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集中供热水泵及板换选型方法参考资料建议
发布时间：2021-06-14 来源：http://www.sdqxjd.com
集中供热水泵及板换选型方法技术资料参考建议
集中供热系统参数优化的必要性
在设计供热系统时，应该事先了解供热系统的已知供热负荷值，并充分考虑和计算出其管路直径、经济比摩阻和供回水温差，以及对供回水温差技术经济分析等几个方面的内容。
从供热企业的角度来看，供热质量、经营管理和收费等方面作为一个互相联系、缺一不可的有机整体，一方面出现问题还会连带其他方面，进一步扩大了对企业供热的影响。
根据对国内外集中供热系统的设计参数和实际运行参数调研可知：国内集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多数采用95℃/70℃，85℃/60℃，也有采用75℃/55℃的；国外集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多采用70℃/40℃，70℃/50℃，80℃/60℃，75℃/65℃等，室内温度设计参数为20℃；在本文调研的几个国内集中供热系统案例中，调研运行期间的室外平均温度约为-16.6～0.3℃，二次网供水温度约为47.8～64.0℃，二次网回水温度约为40.0～53.6℃；根据国内集中供热系统调研案例可知，这些案例的二次网运行温差约为7.8～14.7℃，均小于设计温差25℃。
降低二次网设计参数，不但能够促使热量回收增加，起到节能减排作用，同时，通过不断地研究探讨工作，深入了解二次网设计参数的相关内容知识，能够促使供热系统的各种参数得到优化，进而为供热企业带来更大的经济效益。
热网水泵选型方法：
使用现场调查：
1.供暖面积；2.供暖半径；3供暖高度；4.供暖方式（地热、散热片）；5.直供或二次供热。
2介质：对材质的要求。
1.物理性质（名称、成份、温度、密度、粘度）；
2.化学性质（腐蚀性）——名称、成份、温度、密度、粘度；
3.毒性；
4.爆炸性。
3、原则
1.适应性(立式、卧式）；
2.高效性（属于类型系列、工况类）；
3.经济性。
估算选型
1、经验法
流量计算：住宅暖气片采暖系统依据总供暖面积的0.3%；住宅地热采暖系统依据总供暖面积的0.4%；
扬程计算：供暖半径的管阻按照1000米越10米管损；锅炉运行时的阻力一般4-8米。一般热媒参数低的锅炉阻力比较小，热媒参数高的锅炉，锅炉阻力比较大;除污器的阻力正常情况下在1-2米。板式换热器的阻力一般在6-8米。根据以上及系统的估算得知供暖循环泵扬程为20-35米之间选择。
2、理论流量计算：Q=K×0.86×F/△t
Q：代表水泵的流量 F：代表热网中的热负荷 0.86：代表计算系数
K：代表安全系数 △t：代表供回水温度
3、水泵扬程的计算：Hb=Hf+Hd+Hm
Hb：代表循环水泵总扬程，Hf：代表总的水系统阻力，Hd：代表水系统总局部阻力，Hm：代表设备阻力。
以上阻力可以通过相关流体力学资料查找。准确计算循环水泵扬程，可以降低能耗。
板换选型方法要点及原则：
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。其换热效率较高、热损失较小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛。
板式换热器选型原则和计算：
一：看板型
1、板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。
2、对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。
3、根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。
4、确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。
二：看流程和流道
流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下，将若干个流道按并联或串联的方式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。
流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。
三：看压降校核
在板式换热器的设计选型时，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。
1、流速及取值：
①、换热管网流速：指进、出水管路，见流速表。
②、机组总管流速：管径≦ 80时，选1m/s， ≧ 100时，见流速表。
③、角孔流速：最大为6m/s （四个进出口）。
④、板间流速：0.4 ～ 0.8m/s（L型0.8，M型0.6，H型0.4）。
2、换热面积：指换热器的面积，单板面积*参与换热片数（总片数减二）
①、换热面积的计算：
换热面积=换热量/换热系数/对数平均温差/污垢系数
3、介质参数：
①、区域供暖：暖气采暖/地热采暖：110/75 ℃ - 50/75
②、区域供暖：地热采暖：110/75 ℃- 40/50 ℃
③、楼宇空调：风机盘管采暖：110/75 ℃ - 50/60 ℃
④、生活热水：洗浴、厨房、洗衣房：70/50 ℃ - 10/55 ℃
⑤、泳池供水：游泳池恒温供水：110/70 ℃ - 10/40 ℃
⑥、超高层空调制冷：冷水转换：7/11 ℃ - 8/12 ℃
热网节能优化措施：
1供热高低温管网改造
适应范围：高低温网混网运行企业
a供热高低温管网改造为串联方式。技术原理与特点：高温网（间供网）与低温网（直供网）并存的热电企业，在两个热网循环水流量相近时，可采用高温网与低温网串联运行的方式，即增加一条联络管道将高温网回水与低温网供水连接，低温网回水回到高温网的低真空系统。这样既降低了低真空供热机组的循环回水温度，提高了机组真空和经济性；又可避免取消汽机末两级叶片，从而提高了非供热期的运行经济性和灵活性；同时充分利用了高温热源机组的排汽热量，可停运低温热源系统，提高全厂的整体经济性。
b供热初末期采用低真空并联运行。因在供热初末期即使是高温网，其出水温度也较低，此时可以将高温网和低温网的热网循环水同时通至低真空供热机组的凝汽器两侧，使低真空供热机组在供热初末期也能发挥较好的供热效益。在严寒季节，当供热循环水量大、温度要求高时，可将低真空供热机组的凝汽器两侧均切至高温网运行，启动原低温网的热源机组，投用热网加热器加热低温网的循环水，实现整个供热季的优化运行。
2热网系统采用热泵技术
适应范围：热网管网设计能力不足
3热网运行方式调整优化措施
部分供热区域采用大流量小温差供热方式，主要原因一是在管网设计时为保证供热安全可靠，对管网的比摩阻设计偏小，水泵的流量和扬程的选择裕量偏大，使管网在设计时流量偏大；二是由于调网手段不足，只能用保证管网压差的方式来控制流量。用这种方式控制流量是目前采用的最常见的一种方法。供热多采用供水压力表值减去回水压力表值得出管网压差值，所用压力表一般量程为1.0MPa或1.6MPa，其常见精度为1.5级、2级或2.5级，就1.0MPa-1.5级来讲，其允许的误差值为100mH2Ox±1.5%=±1.5mH2O, 两块表差值的误差在±3.0mH2O范围，误差对确定管网压差以及估计流量影响较大，应采用量程0-50kPa的差压表量取。
对大流量小温差的供暖方式，供给相同的热量，比小流量大温差多消耗电能，因此在水力工况允许情况下，流量越小温差越大，供热的运行成本越低。通过对比两种情况下散热器的散热效率不难看出这两种供热方式之间存在的差异。室内散热器的散热量=散热面积x散热系数x散热温差（散热器计算温度-室内温度），此公式中散热面积不变，对于相同的回水温度来说，供水温度越高，散热器的计算温度（tpj=(tsg+tsh)/2）越高，散热温差(△t= tpj-tn)就越大，散热系数(K=a（tpj-tn）b)也越大，所以在供给相同热量时，供热方式可选用降低回水温度，提高供水温度来减少循环流量的供暖方案节省电能。
不同温差下散热器散热量的区别：根据供热单位目前的供暖现状，二级网的供回水温差一般不超过10℃。
集中供热系统参数优化的必要性
在设计供热系统时，应该事先了解供热系统的已知供热负荷值，并充分考虑和计算出其管路直径、经济比摩阻和供回水温差，以及对供回水温差技术经济分析等几个方面的内容。
从供热企业的角度来看，供热质量、经营管理和收费等方面作为一个互相联系、缺一不可的有机整体，一方面出现问题还会连带其他方面，进一步扩大了对企业供热的影响。
同时，通过优化热网经济参数，还能够为供热系统创造经济效益和技术的改进。因此，在相关的负责人员制定运行调节曲线时，应从用户的实际室温情况出发，采集准确的运行参数信息，从而制定出符合客观实际的运行调节曲线，促使整个热系统能够实现协调运行。
在目前我国的二次网集中供热系统中，在室外气象达到设计参数工况时，室内采暖系统实际采集到的运行参数都相对较低，其中，供水温度大概在47.8℃～64.0℃之间，回水温度大概在40.0℃～53.6℃之间，实际供、回水温差比室内采暖系统的设计温差相差25℃左右。从集中供热系统基于热媒温度95℃/70℃（或85℃/60℃）的设计理念来看，系统供水温度停留在95℃（或85℃）仅有很短暂的时间，若真正运行起来却不曾实现。通过降低供水温度的方式，能够促使过滤的热效率补偿系统。而供暖热源选用换热器，则可以通过降低二次网供水温度，减少换热的面积。
根据对国内外集中供热系统的设计参数和实际运行参数调研可知：国内集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多数采用95℃/70℃，85℃/60℃，也有采用75℃/55℃的；国外集中供热系统二次网供回水温度的设计参数多采用70℃/40℃，70℃/50℃，80℃/60℃，75℃/65℃等，室内温度设计参数为20℃；在本文调研的几个国内集中供热系统案例中，调研运行期间的室外平均温度约为-16.6～0.3℃，二次网供水温度约为47.8～64.0℃，二次网回水温度约为40.0～53.6℃；根据国内集中供热系统调研案例可知，这些案例的二次网运行温差约为7.8～14.7℃，均小于设计温差25℃。
降低二次网设计参数，不但能够促使热量回收增加，起到节能减排作用，同时，通过不断地研究探讨工作，深入了解二次网设计参数的相关内容知识，能够促使供热系统的各种参数得到优化，进而为供热企业带来更大的经济效益。
热网水泵选型方法：
使用现场调查：
1.供暖面积；2.供暖半径；3供暖高度；4.供暖方式（地热、散热片）；5.直供或二次供热。
2介质：对材质的要求。
1.物理性质（名称、成份、温度、密度、粘度）；
2.化学性质（腐蚀性）——名称、成份、温度、密度、粘度；
3.毒性；
4.爆炸性。
3、原则
1.适应性(立式、卧式）；
2.高效性（属于类型系列、工况类）；
3.经济性。
估算选型
1、经验法
流量计算：住宅暖气片采暖系统依据总供暖面积的0.3%；住宅地热采暖系统依据总供暖面积的0.4%；
扬程计算：供暖半径的管阻按照1000米越10米管损；锅炉运行时的阻力一般4-8米。一般热媒参数低的锅炉阻力比较小，热媒参数高的锅炉，锅炉阻力比较大;除污器的阻力正常情况下在1-2米。板式换热器的阻力一般在6-8米。根据以上及系统的估算得知供暖循环泵扬程为20-35米之间选择。
2、理论流量计算：Q=K×0.86×F/△t
Q：代表水泵的流量 F：代表热网中的热负荷 0.86：代表计算系数
K：代表安全系数 △t：代表供回水温度
3、水泵扬程的计算：Hb=Hf+Hd+Hm
Hb：代表循环水泵总扬程，Hf：代表总的水系统阻力，Hd：代表水系统总局部阻力，Hm：代表设备阻力。
以上阻力可以通过相关流体力学资料查找。准确计算循环水泵扬程，可以降低能耗。
板换选型方法要点及原则：
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。其换热效率较高、热损失较小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛。
板式换热器选型原则和计算：
一：看板型
1、板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。
2、对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。
3、根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。
4、确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。
二：看流程和流道
流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下，将若干个流道按并联或串联的方式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。
流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。
三：看压降校核
在板式换热器的设计选型时，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。
1、流速及取值：
①、换热管网流速：指进、出水管路，见流速表。
②、机组总管流速：管径≦ 80时，选1m/s， ≧ 100时，见流速表。
③、角孔流速：最大为6m/s （四个进出口）。
④、板间流速：0.4 ～ 0.8m/s（L型0.8，M型0.6，H型0.4）。
2、换热面积：指换热器的面积，单板面积*参与换热片数（总片数减二）
①、换热面积的计算：
换热面积=换热量/换热系数/对数平均温差/污垢系数
3、介质参数：
①、区域供暖：暖气采暖/地热采暖：110/75 ℃ - 50/75
②、区域供暖：地热采暖：110/75 ℃- 40/50 ℃
③、楼宇空调：风机盘管采暖：110/75 ℃ - 50/60 ℃
④、生活热水：洗浴、厨房、洗衣房：70/50 ℃ - 10/55 ℃
⑤、泳池供水：游泳池恒温供水：110/70 ℃ - 10/40 ℃
⑥、超高层空调制冷：冷水转换：7/11 ℃ - 8/12 ℃
热网节能优化措施：
1供热高低温管网改造
适应范围：高低温网混网运行企业
a供热高低温管网改造为串联方式。技术原理与特点：高温网（间供网）与低温网（直供网）并存的热电企业，在两个热网循环水流量相近时，可采用高温网与低温网串联运行的方式，即增加一条联络管道将高温网回水与低温网供水连接，低温网回水回到高温网的低真空系统。这样既降低了低真空供热机组的循环回水温度，提高了机组真空和经济性；又可避免取消汽机末两级叶片，从而提高了非供热期的运行经济性和灵活性；同时充分利用了高温热源机组的排汽热量，可停运低温热源系统，提高全厂的整体经济性。
b供热初末期采用低真空并联运行。因在供热初末期即使是高温网，其出水温度也较低，此时可以将高温网和低温网的热网循环水同时通至低真空供热机组的凝汽器两侧，使低真空供热机组在供热初末期也能发挥较好的供热效益。在严寒季节，当供热循环水量大、温度要求高时，可将低真空供热机组的凝汽器两侧均切至高温网运行，启动原低温网的热源机组，投用热网加热器加热低温网的循环水，实现整个供热季的优化运行。
2热网系统采用热泵技术
适应范围：热网管网设计能力不足
热泵技术已在包二等电厂成功应用，详见《燃煤机组节能降耗技术推广用应目录》。除对供热机组实施热泵改造外，还可将热泵应用到热网上。在不需要对热网进行较大改动的前提下，采用热泵技术，降低一次网的回水温度，提高二次网的供水温度。在人口稠密城市进行热网改造难度较大，涉及面较广，条件复杂，进行此项改造只需在供回水管道上进行小范围改造即可提高供热能力。
3热网运行方式调整优化措施
部分供热区域采用大流量小温差供热方式，主要原因一是在管网设计时为保证供热安全可靠，对管网的比摩阻设计偏小，水泵的流量和扬程的选择裕量偏大，使管网在设计时流量偏大；二是由于调网手段不足，只能用保证管网压差的方式来控制流量。用这种方式控制流量是目前采用的最常见的一种方法。供热多采用供水压力表值减去回水压力表值得出管网压差值，所用压力表一般量程为1.0MPa或1.6MPa，其常见精度为1.5级、2级或2.5级，就1.0MPa-1.5级来讲，其允许的误差值为100mH2Ox±1.5%=±1.5mH2O, 两块表差值的误差在±3.0mH2O范围，误差对确定管网压差以及估计流量影响较大，应采用量程0-50kPa的差压表量取。
对大流量小温差的供暖方式，供给相同的热量，比小流量大温差多消耗电能，因此在水力工况允许情况下，流量越小温差越大，供热的运行成本越低。通过对比两种情况下散热器的散热效率不难看出这两种供热方式之间存在的差异。室内散热器的散热量=散热面积x散热系数x散热温差（散热器计算温度-室内温度），此公式中散热面积不变，对于相同的回水温度来说，供水温度越高，散热器的计算温度（tpj=(tsg+tsh)/2）越高，散热温差(△t= tpj-tn)就越大，散热系数(K=a（tpj-tn）b)也越大，所以在供给相同热量时，供热方式可选用降低回水温度，提高供水温度来减少循环流量的供暖方案节省电能。
不同温差下散热器散热量的区别：根据供热单位目前的供暖现状，二级网的供回水温差一般不超过10℃。