第三节换热站及热力管网

第三节 换热站及热力管网一、换热站大型集中供热炉一般是蒸汽锅炉，而蒸汽是不可以直接供暖的，必须经过换热站，换热站就是用蒸汽加热热水，用热水供暖。换热站是集中供热中供热网络与用户的链接场所，其作用是根据用户需要将热量转化为相应工况。（一）换热站的类型换热站按供热形式分直供站和间供站。直供站是电厂供给热量给用户，特点是温度高、控制难、浪费热能。直供站是最初电厂余热福利供热的产物，后来开始收费，成为热力公司。随着商品经济发展，热商品化，热力公司开始提高热质量，产生直供站，属于集中供热。间供站是指：电厂为一次线，小区为二次线，热源与热网和热用户连接处为间连接。通过下面的供热流程可以理解间供站的定义。热源厂一级换热站（汽水换人）一级热水管网二级换热站二级热水管网热用户换热站的主要设备包括板式热水器；循环泵；一、二次线除污器；补水泵；水箱；计量表；控制阀门等。（二）换热器的定义及分类换热器是换热站的核心设备。所谓换热器就是实现热量传递的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体气化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切的关系，因而均可以通过换热器来完成。1、换热器的工作原理换热器的工作原理是利用冷介质与热介质之间的温差，通过换热管交换，热交换的决定因素就是换热管的换热面积，换热管的材料，介质的流速一级换热管的布置。2、换热管的类型和特点（1）板式换热管的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片级框架组成。板片由螺旋栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。（2）螺旋板式式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热设备，适用汽汽，汽液、液液传热。按结构形式可分为不可拆式螺旋板式及可拆式螺旋板式换热器。（3）列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合式列管换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程。（4）管壳式换热器的构造原理及特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。广泛应用于化工、石油、石油化工、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。（5）容积式换热器的构造原理及特点：自动控温节能型容积式热交换器，它充分利用蒸汽能源高效节能，是一种新型热水器。普通热水器一般需要配置水热交换器来降低蒸汽凝结水温度以便回用。而节能型热水器凝结水出水温度在45左右，或者直接回锅炉房重复使用。这样减少了设备投资，节约热交换机房面积，从而降低基建造价。（6）钢衬铜热交换器的构造原理及特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，既保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。（三）换热站的布置（1）、换热站布置宜靠近符合中心，且应注意防止噪音对周围环境的干扰。（2）、换热站内布置有交换间、水处理间、控制间、配电室、更衣室、值班室、卫生间和维修间等。（3）、小型换热站一般为单体单层砖混或内框结构，大型换热站一般为二层全框或底框架结构。（4）、大型换热站一般二层布置为管理人员办公室、会议室等。若二层布置热力设备，应留出设备检修和搬运安装的空间。换热站安装孔或门的大小应保证站内需检修更换的最大设备出入。（5）、换热站可以设置在大楼的设备层或锅炉房的附属房间，应尽量靠近制冷机房。（6）、设备间的门应向外开启。（7）、换热站内地面宜有坡度或者采取措施保证管道和设备排出的水引至排水系统。当不能直接排入室外管道时，应设置集水坑和排水泵。（8）、换热站应设置有必要的起重设施和良好的照明与通风。（9）、换热站宜设置集中检修场地，其面积根据检修设备要求确定，并在周围有宽度不小于0.7m的通道。二、热力管网热力管网是由热源向热用户输送热量的通道。（一）热力管网分类热力管网按管内介质不同可以分为热水供热管网和蒸汽管网。1、热水管网 闭式热网中的循环只作为热媒供给用户热量，不从热网中出流。开式 热网中循环水不但作为热媒，还要从热网中部分取出，用于生产或给热用户我国目前广泛应用的热水供热系统是双管制闭式供热系统。2、蒸汽管网按凝结水是否回收分类，蒸汽管网可分为回收或不回收方式。按蒸汽压力参数分类，蒸汽管网可分为单管式或多管式供热。（二）、管网布置的基本原则（1）城市道路上的热力网管一般应平行于道路中心线，并应尽量敷设在车行道以为的地方，一般情况下同一条管道应只沿街道的一侧敷设。（2）穿过厂区的城市热力网管道一般应平行于道路中心线，并应尽量敷设在车行道以为的地方，一般情况下同一条管道应只沿着街道的一侧敷设。（3）通过非建筑区的热力网管道，应沿公路敷设。（4）热力网管道选线时，应减量避开图纸松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。（5）管径小于等于300mm的热量管道，可以穿过建筑物的地下室或从建筑物下专门敷设的通行道管沟内穿过。（6）热力管道可以和给水管道。10kV以下的电力电缆、通信电缆、压缩空气管道、压力排水管道和重油管道一起敷设在综合管内。但热力管道要高于给力管道和重油管道，且给水管道要做绝缘层和防水层。（7）地上敷设的城市热力管道可以和其他管道敷设在一起，但应便于检修，不可布置在腐蚀性介质管道的下方。（三）、管道敷设方式可以分为地上敷设和地下敷设两种方式。具体如表P219表8-4（四）热力管道支架的形式支吊架分类：1）固定支架:刚性吊架、滑动吊架、滚动吊架、滚动支座。2）活动支架3)导向支架：滑动导向支架、滚珠导向支架、滚柱导向支架。4)弹簧支架（五）采暖系统与管网的连接在民用建筑中，常用的采暖热媒介质是热水，所以主要介绍热水采暖与集中供热热网的链接形式。采暖系统与集中供热热网相连时如设施比较少，可称为引入口；如设施比较多，可称为热力中心（或热力站）。热水采暖与集中供热热网的连接形式可以分为直接连接、混水链接和间接链接。1、直接连接如图8-8给出了采暖系统直接连接的引入口。该引入口可设在室内或室外。设在室外时应靠近建筑物；设在室内时可在管沟、地上或地下专用小室或一层房间内。2、混水链接（1）混水器连接）混水器连接（2）混水泵连接）混水泵连接3、间接连接当外网提供的压力和温度与用户要求的压力和温度不一致时，可采用如图所示的间接连接。常用于大型集中供热热网的热力站及高层建筑的高区采暖系统。4、设加压泵的直接连接如果外网提供的温度符要求，合用户要求，压力达不到用户可采用如图所示的在用户处设加压泵的连接形式。供水管压力不足时如图（a）所示的系统；回水压力不足时采用如图（b）所示的系统。