热力站

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 。

根据热网输送的热媒不同，可分为热水供热热力站和蒸汽供热热力站。

根据服务对象不同，可分为工业热力站和民用热力站。

根据二级热网对供热介质参数要求的不同，又分为换热型热力站和分配型热力站。

根据热力站的位置和功能的不同，可分为：

1.用户热力站(点)——也称为用户引入口。它设置在单栋建筑用户的地沟入口或该用户的地下室或底层处，通过它向该用户或相邻几个用户分配热能。

2.小区热力站(常简称为热力站)——供热网路通过小区热力站向一个或几个街区的多幢建筑分配热能。这种热力站大多是单独的建筑物。从集中热力站向各热用户输送热能的网路，通常称为二级供热管网。

3.区域性热力站——它用于特大型的供热网路，设置在供热主干线和分支干线的连接点处。

4.供热首站——位于热电厂的出口，完成汽—水换热过程，并作为整个热网的热媒制备与输送中心。

根据制备热媒的用途可分为采暖换热站(热站)、空调换热站(冷站)和生活热水换热站或它们间的相互与共同组合。

图1  用户引人口示意图

1一压力表；2一用户供回水总管阀门；3一除污器；4一手动调节阀；5一温度计；6一旁通管阀门

民用热力站的服务对象是民用用热单位(民用建筑及公共建筑)，多属于热水供热热力站。图1所示是一个供暖用户的热力点示意图。热力点在用户供、回水总管进出口处设置截断阀门、压力表和温度计，同时根据用户供热质量的要求，设置手动调节阀或流量调节器，以便对用户进行供热调节。用户进水管上应安装除污器，以免污垢杂物进入局部供暖系统。如引入用户支线较长，宜在用户供、回水管总管的阀门前设置旁通管。当用户暂停供暖或检修而网路仍在运行时，关闭引人管总阀门，将旁通管阀门打开使水循环，以避免外网的支线冻结。

图2所示为一个民用热力站的示意图。各类热用户与热水网路并联连接。

1一压力表；2一温度计；3一热网流量计；4一水一水换热器；5一温度调节器；6一热水供应循环泵；7一手动调节阀；8—上水流量计；9一供暖系统混合水泵；10—除污器；11—旁通管；12一热水供应循环管路

城市上水进人水一水换热器4被加热，热水沿热水供应网路的供水管，输送到各用户。热水供应系统中设置热水供应循环水泵6和循环管路12，使热水能不断地循环流动。 当城市上水悬浮杂质较多、水质硬度或含氧量过高时，还应在上水管处设置过滤器或对上水进行必要的水处理。

图2的供暖热用户与热水网路是采用直接连接。当热网供水温度高于供暖用户设计的供水温度时，热力站内设混合水泵9，抽引供暖系统的网路回水，与热网的供水混合，再送向各用户。

混合水泵的设计流量，下按下式计算：

式中 G'₀——承担该热力站供暖设计热负荷的网路流量，t/h;

G'h——混合水泵的设计流量，即从二级网路抽引的回水量， t/h;

u'——混水装置的设计混水比

式中 τ'1——热水网路的实际供水温度，℃;

t'g、t'h——供暖系统的设计供、回水温度，℃。

混合水泵的扬程应不小于混水点以后的二级网路系统的总压力损失。流最应为抽引回水的流量。水泵数目不应少于两台，其中一台备用。

图3  民用集中热力站示意图(二)

1一压力表；2—温度计；3一流量计；4—手动调节阀；5一供暖系统用的水一水换热器；6—供暖系统循环水泵；7一补给水调节阀；B补给水泵；9一软化水箱；10一全自动软水器；11一原(生)水加压泵；12一原水箱(生水箱)；13—除污器；14一旁通管

图中两级网路循环水泵和补给水泵的设计选择原则，将二级网路系统视为一个独立的供暖系统来设计。

在热水供应热负荷较大时，采用两级串联或混联连接方式的热力站示意图，可见图4。

图4  闭式双级串联、混合连接的示意图

(a)闭式双级串联水加热器的连接图式；(b)闭式混合连接的示意图

1—I级热水供应水加热器；2—Ⅱ级热水供应水加热器；3—水温调节器；4—流量调节器；5—水喷射器；6—热水供应水加热器；7—供暖系统水加热器；8—流量调节器；9—供暖热用户系统；10—供暖系统循环水泵；11—热水供应系统的循环水泵；12—膨胀水箱；6a—水加热器的预热段；6b—水加热器的终热段

图5  太古长输供热工程隔压站热力系统二示意图

1-2—板式换热器阵列；2-2一高压侧旋流除污器；3-2一高温网循环泵；4-2—一级网循环泵；5-2 —一级网旋流除污器；6-2—一级网定压补水泵；7-2一高温侧补水泵；8一全自动钠离子交换器；9 —除氧器；10—软水箱；11一除氧器

图5所示为太原至古交长输供热工程隔压站系统二示意图。古交电厂至隔压站距离为37.8km，古交电厂高出隔压站约180m，为了控制市区一级网系统在2.5MPa以内而设置了隔压站。隔压站侧为高温网，设计温度125℃/30℃，设计压力2.5MPa；隔压站至市区侧为一级网，设计温度120℃/25℃，设计压力2.5MPa。隔压站分两个系统，分别布置45台换热器。45台换热器又分为5个板换阵列，每个阵列由9台换热器组成，参见图6。其中3台不同型号的换热器串联为一组，使每侧(高温侧和一级网侧)进出口流体温差达到95℃和端差小于5℃(加热侧和被加热侧)；三组并联，增加流通面积，控制换热器阻力损失。详见《典型供热工程案例与分析》（北京：中国建筑工业出版社，2020）。

图6  太古长输供热工程隔压站一组板式换热器阵列示意图

1-1一第一台换热器：1-2一第二台换热器：1-3一第三台换热器

图7  吸收式换热机组换热站热力系统示意图

图8  吸收式热泵工作原理示意图

图7是采用吸收式热泵和板式换热器组成的吸收式换热机组换热站热力系统图。 图8是吸收式热泵工作原理图。图8中，一次网高温水作为驱动能源首先进入吸收式热泵发生器中加热浓缩溴化锂溶液，产生冷剂水蒸气，自身在发生器第一次降温。降温后的一次网高温水再次进入水一水换热器(图中板式换热器略)和二次网换热，加热二次网的同时实现第二次降温。第二次降温后的一次网高温水返回吸收式热泵蒸发器中作为低位热源、在蒸发器中第三次降温到达一次网回水终温约20℃左右。与此同时，二次网回水分为两路进入机组，一路顺序进入吸收式热泵的吸收器、冷凝器中吸收热量，另一路进入水一水换热器(图中略)，与一次网热水进行换热，两路热水汇合后作为二次网的供水送往热用户。如果整个供热系统都采用吸收式热泵换热站，和常规板式换热器换热站相比，一次网温降实现了大温差，增加了管网的输送能力，提高了长输集中供热工程的经济性，更有利于电厂乏汽的余热利用。目前吸收式热泵换热站占地大，整个系统都采用吸收式热泵换热站有时不具备条件。

随着我国集中供热技术的发展，在热力站安装自动检查和控制系统，已经得到普遍应用目前正向智能化迈进。

民用小区热力站的最佳供热规模，取决于热力站与网路总基建费用和运行费用，应通过技术经济比较确定。一般来说，对新建居住小区，每个小区设一座热力站，供热规模在5万～15万m²，但是一种小型箱式换热站供热规模在1万～5万m²，被工程实践证明更节能。

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