胡文青 常冰

摘 要：随着人们对生活质量及环境的要求日益提高，区域锅炉供暖已逐渐淡出人们的视线，取而代之的热电联产的集中供热成为广受热捧的供热形式。本文将简略的论述间供热力站运行原理，间供热力站的调节及水泵的选择和变频新技术在实际使用中的经济效益等。同时针对间供热力站在实际运行中所遇到的各类问题，分析原因并提出相应的解决方法。

关键词：集中供热，热电联产，间供热力站，水泵，变频技术

中图分类号：C35文献标识码： A

1、引言

近年来，我国城市集中供热事业得到了快速的发展，由于热水供热系统具有采暖质量好、节能、运行安全及设备维护费用低等优点，故成为我国北方城镇冬季供热的主体形式。此外城市集中供热也推动着火电厂热电联产事业的发展。目前在太原市乃至全国，热电联产的间供热力站正在逐步取代传统的区域小锅炉，成为一种被广泛采用的居民采暖和工业供热方式。它不仅提高了火电厂热能的利用率，同时也极大程度地缓减了城市空气污染的压力，为构建环保型城市作出卓越的贡献。

2、间供热力站运行原理及调节

间供热力站由两大部分组成，即一次网和二次网。以电厂凝汽器及尖峰加热器生产的热水作为介质向一次网输送热量，一次网的高温介质和二次网的低温介质同时通过换热器的两侧水路换热，从而使二网低温介质获得能量，最后通过二网系统将热量输送给热用户。

间供热力站站内调节主要是通过二次网的质调节及量调节来完成的。而二次网的质调节是通过一次网的量调节来实现的。假定在一次网温度及二次网流量一定的情况下，通过调节一次网进入换热器前的阀门的开度进而达到对一次网的流量的控制，使其进入换热器的高温介质的量发生变化从而引起二次网获得能量的多少，亦即引起二次网温度的变化；另一方面当二次网的低温介质温度一定的情况下，通过改变二次网循环水泵的转速进而影响通过二网户用的水流量，同时也可以通过调节用户侧阀门的开度来改变二次网阻力情况，从而影响二次网侧流量的大小。

3、板式换热器

生产中常用的换热器的有管壳式、板式，鉴于板式换热器具有占地面积小，换热效率高、组装灵活，操作弹性高等的优点，常被广泛应用于间供热力站的运行中。尽管板式换热器具有以上诸多优点，但实际生产运行中仍然存在一些问题，如渗漏、板片错位、冷热流体温度不正常等现象。

3.1、板式换热器的渗漏现象

由于板式换热器的密封周边较长，板片又较薄，在使用过程中可能会出现渗漏现象。渗漏现象可分为内漏和外漏两种情况。

3.1.1板式换热器的外漏是指换热设备内的介质向外部空间的渗漏。这种渗漏现象一般容易被发现。引起这种渗漏的主要原因是垫片老化、被腐蚀或板片变形。当发生这种渗漏时，应及时在渗漏部位做上记号，然后打开设备以更换垫片或板片。

3.1.2板式换热器的内漏是指换热设备内的两种介质由于某种原因造成高压侧介质向低压渗漏。这种渗漏现象一般不易被及时发现。造成该种渗漏的主要原因是板片穿孔、裂纹。检查的方法是：拆开板式换热器，清除板片表面上的污垢，擦干后将换热器重新组装起来。在一侧进行压力为0.2～0.3Mpa的水压试验。待另一侧流出水后即停止试验，打开换热器，仔细观察板片的未试压侧，其中湿的板片即为有孔或裂纹的板片。也可在现场通过透光、着色的方法查出废板片。凡检查出来的废板片和垫片都要进行更换，重新组装后使用

3.1.3预防板式换热器大量泄漏的方法

在连续正常运行过程中，换热器的大量泄漏事故发生的概率通常较低，这是因为冷热两种介质同时处于供压状态且压差较均衡，温度也处于受控的波动范围，换热器的受热变形空间较小，密封件的错位或板片受冲击力变形到事故可能性也很小，最易出现突发故障的是启停泵的压力冲击和设备停止运行后的设备降温，在这种条件下换热器的密封件由于长期受压失去了部分弹性记忆功能，当温度下降时形成冷缩，板片的间隙增大，且设备开启后压力与温度的上身不具有同时性，温度恢复较为滞后，板片间的热缩间隙补充也较为缓慢，这样极易密封件挤出，从而致使泄漏事故突发。解决板片热缩间隙的泄漏问题，应在启停泵至温度恢复期间做好实时检查和监控，必要的周期性解体检修、试压可根据具体使用工况而定，板式换热器如放置半年以上为用，在使用前应进行水压试验，试验压力通常设置为1.25倍设计压力，分别对冷、热介质内腔进行单侧保压30min无泄漏方为合格。此外老化的密封垫片要及时更换，在更换换热器板片时，板片密封槽内涂抹的胶粘剂一般需24h固化周期再行组装，如果换热器有半年以上不使用时，应将换热器夹紧螺栓放松1-2个螺距，使用时再预紧，以防密封垫片的弹性丧失，影响使用寿命。

3.2板式换热器的板片错位

板式换热器的板片发生错位对于介质流量和压力变化较大、而且又是多程组合。长期使用的板式换热器，容易发生板片错位现象。板片错位后，有时很快就出现外漏；有些虽然不是立即发生外漏，但却是发生渗漏的一种隐患，所以都必须及时处理。引起错位的主要原因有：换热器板片变形；板式换热器的密封垫片滑离了垫片槽。处理这种错位现象，应将变形的板片和滑离垫片槽的垫片及时更换。

3.3、换热器出水温度不正常

换热器出水温度不正常主要表现为：１，热流体出口温度达到冷流体出口温度的１．１倍以上，不符合逆流传热规律；２，冷热流体出口温度接近且均偏低。

当热流体出口温度达到冷流体出口温度的１．１倍以上时，反映出换热器已经结垢，污垢层构成了附加导热热阻，影响传热效果。而当冷热流体出口温度接近且均偏低时，说明热流体流量偏小，不能充分加热冷流体，冷流体温度不能继续提高。导致这种情况发生的原因为换热器堵塞和换热器一次侧进水管存在气堵。

3.4、现场缺乏检修设备时，板式换热器的简单处理方法

板式换热器在使用过程中，无论是板片发生变形、裂纹、穿孔，还是垫片发生老化、断裂，都需要及时更换。但若使用现场没有足够的备件，而换热设备既无备用台份，又不能停机时，应进行现场的简便处理。现场简便处理的方法是将损坏的板片和发生渗漏的板片成对地抽出（A板+B板），如果数量不太多，减少的流道数也不多，组装后可继续使用，其对生产影响不是很大。

4、水泵及变频技术在间供热力站的应用

间供热力站使用的水泵一般有以下几种：循环水泵、补水泵、管道加压泵及污水泵，其中循环泵作为系统源源不断的动力库，用于克服系统循环中的各类阻力，形成回路。补水泵用于确保系统始终处于满水状态，防止气体窜入系统，造成系统不稳定。这二者在热力站的运行中起到了举足轻重的作用。

4.1循环泵运行中常见的故障及解决方法（张锡虎）

4.1.1循环泵流量大

4.2变频技术在间供热力站的使用

热力站的循环水泵配置也是供热企业所关心的主要问题。目前一些供热企业通常采用设计负荷来确定循环水泵的流量，同时采用同型号的水泵备用，造成了投资和运行费用的浪费。事实上，热力站投入初期往往达不到设计容量，出现大马拉小车的现象，使得购置的整套设备不能够满负荷运行，长时间处于低负荷运行状态，这样就造成了设备效率的降低，因而浪费了电能。

下面以某一热力站为例，说明变频技术在实际运行中的经济效益

该热力站设计容量为74.4万平米，共分为五个区，设备明细如表一。由于热力站投入初期达不到设计容量值，故于2008年公司买进一套变频设备，其中包括温度上下限控制系统、补水上下限系统。变频设备投入后各年用电及节余情况如表二。

表一

供热区域 循环泵配置 循环泵实际投入使用 补水泵配置 补水泵实际投入使用

东区 3台75kw 2台75kw 2台7.5kw 1台7.5kw

西区 3台75kw 1台75kw 2台4kw 1台4kw

南区 2台55kw 1台55kw 2台1.5kw 1台1.5kw

北区 2台75

1台55 1台75 2台3kw 1台3kw

高区 2台45kw 1台45kw 2台4kw 1台4kw

表二

年份 设计耗电量（度） 实际耗电量（度） 节余耗电量（度） 节余率（%）

2008 1522080 698000 824080 54.14

2009 1522080 842200 679880 44.67

2010 1522080 634060 888020 58.34

变频系统初投资为340863元，按实际使用电价0.64元/度计算得，2008年运行共节余527411.2元，即投入使用一年即可回收成本。

5、站内水处理设备（热力公司资料）

由于考虑到二网散热设备的腐蚀性及热力站站内设备的保护措施，我们必须确保进入二网的水是满足低硬度、低碱度及较低的氯离子浓度。以钠离子处理设备器为代表的水处理设备便应运而生了。该设备不仅能极大程度降低水中所含钙镁离子浓度，同时降低水中碱度，但是在我们实际使用过程中仍然存在各种各样的问题。

6、二次网用户为地暖和散热器混连系统

二次网用户末端设备一般分为散热器和地盘管，一般在设计初期就将其各环路损失通过计算而达到平衡，但是随着人们生活质量的日益提高，旧房新装的现象屡屡发生，这样就涌现出大量的地暖和散热器混连系统。严格地讲此举是不正确的，原因有二。第一、地暖和散热器采暖设计温度大不相同。地暖设计温度为55℃/45℃，而散热器一般设计为95℃/70℃，有时也设计为85℃/60℃，但地暖的供水温度最高不得超过65℃，这一温度远远低于散热器系统的供水温度，如此直接连接在散热器网络就容易造成地暖管伸缩量急剧增大，甚至导致系统崩溃。第二、地暖系统的压损较散热器系统大。散热器系统运行阻力为1～3m水柱，而地暖系统的运行阻力能达到3～5m水柱，故当仅仅保证了散热器用户的正常用热时，系统往往出现地暖用户室内温度达不到要求的现象。为了解决这一问题，我们得从两方面着手，首先确保进入二网系统的水温度不超65℃，为此一般我们会在地暖系统处安装混水泵，使进入地暖系统的供水和回水混合后再作为二网供水进入系统进行循环，同时混水泵也能够给地暖系统增加一定的循环动力，也使得后一问题迎刃而解。如果某些热力站供水温度也适宜地暖系统，那么此时只需加大系统的循环流量，同时适当关闭进入散热器系统的水量，使二者处于平衡状态即可。

7、结束语

随着集中供热事业的发展，更多的新技术将被用于热力站系统，建站初期如何恰当合理地选择设备，运行中如何理性控制，对于供热企业的安全运行及节能降耗有重要的现实意义。

参考文献

[1]《实用供热空调设计手册》(第二版).陆耀庆主编.中国建筑工业出版社.2007.

[2]《传热学》（第2版）. 杨传铭主编．北京：高等教育出版社.1987.

[3]《供热工程》.田玉卓，闫全英，赵秉文主编.北京：机械工业出版社.2008.

[4]《流体力学泵与风机》(第三版).周谟仁主编.中国建筑工业出版社.1996.