混水连接方式热力站的设计.pdf

混水连接方式热力站的设计潘壮（吉林市燃气热力设计研究院有限公司，吉林）摘要：热力站作为集中供热系统中供热网路与热用户的连接场所，直接影响供热质量。随着近几年自控系统的不断完善和发展，混水连接方式热力站已被逐渐采用。本文结合理论知识与工程实例，在热力站设计中，合理确定混水连接类型，对设备及管径进行科学选型，配套先进的自控系统，采用合适的站内隔音降噪措施，以保证混水连接方式热力站的平稳运行，满足热用户的需求，降低热力站运行对周边的噪声污染。关键词：混水连接；集中供热系统；热力站；设计；隔音降噪潘壮，男，年生，大学，工程师 吉林省吉林市船营区建林胡同号吉林市燃气热力设计研究院有限公司 ：收稿日期：引言集中供热系统的热力站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求，并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。根据连接方式的不同，热力站可分为设有换热器的间接连接、无混合装置的直接连接、设有混合水泵的直接连接（以下简称混水连接）。前种连接方式已有成熟的设计和运行经验，而混水连接方式热力站由于实时调节困难，应用并不广泛。随着近几年供热设计理念的不断创新发展，“智慧供热”的先进控制系统的逐渐成熟和应用，混水连接方式热力站已实现即时精确调节，并被各地区热力公司逐渐采用。本文结合理论知识与工程实例，对混水连接方式热力站进行合理设计。热力站的设计方法与步骤 混水连接类型的确定需根据一、二级管网供回水压力的不同，确定混水连接类型。供水加压型当计算工况为一级管网供水压力小于等于二级管网供水压力、一级管网回水压力小于等于二级管网回水压力时，需在一级管网供水设置加压泵，在一级管网回水设置调节阀，在供、回水管道间设置混水泵。此时为供水加压型（见图）。供水加压泵；混水泵；关断阀；电动调节阀；止回阀。图供水加压型原理图 回水加压型当计算工况为一级管网供水压力大于二级管网供水压力、一级管网回水压力大于二级管网回水压力时，需在一级管网供水设置调节阀，在一级管网回水设置加压泵，在供、回水管道间设置混水泵。此时为回水加压型（见图）。回水加压泵；混水泵；关断阀；电动调节阀；止回阀。图回水加压型原理图 旁通混水型当计算工况为一级管网供水压力大于二级管网供水压力、一级管网回水压力小于等于二级管网回水压力时，需在一级管网供、回水同时设置调节阀，在供、回水管道间设置混水泵。此时为旁通混水型（见图）。关断阀；电动调节阀；混水泵；止回阀。图旁通混水型原理图 主要设备的选择 供水加压型水泵）一级管网供水加压水泵。水泵流量为一级管网设计流量，计算公式如下：（）（）式中为供热管网设计流量，；为设计热负荷，；为水的比热容，（），一般取 （）；暖通空调 年第 卷增刊 供暖供热为供热管网供水温度，；为各种热负荷相应的供热管网回水温度，。水泵扬程需保证二级管网供水的资用压头，计算公式如下：（）（）（），（）式（）、（）中为供水加压型加压泵设计扬程，；为安全系数，一般取 ；为二级管网回水运行压力，；为热力站二级管网出口供回水压差，；为一级管网供水压力，；为分区供热系统最高点至热力站地面高度，；为保证供热系统不倒空的余量，；为一级管网回水运行压力，由热力公司作为设计条件提供。）混水泵。混水泵与一级管网供水加压水泵流量加和需满足二级管网流量要求，混水泵设计流量计算公式如下：（）式中为混水泵设计流量，；为二级管网设计流量，利用式（）计算；为一级管网设计流量，利用式（）计算。水泵扬程需满足二次网循环要求，计算公式如下：（）（）式中为混水泵设计扬程，；为安全余量，。回水加压型水泵）一级管网回水加压水泵。水泵流量为一级管网设计流量，计算采用式（）。水泵扬程需保证二级管网至一级管网回水的资用压头，计算公式如下：（）（）（）式中为回水加压型加压泵设计扬程，；由式（）计算得出。）混水泵。该类型中混水泵的功能与 节中一致，计算方法与之相同。旁通混水型水泵该类型一级管网和二级管网供回水之间资用压头均可满足要求，不设置加压泵，仅设置混水泵。混水泵计算方法与 节中一致。供热管网的设计热力站内的供热管网设计主要是对一级管网和二级管网管径的确定。首先根据建筑专业提供的传热系数计算热负荷（当传热系数数据不完整时，也可采用面积指标法进行热负荷估算），然后再计算管网流量，最后结合水力计算和经济比摩阻计算管网管径。一级管网主干线经济比摩阻可采用 ，二级管网主干线经济比摩阻可采用 。结合热力公司的实际运行经验，为方便调节，当供热分区面积超过万时，建议采用分、集水器将二级管网分成多个环路。自控系统的设计 控制模式混水连接方式热力站的主要控制模式如下：）由一级管网供水调节阀或加压泵控制二级管网供水压力；）由一级管网回水调节阀或加压泵控制二级管网供水温度；）由混水泵控制二级管网供、回水压差。以上控制模式配套先进的“智慧供热”自控系统，可根据室外温度变化，调节热力站水泵的变频及电动调节阀门的开度，改变热网的流量和温度，实现热用户室内温度实时调节。关断阀；电动调节阀；混水泵；止回阀；压力变送器；温度变送器。图自控流程图 调控要求针对不同的混水形式，对精确调控要求如下：）“智慧供热”自控系统的实现基于 控制系统，其组成包括中央处理器、储存器、输入和输出（调节和反馈端）等。）以水泵作为调节端时，要求其配套的变频器最小分辨率 ，最小动作反映时间。）以调节阀作为调节端时，要求其开度分解度 ，最小动作反映时间，调节误差。）对反馈端的压力变送器，要求其精度。）对反馈端的温度变送器，要求其精度。当“智慧供热”自控系统满足上述调节端和反馈端的精确调控要求时，每次调节整体时间将。隔音降噪的设计热力站应降低噪声，不应对环境产生干扰，尤其是民用热力站建设在住宅附近或地下时，降低运行对周边的噪声污染更为重要。主要可采取如下隔音降噪措施：）水泵等所有产生振动的设备在底部进行隔振处理，隔振系统的隔振效率不应小于。）水泵进出口处应安装可曲挠橡胶软接头或金属软管，管道穿墙处进行隔振处理，隔振效率不应小于。）管道的支（吊）点采用减振支架或减振吊架，隔振效率不应小于。）热力站墙体及吊顶应安装吸声体。墙面吸声体距地面宜 。吸声体的平均吸声系数不能小于 ，护面板穿孔率不宜小于。供暖供热暖通空调 年第 卷增刊）供热站房安装隔声门窗，能满足热力站防火要求的同时，空气声级声计权隔声量 。工程实例 基础数据某住宅小区新建热力站位于地下车库内，热力站地面标高，供热面积 万，共个分区。其中，低区供热面积万，分区层数层，最高点，二级管网供、回水压差为 ；高区供热面积万，分区层数 层，最高 点 ，二 级 管 网 供、回 水 压 差 。热力公司提供参数一级管网供回水温度为 ，一级管网供回水运行压力为 ；二级管网采用地面辐射供暖，供回水温度为 。未提供详细的热负荷计算表。混水连接类型一级管网供回水压力已给定为 ，利用式（）计算二级管网供、回水压力。）低区。供热系统最高点至热力站地面高度为 ，换算单位后小于一级管网运行回水压力，故二级管网运行回水压力与一级管网一致，取 。加上二级管网供回水压差 ，二级管网运行供水压力为 。低区计算工况为一级管网供水压力大于二级管网供水压力，一级管网回水压力等于二级管网回水压力，确定低区采用旁通混水型。）高区。供热系统最高点至热力站地面高度为 ，换算单位后大于一级管网运行回水压力，计算高区二级管网回水压力为（）。加上二级管网供回水压差 ，二级管网运行供水压力为 。高区计算工况为一级管网供水压力小于二级管网供水压力，一级管网回水压力小于二级管网回水压力，确定高区采用供水加压型。主要设备）低区混水泵。由于无详细的热负荷，采用面积指标估算法，项目区域选取单体供暖热指标为 ，利用式（）计算低区一、二级管网设计流量：（）（）则混水泵计算流量为上述两者差值，为 。利用式（）计算混水泵扬程，为 。选取低区混水泵参数：流量 、扬程、功率。）高区供水加压泵。利用式（）计算高区一级管网设计流量：（）利用式（）计算供水加压泵扬程，为（）。选取高区供水加压泵参数：流量、扬程、功率。）高区混水泵。利用式（）计算高区二级管网设计流量：（）则混水泵计算流量为高区一、二级管网流量差值 。利用式（）计算混水泵扬程，为 。选取高区混水泵参数：流量 、扬程、功率。供热管网一级管网总流量为低区与高区之和，即 ，以经济 比摩阻 确定一 级 管 网 总 管 径 为 ，低区一级管网管径为 ，高区一级管网管径为 。以经济比摩阻 确定二级管网管径，低区二级管网总管径为 ，高区二级管网总管径为 。由于低区承担供热面积较大，采用分、集水器将低区二级管网分成个环路；高区不分环路。带控制点的热力系统流程图根据 节的控制原理绘制流程图，见图。图带控制点的热力系统流程图暖通空调 年第 卷增刊 供暖供热 隔音降噪由于新建热力站位于地下车库内，距离住宅较近，按照 节设置隔音降噪措施后，应严格按照标准验收，并出示检测报告，站外室内声级噪声应控制在 ，振动应控制在 。结语热力站作为集中供热系统中供热网路与热用户的连接场所，设计是否合理，将直接影响供热质量，关系到供热企业的经济平稳运行。在混水连接方式热力站设计中，应合理确定混水连接类型，对设备及管径进行科学选型，配套先进的自控系统，采用合适的站内隔音降噪措施，使热力站运行达到预期效果。参考文献：贺平，孙刚，王飞，等供热工程 版北京：中国建筑工业出版社，：赵凯，李栋混水连接方式供热系统技术经济性分析煤气与热力，（）：北京市煤气热力工程设计院有限公司城镇供热管网设计标准：北京：中国建筑工业出版社，北京市热力工程设计有限责任公司供热站房噪声与振动控制技术规程：北京：中国建筑工业出版社，中国环境科学研究院，北京市环境保护监测中心，广州市环境监测中心站声环境质量标准：北京：中国环境科学出版社，中国环境检测总站，天津市环境检测中心，福建省环境监测中心站环境工业企业厂界环境噪声排放标准：北京：中国环境科学出版社，供暖供热暖通空调 年第 卷增刊