換熱站施工過程中的設備安裝技術探究

程 揚 太原市熱力集團有限責任公司城南供熱分公司

1 前言

近年來城市建設水平不斷提升，同時節能環保理念不斷深入人心，因而城市供熱也實現了更新換代，集中供熱成為供熱的主流形式。集中供熱形式不僅供熱效果較好，同時也可以減少能源浪費，其取代了原有的鍋爐房供熱形式，可以實現對溫度的把控，降低了熱量的損失，提高了資源利用率。在城市集中供熱系統當中，熱力站是其中的重要組成部分，可以直接影響城市供熱質量和供熱穩定性。

2 換熱站設備安裝技術原理

當前我國供熱系統當中，多數換熱站采用的是板式換熱設備，這種設備相較于傳統的填料式、浮頭式換熱器，具有更高的傳熱效率，優勢較為明顯，雖然有著較高的成本造價，但是對于高溫、高壓的環境有著較強的適用性，且占地面積小，可以在較為狹小的空間內持續工作。由于該類設備具有較高的熱傳導效率，因而在該類設備安裝的過程中需要采取必要的措施進行保溫，以避免熱量散失導致的能耗增加。

換熱站對內部供水流量的計算是依靠差壓流量計來實現的，內部構造簡單，但是設備安裝時間較長，流程也較為復雜。為了確保安裝工作的順利開展，需要工作人員提高安裝質量，確保安裝精度，并且在安裝完畢后進行設備試運行，確定換熱站設備能否發揮基本功能。

換熱站在供熱系統中處于中樞節點的位置，連接供熱源和用戶，所以換熱站工作效率直接決定著供熱系統整體的安全穩定性。由于換熱站內部結構較為復雜，且設備的技術含量較高，這些設備可以結合實際需求來對熱媒參數進行動態化、智能化調整，對用戶的用熱方式進行必要的限制，并且變換管道熱量來源。

具體來說，換熱站內部的設備包括有水泵、水箱、節流閥以及格雷伊標設備等，可以實現對供熱量的自動調節。換熱站內部采暖系統采用間歇性接觸的形式，即可分開不同管網工況，從而避免其互相受到影響，工作人員據此即可完成對設備的布設和安裝。

3 換熱站設備安裝技術

3.1 設備就位

大多數換熱站處于地下室，且進出口較小，所以在設備運抵現場之后，需要進行解體，分散運往預定位置。首先將設備基座的插槽鋼支架在設備基礎上完成固定，擰緊地腳螺栓，并在設備的前、后、左、右各布設檢查點一個，之后用水平尺進行檢驗，如果沒有達到水平狀態則需要墊鋼板來確保整體水平，如果墊的鋼板為2 塊或以上，則要將鋼板之間進行點焊。如果換熱站管理部門提出具體減震需求，則需在設備和基礎之間安裝橡膠墊以起到減震效果。

3.2 安裝換熱機

換熱機設備的安裝需要保持水平，并且需要安裝多臺同型號設備時，要確保設備中心線、進出口管排線位于相同縱線上。換熱設備表面應保持完好，不得出現變形，緊固件也要避免出現松動和其他機械損傷。由于容積式換熱器是壓力型容器設備，因而需要由相關技術鑒定部門出示檢測材料，在設備完成安裝之后則不得進行局部割、焊等操作。

換熱器的安裝坡度和坡向要嚴格按照產品說明書的標準執行，很多換熱機組中配備了加壓泵設備和循環泵設備，因而在安裝完畢之后要試運轉水泵，以避免水泵反轉。在設備試運轉后，即可和管道進行連接，之后將閥門封閉，然后即可將電機開啟，在換熱泵正常運轉后，再將出口閥門逐步打開，讓其達到正常工作狀態后，再對水泵出口壓力和方向進行檢查。

3.3 支架和吊架的安裝

支架和吊架的制作和安裝應當嚴格按照圖紙進行。安裝于墻壁的支架要焊接于墻壁上的預埋鐵，且支架和吊架的預留孔不得采用氣焊開孔，而要采用臺鉆打孔。

在安裝之前，先涂刷防銹漆面，在安裝后要保持水平和垂直，坡向不得出現錯誤，安裝要盡量保持平整，如果支架和管道相連則要加墊木，墊木厚度參照管材保溫層厚度，并且在安裝過程中及時調整支架和吊架。同時還要注意支架和吊架要避免裝設于彎頭位置，而要敷設于直管段之上。

3.4 管道安裝

管道管材選擇上一般為鋼管或熱鍍鋅管材，管道標高一般指管道中心標高，如有特殊說明則以說明為準。如果管材為管徑低于或等于100mm的鍍鋅鋼管，則需要用螺紋連接的方式，如果在安裝套絲扣的過程中損壞了鍍鋅表面，導致螺紋外露，則需要及時進行防腐處理。

鍍鋅管和法蘭焊接的位置也需進行補焊處理。而無縫鋼管、螺旋焊接鋼管在和設備以及閥門連接的時候應用螺紋和法蘭進行連接，其余的則采用焊接連接。放氣閥門大于20mm，應用法蘭連接，小于20mm，則應用螺紋連接。同時管道對接口間隙和錯口都要符合具體規范要求，管道水平坡度控制在0.2%內。

在焊接施工之前，首先要細致檢查焊接環境，確保焊接設備和焊接材料的干燥，以符合焊接操作規程。在管道拐角、穿墻或和支架相接的位置上不得有焊縫和接口，在管道穿墻時應敷設套管，套管直徑要大于管道保溫外徑5cm，且在管道最高點設置放氣閥門，在最低點則要設置放水閥門。

所有貼近地面的管道上彎部分要加設固定座，和地面臨近的水平管道和過濾器設備都要結合現場情況選擇托架位置。需要注意的是，如果采用臨時支架和吊架，也應當避免和其他支架和吊架位置重合，在安裝前進行標記，在管道安裝完畢后則要立即拆除。管道安裝施工完成之后，需要結合設計文件的標準和變更項目的條文，對支架和吊架逐個驗收。

3.5 閥門以及附件的安裝

3.5.1 閥門

安裝于管道上的閥門需要在閥門擋板上明確標注閥門的名稱、編號，并注明開關方向。所選用的閥門種類和型號必須符合設計要求，在閥門設備安裝之前，首先要結合廠家的說明文檔，以指定壓力進行強度測試，測試合格之后即可繼續安裝。在安裝過程中，手柄方向要結合實際情況進行選擇，為運行操作提供便利。在蝶閥安裝的過程中，閥板軸需要裝設于水平方向，其與水平面夾角應當控制在60°內，不得以垂直方向進行安裝，以避免沉積物直接落入蝶閥轉軸底槽結構當中，形成關閉不緊實的情況。

截止閥首先需要注意閥體上要印有流向標志，在安裝過程中還要遵循低進高出原則。蝶閥在焊接過程中要將閥門關閉，水平安裝的過程中，在閥板位置上加入0.5cm～1cm厚度的水。立管安裝的過程中，需要在閥板上部注入10cm水。焊接球閥的過程中要保持閥門開啟，并且在密封面涂抹黃油以起到保護效果，之后運用濕布包裹閥體，對密封面形成保護。

3.5.2 溫度計和壓力表

在安裝溫度計和壓力表之前，需要首先查驗設備規格和量程，確保滿足使用需求。所應用的壓力表和溫度計精度要控制在2.5級以上，表盤刻度要高于工作壓力，一般為1.5倍以上。壓力表和溫度計表盤直徑應當大于15cm，為讀數提供便利。如果壓力表已經出廠半年，則需要重新進行校驗，校驗合格后方可繼續安裝。

3.5.3 流量計

在流量計安裝之前，首先認真閱讀說明書，確定流量計前后直徑相同、長度合規，避免將流量計直接焊接在法蘭上，以避免焊接產生的高溫對流量計內易熔元件造成破壞。為了確保計量精度，在安裝超聲波計量表的過程中要確保其前直管段的長度大于10 倍管道直徑，后直管段的長度在5 倍管道直徑以上。

在機械式計量表安裝的過程中，則要確保其前直管段在6倍管道直徑以上，后直管段長度要控制在3倍管道直徑以上，上述計量表的安裝均要加裝過濾器設備，安裝位置大于1.8 時，需要選用超聲波計量表設備。在除污器的安裝方面，需要基于上級部門的要求，一般需要避免供熱串水時，雜質混入站內設備，需在首個采暖期反裝除污器，在停暖之后再將方向調整到正常方向。如圖1 和圖2 所示為安裝示意圖。

圖1 除污器反裝示意圖

圖2 除污器正裝示意圖

3.5.4 保溫設施

除了自來水補水管道之外，所有管道的保溫均采用水泥珍珠巖材料，在該保溫層外包設石棉水泥。設備保溫方面，一般應用橡塑保溫。在石棉水泥外部刷漆來表示不同供熱的類型，在設備進口和出口位置上，應用和標準環相同顏色箭頭，來體現介質流向，并且按照設計圖紙的規定，選擇標志環顏色、確定箭頭尺寸。

4 設備試驗、沖洗和試運行

4.1 水壓試驗

在水壓試驗開始之前，需要滿足下列幾個條件：第一，實驗范圍內的管道安裝已經全部完畢，安裝質量符合相關質量要求，且焊縫、待檢部位均未有涂漆和絕緣；第二，試驗用壓力表已經完成檢驗，且精度符合使用要求，至少準備兩塊壓力表；第三，準備好實驗用水源；最后，管道已按照試驗要求完成加固。

水壓試驗過程中，首先開啟管段上全部閥門，且在試驗管段和非試驗管段之間做好隔斷。將所有排氣閥門打開，在管道內進行注水，在管道最高排氣閥有水溢出之后，將排氣閥全部關閉。之后開啟升壓閥，將升壓速度控制在每分鐘200kPa～300kPa，且在水壓上升到0.3MPa的時候進行減壓，在一切正常后，以低于每分鐘0.1MPa 的速度繼續升壓，在到達額定工作壓力后，繼續檢查管道是否正常，如無異常，則可繼續進行升壓，且1h 內壓力減少在0.05MPa 內則為合格。之后將其控制在額定壓力上進行管道檢查，在檢查期間，保持壓力不變，如果沒有出現滲漏，則可認定通過水壓試驗。在試驗的過程中，一旦發生部件滲漏，且壓力仍在繼續上升，則檢察人員需要原理滲漏點，停止升壓進行設備檢查。在升壓過程中不許進行任何檢查，在水壓試驗合格后，則在原則上不進行拆卸。

在水壓試驗完成之后，排凈管道內的水，并且清理過濾器和泄水閥。完畢后，需要及時將盲板拆除，排出所有積液，且排液的過程中避免產生負壓，并且設置專門的排液通道，不得就地排放。

4.2 管道沖洗

在管道沖洗中，需要采用先沖洗后打壓的原則，在沖洗的過程中，管道需要切斷和換熱器、循環泵、水灌等設備的連接，自上而下逐一清洗。在沖洗的過程中，所應用的水管直徑需要高于沖洗管道的1/2，且將自來水流速控制在每秒2m以上。

具體操作步驟為：首先將自來水閥門打開，在管道內進行注水，將排水口設置于管道內的最低點，進行反復沖洗，直至排出的水中沒有雜質，并且測定固形物含量，等同于沖洗用水的固形物含量則為沖洗合格。在管道沖洗的過程中，嚴謹沖洗水流經任何設備，直接將管道排放口接入污水坑，之后用污水泵將沖洗水抽出排放。

4.3 設備試運行

設備試運行需要滿足以下幾個條件：第一，所有管道都已經完成安裝；第二，站內一切供電設備均可正常工作；第三，自來水設備、軟水設備也已經準備就緒。

試運行步驟具體如下：向二次系統內灌滿軟化水，之后和電氣、動力以及自動化控制等專業進行配合，對各個系統進行單機調試，之后進行15min 的冷運行，以對水泵運轉狀態和壓力狀態進行測試，同時確定各種自控設備的運轉情況，完畢后，按照實際情況填寫冷運行報告。在冷運轉完畢后，將一次線回水閥門開啟，之后開啟排氣閥、閘閥，通入熱水，在管道最高位置排氣閥出水之后，將高點排氣閥關閉，即可進行系統熱水試運行。在72h的試運行的過程中，將每小時的溫度壓力變化情況進行詳細記錄，如無異常現象，則為合格。

5 結束語

總結起來，施工人員在換熱站施工的過程中，需要以站內電氣傳動設備和分水系統作為重點，確保換熱站處于最佳工況運行，并且保證供熱系統的輸送能力，實現穩定運行。在具體按照過程中要嚴格遵守各項規程，完善按照流程、優化按照技術，并且淘汰舊的、運行低效的設備，在設備選型和安裝過程中需要以實際使用需求為基礎，做到資源的合理配置，實現節能減排，提高設備能源利用率，這樣才能使換熱站的供熱系統更加完備、高效。