二布局。同時，方案二還可用于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)中，這種供熱系統(tǒng)，供水溫度一般在60℃以下，該溫度對循環(huán)泵壽命影響較小，建議采用。

4 結(jié)論

根據(jù)不同的采暖方式和供熱系統(tǒng)采用相應(yīng)布局，方式一可用于大多數(shù)供熱體系，方式二可用于高層建筑、低溫?zé)崴嘏椛洌贾梅绞娇筛鶕?jù)實際靈活運用，實現(xiàn)節(jié)能最大化，供熱效果優(yōu)質(zhì)化。

參考文獻(xiàn)

[1]呂軍，李民，王龍. 供熱換熱站循環(huán)泵節(jié)能改造實施解析[J]， 區(qū)域供熱.2019.5（3）：52-53.

[2]張佳琳，萬舜緒. 某小區(qū)換熱站二次網(wǎng)循環(huán)泵節(jié)能運行方式分析[J]，節(jié)能.2018.3（7）：63-64.