一、節(jié)能規(guī)劃
??????? 水-水換熱的熱力站主要設(shè)備有換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、軟化水設(shè)備、補(bǔ)給水箱、除污器;電器、自控、儀表柜。
??????? 正確選配熱力站設(shè)備是節(jié)能工作的基礎(chǔ),熱力站的設(shè)備選用應(yīng)該全面統(tǒng)籌考慮,既要節(jié)省初期建設(shè)的投資,還應(yīng)論證分析運(yùn)行中的成本費(fèi)用,在設(shè)備使用壽命的期限內(nèi),找到一個(gè)設(shè)備購置的最佳點(diǎn),達(dá)到在保證設(shè)備安全運(yùn)行,供熱質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下節(jié)能降耗。
??????? (一)換熱器
??????? 1、熱交換設(shè)備的選型正確與否直接影響著換熱效率及能耗大小?!睹裼媒ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》JGJ 26-95中 5.2.4條是這樣規(guī)定的:“在設(shè)計(jì)熱力站時(shí),間接連接的熱力站應(yīng)選用結(jié)構(gòu)緊湊,傳熱系數(shù)高,使用壽命長的換熱器。換熱器的傳熱系數(shù)宜大于或等于3000W/(㎡·K)?!币虼诉x用換熱器的要點(diǎn)如下:
??????? 1.1換熱器的選配應(yīng)遵照CJJ34-2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.10(P43)條進(jìn)行;換熱器設(shè)備的布置應(yīng)遵照CJJ34-2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.11(P44)條進(jìn)行。
??????? 1.2板式換熱器水流速在0.5m/s時(shí),傳熱系數(shù)一般為4500~6500W/(㎡·℃)。所以在水-水換熱系統(tǒng)選用不銹鋼板片的可拆卸板式換熱器為最佳選擇。
??????? 2、換熱器形式
??????? 熱源溫度與采暖溫度的溫差較小的系統(tǒng)(如散熱器采暖)可選用等截面(對稱)型板式換熱器。熱源溫度與采暖溫度的溫差較大的系統(tǒng)(地板輻射采暖)可考慮選用不等截面(非對稱)型板式換熱器;這樣可以減少換熱面積15%~30%。
??????? 3、一二次側(cè)的進(jìn)出口管徑
??????? 為了降低站內(nèi)管道系統(tǒng)阻力損失,選配換熱器的一二次水的進(jìn)出口管徑不易過小,最大流速要控制在0.5m/s以下,如果管徑小流速過高,可在進(jìn)出口之間加裝旁通管和調(diào)節(jié)閥門。單臺換熱器(一二次側(cè))的進(jìn)出口管徑最小不能小于熱源和供暖系統(tǒng)總供回水管道一號。兩臺以上換熱器的進(jìn)出口管徑總的流通面積不能小于系統(tǒng)總供回水管道的80%。
??????? 4、配置臺數(shù)及單臺板片數(shù)量
??????? 4.1用戶采暖面積較小的系統(tǒng)(5萬㎡以下)可選用1臺換熱器;用戶采暖面積5萬~15萬㎡的系統(tǒng)可考慮選用2臺換熱器;大于15萬㎡的系統(tǒng)可考慮配置3臺以上。
??????? 4.2單臺板片數(shù)量不宜過多,不要超過制造廠家產(chǎn)品樣本中所列出換熱器單臺最大的板片數(shù)量。
??????? 5、有效換熱面積
??????? 考慮到熱源廠輸送的高溫水在實(shí)際運(yùn)行中的溫度及流量參數(shù)不能達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)等因素,為了保證實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的換熱量和換熱效率,換熱器選配時(shí)的實(shí)際有效換熱面積最好比計(jì)算出的所需換熱面積增加20%~30%。
??????? 6、總壓降
??????? 一次側(cè)≤30KPa;二次側(cè)≤50KPa。
??????? 7、板片材質(zhì)
??????? 根據(jù)熱源和采暖水質(zhì)中氯離子的含量大小,板壁(介質(zhì))溫度在100℃條件下,氯離子含量小于20mg/L的可選用304的材料,大于20mg/L小于50mg/L時(shí)要考慮選用316L的材料。
??????? (二)循環(huán)水泵
??????? 水泵的實(shí)際工作點(diǎn)不是完全由水泵本身決定的,而是由水泵及其管路系統(tǒng)共同決定的。管路系統(tǒng)的特性由包括管路系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)水泵裝置及實(shí)際工況決定,與水泵本身的特性無關(guān)。所以循環(huán)水泵的流量應(yīng)與采暖系統(tǒng)的計(jì)算流量相匹配,揚(yáng)程應(yīng)與管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力損失相符合;過大或過小都會影響水泵的運(yùn)行效率。
??????? 1、 循環(huán)水泵應(yīng)遵照CJJ34-2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.5(P42)條選配。
??????? 2、 選擇循環(huán)水泵時(shí)首先應(yīng)對各個(gè)水泵制造廠家樣本的參數(shù)分析對比,選擇高效節(jié)能型,即在相同(或接近)流量和揚(yáng)程的前提下,配用的電機(jī)功率較低的泵型。
??????? 3、 根據(jù)熱負(fù)荷認(rèn)真計(jì)算統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)總流量,所選水泵的流量不應(yīng)大于設(shè)計(jì)流量的10%。
??????? 4、認(rèn)真計(jì)算熱力站內(nèi)、室外管網(wǎng)系統(tǒng)及最遠(yuǎn)(最不利點(diǎn))用戶的系統(tǒng)總阻力,所選水泵的揚(yáng)程按管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力最多加15~30KPa。
??????? 5、 如果熱力站供熱區(qū)域的用戶熱負(fù)荷固定不變時(shí),所選水泵的運(yùn)行臺數(shù)最好為一臺,另加一臺備用即可??紤]到當(dāng)兩臺以上相同規(guī)格型號的水泵并聯(lián)工作時(shí),流量不會等于單臺水泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)流量的累加;而是會有流量減小的因素,所以并聯(lián)臺數(shù)不宜過多。
??????? 6、水泵制造廠家的樣本上,一般同一規(guī)格型號的水泵列出了三組流量和揚(yáng)程等參數(shù),在選配水泵時(shí)依據(jù)計(jì)算的系統(tǒng)流量和揚(yáng)程參數(shù),應(yīng)選擇中間一組最接近設(shè)計(jì)參數(shù)的泵型,因?yàn)檫@組的效率最高。
??????? (三)補(bǔ)水泵
??????? 熱水采暖系統(tǒng)熱力站中的補(bǔ)水泵的作用有兩個(gè),一是向系統(tǒng)管道內(nèi)補(bǔ)水,二是系統(tǒng)的定壓。
??????? 1、選擇補(bǔ)水泵應(yīng)符合CJJ34- 2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.8條的規(guī)定。
??????? 2、 采暖管網(wǎng)系統(tǒng)的最高點(diǎn)低于40米時(shí)可采用單級單吸離心式水泵;超過40米時(shí),建議選用多級單吸離心式水泵。因?yàn)椴樗脴颖镜弥脫P(yáng)程高于40米,在相同的揚(yáng)程和流量下,多級水泵配用的電機(jī)功率要比單極水泵配用的電機(jī)小一個(gè)等級。
??????? 3、為了節(jié)約電能,補(bǔ)水泵的啟停(補(bǔ)水和定壓)控制宜采用變頻調(diào)速器控制。
??????? (四)軟化水設(shè)備
??????? 熱力站目前常用的主要有兩種軟化水設(shè)備,一是傳統(tǒng)的固定床鈉離子交換器,二是全自動鈉離子交換器。
??????? 1、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到CJJ34- 2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》表4.3.1 “熱力網(wǎng)補(bǔ)給水水質(zhì)要求”的各項(xiàng)指標(biāo)。
??????? 2、固定床鈉離子交換器
??????? 由鈉離子交換器、鹽水罐(池)、鹽水泵、閥門、管道和儀表等組成。它是一組最傳統(tǒng)、運(yùn)行穩(wěn)定、出水量大、水質(zhì)高的軟水設(shè)備。
??????? 在熱源廠首站和大型熱力站中可選用此種軟水設(shè)備。
??????? 3、全自動軟水器
??????? 所謂全自動軟水器就是軟水器的運(yùn)行及再生過程,以及每一個(gè)步驟都實(shí)現(xiàn)了自動控制,并采用時(shí)間、流量或感應(yīng)器等方式來啟動再生、反洗、正洗、置換的全過程,生產(chǎn)出合格的軟化水。
??????? 3.1再生方式類型為設(shè)定固定的再生時(shí)間來啟動再生過程的稱時(shí)間型軟水器。
??????? 3.2再生方式類型根據(jù)原水的水質(zhì)及交換器的交換能力來設(shè)定設(shè)備再生一次處理水量的稱流量型軟水器。
??????? 推薦選用流量型全自動軟水器,因?yàn)樗偕€原的工作過程中比時(shí)間型的更省水、省鹽。
??????? (五)補(bǔ)給水箱
??????? 1、CJJ34- 2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.8條“4 補(bǔ)給水箱的有效容積可按15min~30min 的補(bǔ)水能力考慮”。所以,配置水箱的有效容積不可太大,以免造成投資高和浪費(fèi)。
??????? 2、 站內(nèi)補(bǔ)給水箱的制作材料目前常用有兩種,一種是用鋼板焊制,另一種是采用玻璃鋼預(yù)制板組裝。由于玻璃鋼材料耐腐蝕性好,安裝方便快捷,不用防腐刷漆保養(yǎng),使用壽命比鋼板長等優(yōu)點(diǎn);所以推薦選用玻璃鋼組裝型水箱。
??????? (六) 除污器與Y型過濾器
??????? 1、除污器一般有立式和臥式兩種,可根據(jù)現(xiàn)場位置情況選擇確定,除污器應(yīng)能出去大于或等于2.0mm的微粒雜物,但要選擇阻力損失?。ǎ?0KPa)的產(chǎn)品。
??????? 2、 Y型過濾器安裝在熱源一次供水管道的換熱器進(jìn)口前,采暖二次回水管道的換熱器進(jìn)口前。安裝它可以有效阻止雜質(zhì)污物進(jìn)入換熱器板片內(nèi)造成堵塞;但它的阻力很大,據(jù)現(xiàn)場實(shí)測現(xiàn)有熱力站內(nèi)大多數(shù)Y型過濾器的阻力都在30KPa以上,浪費(fèi)了電能。
??????? 建議在運(yùn)行一段時(shí)間后,管道內(nèi)的雜質(zhì)污物基本沒有的前提下,可將Y型過濾器拆除,用一個(gè)法蘭短管代替,降低阻力。
??????? (七)閥門
??????? 1、熱源一次側(cè)供回水閥門可選用法蘭(或焊接)鑄鋼閘閥、球閥、硬密封蝶閥。
??????? 2、采暖二次側(cè)供回水閥門可選用法蘭鑄鋼(或鑄鐵)閘閥、渦輪蝶閥等。
??????? 3、除污器的排污閥應(yīng)選用直通式的球閥或鍋爐上用的快速排污閥。
??????? 4、循環(huán)水泵的進(jìn)出口(尤其是管徑DN200以上)閥門最好選用阻力較小的閘閥或調(diào)節(jié)閥門,止回閥選用旋啟式(因?yàn)榈y的調(diào)節(jié)性能差,蝶式止回閥的阻力太大)。循環(huán)水泵如果是一用一備配置,建議考慮取消止回閥,減小阻力。
??????? (八)設(shè)備與管道布置
??????? 1、設(shè)備與建筑房間的墻距尺寸要按相關(guān)《規(guī)范》的規(guī)定,滿足運(yùn)行操作和檢修保養(yǎng)的空間需要。換熱器、水泵設(shè)備的管口方向盡量靠近室外管道入站口的方向位置。
??????? 2、總供回水管道:為了降低阻力損失,管徑不宜過小,管徑確定可參照CJJ34- 2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.2.2條:“確定熱水熱力網(wǎng)主干線管徑時(shí),宜采用經(jīng)濟(jì)比摩阻。經(jīng)濟(jì)比摩阻數(shù)值宜根據(jù)工程具體條件計(jì)算確定,主管干線比摩阻可采用30Pa/m~70Pa/m?!庇绕涫茄h(huán)水泵吸入口前的主管道的管徑最好放大一號為宜。
??????? 3、循環(huán)水泵進(jìn)出口管:道為了減小阻力,循環(huán)水泵的進(jìn)出口管道應(yīng)加異徑管擴(kuò)大,安裝在垂直管道上的異徑管應(yīng)選用同心異徑管;安裝在水平管道上的異徑管應(yīng)選用偏心異徑管(安裝上平)。
??????? 4、換熱器進(jìn)出口管道。為了減小阻力,板式換熱器的進(jìn)出口管道加裝異徑管擴(kuò)大管徑,安裝在垂直管道上的異徑管應(yīng)選用同心異徑管;安裝在水平管道上的異徑管應(yīng)選用偏心異徑管(安裝上平)。
??????? 5、 管道布置應(yīng)統(tǒng)籌考慮合理定位,盡量減少交叉和彎頭降低阻力。