换热器、水泵的选择

换热站以蒸汽、高温热水为热源，利用各种类型的换热器，进行间接换热或直接加热，经热网循环水泵将热水供给热网系统各用户。所以，换热站的设计必须遵循国家能源政策，遵守有关规范和安全规程，合理推行热能综合利用，保护环境，选用成熟可靠、技术先进的换热设备。

一、换热器的选择

(一)换热器的类型

换热器一般可分为间壁式换热器和直接混合式换热器。间壁式换热器在供热系统中， 因高低温两种热媒互不掺混，一、二级网具有不同的压力而运行管理方便，可靠性好，技术经济性高等优点而被城市集中供热普遍采用。

间壁式换热器根据换热面形状可分为螺旋管壳式换热器、等截面不等截面板式换热器、浮动盘管换热器、容积式换热器等。

1.管壳式换热器，优点：耐温耐压能力强，结构简单，造价低，流通截面宽，易清洗；缺点：传热系数低，占地面积较大。

2.板壳式换热器，优点：耐温耐压能力强，易于大型化，传热系数大，换热面积大，结构紧凑；缺点：不能拆卸清洗。

3.容积式换热器，优点：易清垢，有清水功能，用于有热水负荷的场合；缺点：传热系数小，占地面积大。

4.板式换热器，优点：传热系数很高，结构紧凑，适应性大，拆洗方便，省管材； 缺点：易堵塞，对水质要求高。

5.螺旋板式换热器，优点：传热系数较高，流通截面较宽，不易堵塞；缺点：不能拆卸清洗。

(二)换热器的选择原则

1.换热器的容量和台数应根据热负荷调节并按照最不利工况进行选择， 一般不设备用。但一台换热器停用时，其余的应满足60%～75%热负荷的需要。通常供热面积在5万m²以下选择一台，10万m²以下两台，15万m²以下3台，20万m²以上3～4台。

2.换热器应满足热媒(一、二次)的工作压力、温度等参数的要求，以保证热网系统安全可靠的运行。

3.当采用板式换热器时，单台的板片数不宜太多或太少；从造价和维修的角度看，控制在50～100片较宜；考虑到橡胶垫片的耐温性，板式换热器的介质温度不宜高于180℃。

4.单台换热器应综合考虑传热系数和流动阻力。

(三)换热器传热系数推荐值概略范围

(1)管壳式换热器的传热系数K的一些概略数值，可按表1查得。

(2)螺旋板式换热器传热系数K推荐概略值：

汽水换热器(逆流)  K=1510～1750W/(m²·K)

水水换热器(逆流)  K=2100～2330W/(m²·K)

(3)板式换热器传热系数K推荐概略值：

水水换热器(逆流)  K=3490～6000W/(m²·K)

注：1.表中所列蒸汽至被加热水的传热系数，分子为两回程汽水换热器将水加热20～30℃时的K值，分母为四回程汽水换热器将水加热60～65℃时的K值。

2.表中所列数值未考虑到污垢对传热系数的影响，在计算中还应乘污垢修正系数β值。

3.此表不适用于大容量的热水器和水箱的蛇形管，它们的概略值推荐如下：(1)加热介质为水时： K=290~350W/(m²·K);(2)加热介质为蒸汽时：p≤70kPa,K=698W/(m²· K);P>70kPa,K=756W/(m²· K)。

二、循环泵的选择

循环水泵在供热系统中所占比例，无论是容量还是设备数量都是很大的，运行中的问题也比较多。因此，正确选择、合理使用和管理，对于确保正常供热和提高经济效益是十分重要的。选择的原则是：设备在系统中能够安全、高效、经济地运行。选择的内容主要是确定它的形式、台数、规格、转速以及与之配套的电动机功率。

选择时应具体考虑以下几个原则：

1.所选的循环泵应满足系统中所需的最大流量和扬程，同时要处于循环水泵的最佳工况点，尽可能接近系统实际的工作点，且能长期在高效区运行，以提高循环水泵长期运行的经济性；

2.循环水泵的流量一扬程特性曲线(G-H线),在水泵工作点附近应比较平缓，以便当网路水力工况发生变化时，循环水泵的扬程变化较小。 一般单级水泵特性曲线比较平缓，宜选用单级水泵作为循环水泵。

3.循环水泵的承压、耐温能力应与热网的设计参数相适应。循环水泵多安装在热网回水管上。循环水泵允许的工作温度， 一般不应低于80℃。如安装在热网供水管上，则必须采用耐高温的R型热水循环水泵。

4.当循环水泵安装在热网回水管上致使热网加热器超压时，可采用两级串联设置。 第一级应安装在热网加热器前，第二级安装在热网加热器后。第一级水泵的出口压力应保证在各种运行工况下不超过热网加热器的承压能力。

5.单台运行时，选择适用于流量变化大而扬程变化小的水泵，即G-H特性曲线趋于平坦的水泵。多台并联运行时宜选择G-H特性曲线较为陡峭的水泵，这样并联的效果会明显 。

6.循环水泵单台容量、台数的确定应结合运行调节方式来选择。循环水泵的台数不得少于两台，其中一台备用。当四台或四台以上水泵并联运行时，可不设置备用水泵。系统采用中央质调节时，宜选用同型号的水泵并联工作。

当热水供热系统采用分阶段改变流量的质调节时，各阶段的流量和扬程不同。为更多地节约电能，宜选用扬程和流量不等的泵组。

对具有热水供应热负荷的热水供热系统，在非供暖期间网路流量大大小于供暖期流量，可考虑增设专为供应热水用的循环水泵。

对具有多种热水的热水供热系统，如欲采用质量-流量调节方式，应选用变速水泵。 以适应网路流量和扬程的变化。  

对于分户计量供热系统，同样应选用变速水泵。以适应网路流量和扬程的变化。

7.水泵单台容量、台数的选择还应结合考虑现状负荷所占规划总负荷的比例，以及所处的位置。当现状热负荷靠近热源，且占规划热负荷50%以下，水泵通过变速能满足现状热负荷要求时，宜采用变速泵 。   

8 . 当多台水泵并联运行时，应绘制水泵和热网水力特性曲线，确定其工作点，进行水泵选择。

9.力求选择结构简单、体积小、重量轻、效率相对比较高的循环水泵；力求运行时安全可靠、平稳、振动小、噪声低、抗气蚀性能好。

三、补水泵选择

1.闭式热力网补水泵的流量不应小于系统循环流量的2%;事故补水量不应小于供热系统循环流量的4%。

2.开式热力网补水量，不应小于生活热水最大设计流量和供热系统泄漏流量之和。

3.补水泵扬程的选择计算与补水点和定压点(压力控制点)的相对位置有关。补水点和定压点在同一位置时，如循环泵吸入口补水定压时，补水泵压力不应小于补水点管道压力加上30～50kPa;当在循环水泵吸入口补水，在旁通管定压或供水管出口定压时，补水泵扬程应能满足维持静压所需要的压力，再加30～50kPa。

4.闭式热力网补水泵不应少于两台， 一般选择两台。单台容量应按热源事故严重程度加以区分。当为换热站补水时，单台容量应为系统循环流量的2%,总补水量为4%, 可以不设备用；当为区域锅炉房补水时，单台容量应为4%,应设一台备用泵。

5.对于大型集中供热一级网系统，补水泵应考虑热源突然停止加热的事故补水量。 事故补水能力不应小于一级网水容量单位时间内从设计供水温度降至设计回水温度的体积收缩量及供热系统正常泄漏量之和。

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