10.3 热水热力站和隔压站


10.3.1 民用热力站供热规模,应通过技术经济比较确定。当不具备技术经济比较条件时,热力站供热范围不应超出本街区。热力站宜采用全自动供热机组。
10.3.2 热水管网与用户供暖系统的连接方式应按下列原则确定:
    1 有下列情况之一时,用户供暖系统应采用间接连接;
    1) 建筑物供暖系统高度高于管网水压图供水压力线或静水压线;
    2) 供暖系统承压能力低于供热管网回水压力或静水压力;
    3) 管网资用压头低于用户供暖系统阻力,且不宜采用加压泵;
    4) 管网的温度低于用户供暖系统的温度;
    5) 直接连接时管网失水率过大及安全可靠性不能保证。
    2 当热水管网水力工况能保证用户内部系统不汽化、不超过用户内部系统的允许压力、管网资用压头大于用户系统阻力时,用户系统可采用直接连接。当采用直接连接,且用户供暖系统设计供水温度低于管网设计供水温度时,应采用有混水降温装置的直接连接。
10.3.3 当生活热水热负荷较小时,生活热水换热器与供暖系统可采用并联连接;当生活热水热负荷较大时,生活热水换热器与供暖系统宜采用两级串联或两级混合连接。
10.3.4 间接连接供暖系统循环水泵的选择应符合下列规定:
    1 水泵流量不应小于所有用户的设计流量之和;
    2 水泵扬程不应小于换热器、站内管道设备、室外管线和最不利用户内部系统阻力之和;
    3 水泵应选用调速泵。
10.3.5 供暖系统混水装置的选择应符合下列规定:
    1 设计混水流量应按下列公式计算:
设计混水流量应按下列公式计算:
    式中:
    G' h——设计混水流量(t/h); 
    G h——供暖热负荷一次侧管网设计流量(t/h);
    u——设计混合比;
    t 1s——一次侧管网设计供水温度(℃);
    t 2s——用户供暖系统设计供水温度(℃);
    t 2r——供暖系统设计回水温度(℃)。
    2 混水泵的扬程不应小于混水点后用户系统的总阻力。
    3 采用混水泵时,不宜少于2台。
10.3.6 当热力站入口处管网资用压头不满足热力站需要时,可设加压泵。加压泵应采用调速泵。
10.3.7 分布循环泵式供热管网系统,热力站的分布循环泵宜设置在热力站供水管道上,当供热介质温度大于80℃时应采用高温水泵。
10.3.8 间接连接供暖系统补水装置的选择应符合下列规定:
    1 补水能力应根据系统水容量和供水温度等条件按下列规定取用:
    1) 当设计供水温度高于65℃时,可取系统循环流量的4%~5%;
    2) 当设计供水温度等于或低于65℃时,可取系统循环流量的1%~2%。
    2 补水水泵的扬程不应小于补水点压力加30kPa~50kPa。
    3 补水水泵数量不宜少于2台,可不设备用泵。
    4 补水水箱的有效容积可按15min~30min的补水能力设置。
10.3.9 间接连接供暖系统的定压点宜设在循环泵吸入口附近。定压值应保证系统满水,且任何一点供暖系统不超压,并应符合本标准第7.4.2条的规定。定压装置宜采用高位膨胀水箱或氮气、蒸汽、空气定压装置或补水水泵定压装置等。气体定压应采用空气与水用隔膜隔离的装置。定压装置的补水水泵性能应符合本标准第10.3.8条的规定。定压系统应设超压自动排水装置。
10.3.10 换热器的选择应符合下列规定:
    1 间接连接系统应选用工作可靠、传热性能良好的换热器,生活热水系统还应根据水质情况选用易于清除水垢的换热设备。
    2 换热器计算时应计入换热表面污垢的影响,传热系数计算应计入污垢修正系数;计算容积式换热器传热系数时应计入水垢热阻。
    3 换热器可不设备用,换热器台数的选择和单台能力的确定应能适应热负荷的分期增长,并应满足供热可靠性的需要。
    4 热水供应系统换热器换热能力应符合下列规定:
    1) 当有足够的储水容积时,可按生活热水日平均热负荷选择;
    2) 当采用容积式换热器或有相当的储水容积时,可按最大小时热负荷选择;
    3) 当无储水容积时,应按最大秒流量选择。
10.3.11 换热设备的设置应符合下列规定:
    1 换热器、换热机组和吸收式热泵的布置,应留有操作和维护检修的空间;
    2 并联工作的换热器应按同程连接设计;
    3 并联工作的换热器,每台换热器一、二次侧进、出口应设置阀门;
    4 生活热水供应系统,应在每台换热器上设安全阀。
10.3.12 间接连接供暖系统的补给水质量应符合本标准第4.3.2条的规定。隔压站的补水水质应符合本标准第4.3.1条的规定。
10.3.13 热力站内阀门设置应符合下列规定:
    1 一次侧供水、回水总管上应设阀门;
    2 当供热系统采用质调节时,一次侧管网供水或回水总管上应设置自动流量控制阀;
    3 当供热系统采用变流量调节时,一次侧管网应设置自力式压差调节阀;
    4 热力站内各分支管路的供水、回水管道上应设阀门;
    5 在各分支管路应设自动调节阀或手动调节阀。
10.3.14 一次侧管网供水总管上及二次侧管网回水总管上应设置除污器。
10.3.15 热力站水泵布置应符合下列规定:
    1 水泵基础高出地面不应小于0.15m;
    2 水泵之间、水泵基础与墙的距离不应小于0.7m;
    3 当地方狭窄,且电动机功率不大于20kW或进水管管径不大于100mm时,两台水泵可做联合基础,水泵之间的净距不应小于0.3m,但两台以上水泵不得做联合基础。
10.3.16 隔压站水泵的选择应符合本标准第7.5节的规定,水泵的布置应符合本标准第10.2.1条的规定。
条文说明
10.3.1 热水管网民用热力站的最佳供热规模应按各地具体条件经技术经济比较确定。对于热力站的最佳规模,由于各地的城镇建设及经济发展水平不一,难以统一。因此只有根据本地条件,经技术经济比较确定适合于本地实际情况的热力站最佳规模。但是从工程建设投资、运行调节手段、供热实际效果、安全可靠度等方面看,一般来说,热力站规模不宜过大。
    本条以不超出本街区供热范围为最大规模,一是考虑街区供热管网不宜跨出本街区的市政道路;二是考虑热力站的供热半径不超过500m,便于管网的调节和管理。对于共用地下空间的多栋建筑物,热力站规模应控制在该范围的建筑物用热。
    全自动供热机组具有效率高、占地小、现场安装简便、能够实现自动调节、节约能源等特点。全自动供热机组可分为换热机组、混水机组和吸收式热泵机组等类型。
    全自动供热机组一般具备以下基本功能:系统水流量的调节与限制、系统温度和压力的监测与控制、热量的计算与累计、系统的安全保护、系统自动启停功能等,另外还要具备各运行参数的远程监测、主要动力设备的运行状态及事故报警、运行场所的安防视频等远传通信功能。
10.3.2 本条第1款是用户供暖系统应采用间接连接的几种情况。其中第1、2、3项是供热管网的运行压力不能满足或与用户供暖系统压力要求不匹配的情况;第4项是需要通过热泵提取供热管网中的低温热量至用户供暖系统,才可满足用户供暖温度要求的情况(包括管网供水温度低于供暖供水温度、管网回水温度低于供暖回水温度等);第5项是出于保证管网系统的安全可靠运行的目的,不会因用户系统失水而影响整个管网的稳定运行。
    对于大型城镇供热系统,从便于管理、易于调节等方面考虑,应采取间接连接方式。对于小型的供热系统,当满足第2款规定时可采用直接连接方式。
10.3.3 本条规定考虑到生活热水热负荷较大时,供热管网设计流量要增加很多,使供热管网投资加大。例如150/70℃闭式热水供热管网,当生活热水热负荷为供暖热负荷的20%,采用质调节时,其供热管网流量已达供暖热负荷流量的50%;若生活热水热负荷为供暖热负荷的40%(例如所有用户都有浴盆时),两种负荷的供热管网流量基本相等。为减少供热管网流量,降低供热管网造价,本条规定当生活热水热负荷较大时,应采用两级加热系统,即第一级首先用供暖回水加热,第二级串联在其他系统的前端或与其他系统并联。采取这一措施可减少生活热水热负荷的加热管网流量约50%,但这要增加热力站设备的投资。
10.3.4 供暖系统循环泵的选择在流量和扬程上均不应考虑额外的裕量,以防止选泵过大。目前大多数供暖系统循环泵都偏大,往往是大流量小温差运行,很难降低热网回水温度,这对供热管网节能运行是十分不利的。
    本条的修订不再对热力站供暖系统的循环泵台数提出要求。为保证供热安全,原则上循环泵台数不应少于2台(其中1台备用),但是当库房有相同或相近型号的水泵做冷备用时,可以在短时间内将损坏的水泵替换,不会对供热有明显的影响,水泵台数也可以为1台。
    随着技术进步,调速泵在供热行业应用已很普遍。不论供暖系统采用哪种调节方式,采用调速泵均可以控制其转速满足最不利用户处保持给定的资用压头,并可最大限度节约水泵电耗。因此,本标准规定应选用调速泵。
10.3.5 混水装置可以是引射泵、混水泵等方式,也可采用循环泵和混水罐方式。无论何种方式混水后的供回水压差均应大于或等于混水点以后用户系统的总阻力,方可满足户内系统循环运行需要。
    混水泵停止运行会造成二次侧管网超温,为保证供热安全,建议混水泵台数不宜少于2台,其中1台备用。如采用循环泵和混水罐方式,当库房有相同或相近型号的水泵做冷备用时,循环水泵台数也可以为1台。
10.3.6 用户分别设加压泵,没有自动调节装置时,各加压泵不能协调工作,易造成水力工况紊乱。当热水管网末端需设加压泵的热力站较多,且热力站自动化水平较低时,集中设置中继泵站对于供热管网水力工况的稳定和节能是较合理的措施。
10.3.7 本条是对热力站加热侧分布循环泵设置位置的规定。该系统中加热侧管网水需要通过分散布置在各热力站的循环水泵驱动才能在系统中循环,分布循环泵设置在热力站供水管道上可以不用考虑站内设备的阻力对供水管压力的影响,否则需要校核该循环泵吸人口的压力是否大于供水温度对应的汽化压力十水泵汽蚀余量。
    当介质温度大于80℃时,水泵选型需要提出设备耐温要求。
10.3.8 供暖系统补水水泵的流量应满足正常补水和事故补水(或系统充水)的需要。本条规定采用现行行业标准《锅炉房设计标准》GB50041的方式,按系统循环水量计算补水量。正常补水量应按系统水容量计算较合理,但热力站设计时统计系统水容量有一定难度,故给出按系统循环水量和水温估算的事故补水量参考值。
    当供暖系统设计供水温度高于65℃时,通常是用于散热器供暖,其水容量相对较大,循环流量较小,因此系统的事故补水量取系统循环流量的4%~5%;当系统设计供水温度等于或低于65℃时,一般用于空调供暖和地板供暖,其特点是供暖温差小、循环流量大,系统容量相对较小,故系统的事故补水量可取系统循环流量的1%~2%。
    第2、3款对补水水泵的扬程及台数给出基本要求。补水水泵的扬程必须要大于补水点压力及附加裕量才能向系统补水; 补水水泵台数不少于2台,如果一台补水水泵故障还能有另一台补水水泵补水,可保证系统的连续补水需要。
10.3.9 供暖系统循环泵入口侧是系统循环中压力最低的点,定压点设在此处可保证系统中任何一点压力都高于定压值。定压值的大小主要是保证系统充满水(即不倒空)和不超过散热器的允许压力。
    高位膨胀水箱是简单可靠的定压装置,但有时不易实现,此时可采用蒸汽、氨气或空气定压装置。气体定压应选用气体与水之间用隔膜隔离的定压装置,以避免气体溶于水形成系统气阻或补水中溶氧高而腐蚀系统中的管道及设备。现在还有许多系统采用调速泵进行补水定压,这种方式的优,点是设备简单,占地少,适用于水容量较大的供暖系统,但在系统较小、管路较短时会造成安全阀频繁起跳现象,所以系统较小时宜配置隔气式稳压罐。
10.3.10 本条为换热器的选择原则。列管式、板式换热器传热系数高,属于快速换热器,其换热表面的污垢对传热系数值影响很大,设计时不宜按污垢厚度计算传热热阻,否则就不称其为快速换热器了。因此宜按污垢修正系数的办法考虑传热系数的降低。容积式换热器用于生活热水加热,由于其传热系数低,按水垢厚度计算热阻的方法进行传热计算较为合理。
    热交换器的故障率很低,同时供暖系统为季节负荷,有足够的检修时间,生活热水系统又非停热造成重大影响的负荷,为了降低造价所以一般可以不考虑备用设备。为了提高供热可靠性,可采取几台并联的办法,这样即使一台发生故障,可不致完全中断供热,亦可适应负荷分期增长,进行分期建设。
    热水供应系统换热器的选择应根据热水系统形式确定:①当系统有足够的储热容积,其自身能满足瞬时生活热水大流量的需求,加热器只需按生活热水日平均热负荷选择即可;②当采用容积式换热器,即有效储热容积满足1h左右用水量时,需要按最大小时热负荷选取换热器;③当采用快速式或半即热式换热器,且有完善可靠的温度自动控制装置时,可不设储水箱,按生活热水的设计秒流量选取换热器。
10.3.11 本条为换热设备设置的原则。换热器并联连接时,采用同程连接可以较好地保证各台换热器的负荷均衡,在不可能每台换热器安装完备的检测仪表进行仔细调节的条件下,这种措施是简单易行的。
    并联工作的换热器,每台换热器一、二次侧进出口都安装阀门的优点是:当一台换热器检修时不影响其他换热器的工作,故推荐采用这种设计方案。
    生活热水供应系统的换热器上要安装安全阀,主要是考虑阀门关闭或用户完全停止用水的情况下,继续加热将造成容器超压,发生爆破事故。当每台换热器的热水出口装有阀门时,应在每台换热器上设安全阀:当不是每台换热器出口都设阀门时,可在生活热水出水总管阀门前设安全阀。
10.3.12 为保证系统及用热设备不结垢、不腐蚀、不堵塞,对热力站和隔压站补水水质提出要求。热力站补水水质应满足庭院管网的要求,隔压站补水水质应满足以热电厂和区域锅炉房为热源的热水管网的要求。水质要求见本标准第4章。
10.3.13 供热管网中很多热力站一次侧管网供回水压差过大,如果不具备必要的调节手段,很可能超出设计流量,造成用户过热以致使整个管网发生水力失调现象。
    对于采用质调节的供热系统最好在热力站入口的一次侧供水或回水管上安装自动流量控制阀,以自动维持热力站的设计流量,防止失调。对于变流量调节的供热系统,热力站入口最好安装自力式压差控制阀,以维持合理的压差保证自动控制系统调节阀的正常工作,同时在因停电而自控系统不工作时,也可自动维持一定压差,使该热力站不致严重失调。
    热力站各分支管路应装设关断阀门以便于分别关断进行检修。设有多个系统时,应在一次侧分系统设置自动调节装置,分别控制二次侧各系统供热量;如果没有单独的自动调节系统时,也应在各分支管路上安装手动调节阀以便于初调节,达到各分支管路系统的水力平衡。二次侧各系统及各分支管路也应安装调节阀门。
10.3.14 本条考虑防止供热管网由于冲洗不净而残留的污物进入热力站系统,损坏流量计量仪表,堵塞换热器的通道;同时也防止用户供暖系统的污物进入热力站设备。
10.3.15 本条规定主要考虑保证水泵必要的维护检修空间条件。
10.3.16 隔压站的规模大于一般热力站,水泵的选择同供热管网循环泵的要求,水泵的布置应按中继泵站的要求执行。
 
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