换热站的节能设计以及安全运行问题分析

换热站的节能设计以及安全运行问题分析

宋纯晶

大庆市热力集团有限公司163000

【摘要】换热站在当前的热能开发利用活动中具有重要作用，随着人们形成全新的能源应用理念，供热系统也发生了改变，设计者在对其进行设计时，往往会从安全运行与节能控制方面完善其系统，强化换热站管理工作。使其能够顺利地被运用到城市能源转换应用系统中，开发更具可用性的换热机组装置。现根据对换热站的认识，探讨设计与应用过程中的安全运行以及节能保护相关的问题。

【关键词】换热站；节能设计；安全运行；应用问题

冬季采暖工作质量直接关系着居民的生活舒适度，基于采暖需求，热能消耗量极高，在长期发展战略理念的指引下，需要将安全运行与节能环保理念融入到集中供热的工作中，使换热站等系统可能够维持稳定安全运行的状态。换热站在现代供热系统处于极其关键的位置，可对二次网与一次网进行连接，同时还存放控制设备、仪表与设备，现结合新的换热站设计要求，探讨初期节能设计与后期安全运行的相关工作。

1换热站设计原则分析

把握控制换热站的重点工作，明确基本设计原则，按照设计原则的指示来进行相应的换热站设计工作，可切实帮助达到节能的技术目标。利用自动化系统来实现换热站控制工作时，需要对液位控制系统、温度控制系统与水泵控制系统的作用进行充分发挥，而不少换热站中都应用了不少功率偏大的设备，耗能控制工作开展难度高，必须注意以下几个节能控制原则：

调整供热量时必须结合气候的实际变动情况，可对一次网系统的阀开度进行调节，控制热水流量，而后调节二次网的热量，以此来规避浪费供热量的情况，可根据调节阀的选用情况来确定使用手动系统或者自动系统。

在二次网系统中，需对循环泵装置实施控制，处于供水管网之中的热水能够达到最高点，满足温度指标的同时，也可预防管道因温度过低而出现冻裂的问题，相比其他的同类装置，循环泵节能特性更加突出，主要可帮助节省电能。

控制补水泵，如果回水管路系统之中存在缺失热水的问题，要启用自动补给系统，为了预防阀门、管道与泵装置产生泄漏问题，同时循环水的实际水压也将降低，供热系统无法被正常应用，补水泵具有明显的经济性特点。换热站设备的保护功能不可缺失，包括超压保护、超温保护、断电保护与失压保护等，通过保护系统，来稳定运行散热器与换热器等设备。

2选择使用节能化设备

2.1换热器

换热器设计选型主要从传热系统、换热效率、阻力以及设备尺寸等因素进行考虑。按换热器结构形式分管壳式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、容积式换热器等。在换热器选型上建议优先选择双纹管换热器。双纹管换热器是一种新型强化传热的节能高效换热设备，它是在螺旋槽管、波节管换热器的基础上根据强化传热机理而研制成功的。双纹管换热器与其他换热器相比有以下优点：传热系数高。不宜结垢。被加热水高流速冲刷管壁，管内流速保持1.5～2.5m/s，整体单向冲刷管壁使污垢难以实现。双纹管具有较强的抗垢性能。

2.2回收凝结水装置

以往在设计中选择选择闪蒸罐(凝结水罐)配凝结水泵的方案，凝结水在闪蒸出来的蒸汽往往不能直接利用而被白白排放掉，十分不节能。近几年来，闭式凝结水回收装置已经逐渐被广泛采用。闭式凝结水回收装置有以下特点：闭式回收冷凝水，使冷凝水二次汽及用热设备疏水器所漏蒸汽全部回收，并得以综合利用，既节约了软化水资源，又节约了热能，从而降低生产运行成本。无二次汽排放，消除热污染和潮湿环境，达到清洁生产。闭式系统避免了凝结水再次污染及空气中氧分的再次溶入。

2.3水泵选用

采用高效节能的产品，性能曲线平滑，运行范围广，保证所选择的泵参数在泵曲线高效区内。业主在请购工作中要对泵的选择提出较高的要求。噪声要求不应该仅仅满足国家标准，而应该高于标准，要高标准，严要求。

3安全运行分析

3.1安全运行的必要性

随着自控技术的发展，煤化工项目换热站应用PLC可编程控制器实现无人值守自控模式已得到了越来越广泛的应用。而换热站实现无人值守的关键点和技术难点在于安全保护系统，该系统必须经过热态调试检验方能确保换热站无人值守后的安全稳定运行。在安保系统热态调试中，由于运行和调试需同步进行，且测试时换热站各方面参数均为非正常的安全临界状态，在操作时稍有不慎即会影响供热运行，甚至会损坏供热设备，

3.2应用监控系统

监控系统分为两级监控：一级监控为主控室(MCC)；二级监控为就地监控单元(LCM1、LCM2)，下位采用可编程控制器。系统连接以光缆通讯为主，非对称数字用户环路(ADSL)作为备用通道。本系统投运后将实现以下功能：及时检测热网运行参数，了解系统运行工况实时采集所有热力站的技术数据，包括温度、压力、流量、热量、液位、循环泵、补水泵运行状态、水电消耗等参数，实现各站点的水压图、温度、流量分布状况的实时监测，实现远程集中抄表，对运行工况能做到“情况明朗，心中有数”。

均匀调节流量，消除冷热不均热网监控系统能随时对热网进行调节，消除管网水力失调，达到流量的合理分配，进而消除冷热不均的现象。及时诊断系统故障，确保安全运行，实现换热站无人值守热网监控系统通过对各热力站的运行参数分析，当各热力站发生超压、失压、泄漏、停电、设备等故障时进行及时诊断和自动操作保护，并向监控中心发送报警信号，保证系统安全运行，实现换热站无人值守。

3.3安全保护设计建议

对换热站内设备的保护：所有循环泵停转时紧急关闭一次调节门，以防止二次水温度过高发生汽化损坏换热设备；当二次网回水压力过低时自动停止二次网循环泵，以防止水泵发生汽蚀损坏叶轮。停电保护系统停电后，由继电器向PLC提供失电信号，由PLC控制立即关断一次网调节阀以防止二次水高温汽化，阀门的动力均由站内UPS提供。补水系统保护补水箱液位过低时停补水泵；补水箱液位过高时停水处理设备进水阀；自动软化水装置入口管道上应设置排污隔断阀，用于防止生活饮用水管道发生回流污染的安全装置，以确保生活饮用水的卫生和安全。泄压旁通管的设置在热水供热系统中，为了减小事故停泵水锤，可以在循环水泵的出水管和回水管之间设置一止回阀的泄压旁通管。在循环水泵运行时，由于水泵出水侧水压高于回水侧的水压，止回阀呈关闭状态。当突然停泵的瞬间，泵出水侧压力急剧降低，而吸水侧压力则大幅度增高，在此压差作用下，循环水泵回水侧管路中的水即推开止回阀至泵出水侧的管网系统，从而降低了吸水侧管网中压力增高的幅度；减少和防止了水锤的危害。

4结束语

能源应用问题关乎着现代人的生存，无论对哪一种能源进行应用，都要形成节能控制意识，主要是控制不必要的损耗，国家与民众均加大对能源使用状况的关注，本文也以新时期的集中供热系统为基础，分析了换热站运转中的风险问题，既要兼顾节能控制，也要提升安全运行换热站的工作水平，使换热站能够在转换应用能源的过程中更加稳定的发挥出自身的基本作用。

参考文献

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