南京林业大学木材工业学院2005级热能与动力工程专业毕业论文

（4）用户换热站

用户换热站一般均设置在用户的某幢建筑物的底层或地下室，当无换热设备仅对用户进行热量分配时，此时可布置在建筑物的专用地下沟道内。[7]

2.1.3换热站的作用

换热站是集中供热系统中热网与热用户的连接场所，在热网与热用户之间起一个承上启下的过渡作用，除了设置最重要的换热器外，在其内还安装有与用户连接的有关的其他设备，比如管道、阀门、仪表和控制装置等。

换热站主要有以下作用：

（1）将热能从热网转移到用户系统内（包括热媒本身），提供用户供暖、通风以及生活热水等需要。

（2）将热网输送的热媒参数加以调节，比如对热水的温度、压力和流量进行调节，变换到热用户设备所要求的参数和数量，从而控制用户最佳的经济运行状态。

（3）在汽-水换热系统中，换热站一方面向用户用热系统供热，另一方面还将收集凝结水，并将其送回热源凝结水回收装置。[7]

通过了解换热站的作用后，将会对换热站的设计有一个宏观的认识，以便更好的规划和设计小区换热站。

2.2小区换热站站址和规模的确定

2.2.1 换热站站址的选择

换热站的站址选择对小区的环境以及供热的方便性有一定的影响，所以在选择站址时也应考虑周全，下列是换热站站址选择的几个基本原则：

（1）应靠在热负荷中心，这样方便一次网的连接； （2）为了方便建设和扩建，站址要有足够的场地； （3）站地应设在地质条件较好，地下水位较低的区域； （4）站址附近应有自来水的补水水源；并考虑其排水方便； （5）站址的方位应考虑热网进出管线连接的方便； （6）站址应靠近动力电源。

集中供热网路通过小区换热站向一个或几个街区的多幢建筑物的热用户输送热量，这

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种换热站可以是独立建筑，也可以设在某幢建筑的地下室内的专门房间内，如果设在地下室内，这样既节省用地，又对小区的环境影响小，所以设在地下室内是个不错的原则，不过这样的建筑多为大型共用建筑。对于设计是集中锅炉房的附属换热站，也可设在锅炉房内或锅炉房附近。

总而言之，换热站的站址选择应在技术经济比较合理的前提下，还需征得当地规划部门的同意批准，才可以最终确定下来。根据以上的选择原则、注意事项及本设计的具体情况，由于该小区拟建一座集中锅炉房，在建锅炉房的同时已应考虑了以上部分原则，比如要靠近动力电源，站址附近有自来水水源，以及有足够的场地等，所以该换热站拟设置在集中锅炉房内或锅炉房附近，具体是建在锅炉房内还是锅炉房附近，还要根据当地具体的实际情况进行确定。

2.2.2换热站规模的确定

一般情况下，对城市住宅小区进行集中供热时，热力站规模越大，经济性越好。但有些城市人口比较稠密，城区的地方狭小，特别是那些老住宅区改造，好多小区几乎都未预留建设换热站的地方, 这种情况下，更适宜设置规模较小的机组式换热站，这样才能克服用地的紧张问题。但对于新建或在建的城市住宅小区，或者是一些以前用的小锅炉房改造为换热站的住宅小区, 这时适宜建些规模较大的换热站，首先规模大的换热站比分散建设的小换热站节约土地，另一方面管理起来较分散的多个小换热站更为方便。

确定换热站的合理规模首先要看当地的具体地理情况，上面在对换热站站址的确定时已经考虑过了场地的大小问题，这里不在赘述，但在整个集中锅炉房场地大小确定的情况下，应慎重确定换热站的规模，尽量做到所建换热站不仅符合人们的供热需求，还要做到经济安全。因此现阶段如何合理确定换热站的合理规模已成为供热领域迫切需要解决的课题之一。下面是换热站规模的选择确定原则：

（1）换热站规模首先应根据该小区负荷需求现状和近期发展负荷选择，远期发展负荷如不大可适当预留；

（2）换热站规模在负荷落实的基础上，在有条件的情况下，应适当加大规模，这样可以减少换热站的数量、节省投资和减少管理维护人员；

（3）换热站规模确定还应考虑当地的具体条件，如地理位置、交通条件、供水情况等条件是否具备和方便；

（4）换热站建筑物的布置应尽量少占用地方，居民小区换热站和热量分配站在有条

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件的情况下，应尽量利用原有锅炉房改造空间。

在已知换热站规模的确定原则后，最重要的是要搞清楚合理的换热站规模是什么样的，一个最佳的换热站规模受到那些条件的制约。在按照优选的供热系统设计参数设计的供热管网时，首先在技术上有可行性，另外经济效益要非常好，初投资和运行费用在进行综合的比较后最为经济，且在管理方便的条件下还应综合考虑系统的故障恢复、系统运行的保障率以及运行调节的难易程度等非经济因素，这些条件统一比较后，所得出的换热站的规模即是最佳的换热站规模。通常在集中供热系统中，一次热水管网一般采用高温水供热，并且要求供回水的温差也比较大，而二次管网的供水温度和供回水温差，较之一次网都比较低。因此，一般地说，对于一个特定的供热居民小区，当单个换热站规模较大时，小区内总的换热站数目减少，换热站本身建设的投资也相应减少。但是，当换热站规模较大时，虽然一次网的规模减小了，可二次网的规模则增大很多，又由于二次网的设计供回水温差较一次管网小，当输送等量的热量时，二次网的管网投资和输送费用也将增加很多。不管怎么样选择，在这其中必然存在一个经济合理的换热站规模。

上面已经介绍过，对城市居民住宅小区进行集中供热时，换热站规模越大，其经济性越好，当然它同时还受到一些非经济因素的影响。换热站作为连接一、二次管网的中转主体设备，其功能不再只是一个热分配站。随着科学技术的发展，现在已采用计量供热，对一次网来说，热源从各换热站处获得需求信息，然后综合调配各站的供热量、调节自身的出力来满足总热负荷的变化，换热站在其中起一个“承上启下”的过渡作用。对于二次网来说，换热站的变流量控制很是关键。二次网系统中的最不利工况点在系统运行时是不断变化的，它是由用户当时的热需求和用户在热网中的位置共同决定的。在特殊情况下，当所有远端用户均出现用热不足，比如温控阀全部关小的情况时，最不利用户就出现在近端。此时，就会形成谁用热谁不利的情形。因此，在二次网控制方案中，如何确定一个合理的控制压力点以及压力高低水平的设定是一个比较关键的问题。对于变流量系统，当用户流量变化很大时，虽然用户相互干扰可通过设置压差控制器消除，同时还可通过对循环水泵的调速，控制最远端用户压差维持不变，但水泵的工作点将在很大范围内变化，致使泵的效率大为降低，而且随着管网的扩大这一点影响更加突出。尤其是在实施计量供热后，二次网控制方式的选择将更大地在技术上影响换热站的合理规模。综上所述，可以得出相应小规模的换热站更适宜计量供热的要求。换热站规模过大，将使二次网的规模增大，不仅管网投资大，同时也不利于二次网的系统调节和水力平衡，特别是对于居民采暖供热，二次网的水力失调将直接影响对居民的供热质量。[8]

综上所述，小区换热站的规模要综合热负荷、节省投资、当地的具体条件等因素来确

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定，在对城市居民住宅小区进行集中供热时，换热站合理规模宜在5×104～15×104平方米范围之间。当然具体工程还应进行具体的技术经济和价值工程分析，以确保供热工程的经济效益和社会效益。

因此，在此小区换热站中，按照一般供暖面积热指标64W∕m2，该小区热负荷为Q=28MW，则供热总面积理论上为：[9]

S?Q64

则由式:

S?Q64 =2.8×107?64

=4.375×105m2

求得S=4.375×105m2，则选择建设四个换热站，每个换热站供热规模大概在11×104

平方米。

2.3换热站供热系统类型的确定

热水供热系统有闭式系统和开式系统两种型式，在闭式系统中，热网的循环水仅作为热媒供给热用户热量，而不从热网中取出使用。在开式系统中，热网的循环水部分地或全部地从热网中取出，直接用于生产或热水供应热用户中，系统连接各类型介绍如下。

2.3.1闭式双管式热水供热系统

热水供热的系统流程一般是从热源出来的热水先经热网供水管网输送到各个热用户，在热用户系统的用热设备内放出热量后，再经热网回水管网返回热源。

换热站与热网的连接方式分为两种，一是直接连接，二是间接连接。

直接连接，顾名思义就是用户系统直接连接于热网上，在供热系统中，热网的水力工况和供热工况与采暖热用户有着密切的联系。间接连接则是在采暖热用户设置表面式水—水换热器，使其系统与热网被换热器隔离，从而形成了两个独立的、互不干扰的系统，因此其水力工况也相互没有影响。供热系统选用何种连接形式，取决于热媒、热网和供暖系统的计算参数、热网供水管和回水管的压力参数，甚至还与建筑物的用途有关。

供暖系统与热网有以上所介绍的两大类连接形式，其中直接连接形式又分为好几种形式。下面就供暖系统与热网的连接方式作一比较分析，以便选择一种适宜本换热站供热系

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