换热机组基础知识

1、换热机组基础知识换热机组基础知识 l换热机组系统简介换热机组系统简介l换热机组控制功能换热机组控制功能l水泵选型水泵选型l电调阀选型电调阀选型提纲换热机组换热机组系统简介系统简介换热机组换热机组系统简介系统简介l 供热管网概念供热管网概念一次管网一次管网 从热源引出至热力站（换热站，分配站）的供水管道。从热源引出至热力站（换热站，分配站）的供水管道。特点：温度高，管径小特点：温度高，管径小二次管网二次管网 从热力站到用户的供水管道。从热力站到用户的供水管道。特点：温度低，管径大特点：温度低，管径大热媒热媒 运载热量的媒介运载热量的媒介类型：类型：蒸汽热网蒸汽热网- -高压高压1.6MPa1.6

2、MPa以上以上, ,中压中压0.51.0MPa,0.51.0MPa,低压低压0.5MPa0.5MPa以下以下热水热网热水热网- -高温热水高温热水1001000 0C C以上，低温热水以上，低温热水95950 0C C以下以下典型一级管网热水供回水温度典型一级管网热水供回水温度高温热水：高温热水：1101100 0C/70C/70，1301300 0C/70C/700 0C C，1501500 0C/70C/700 0C C低温热水：低温热水：95950 0C/70C/700 0C C，85850 0C/65C/650 0C C换热机组换热机组系统简介系统简介l 机组型号的编制及机组型号的编制

3、及含义含义- -/ /- - -/ /- -/ /1.1.型号中第型号中第1 1位表示换热机组，用位表示换热机组，用“换热器换热器”和和“机组机组”头两个字汉语头两个字汉语拼音大写字头表示。板式换热器机组拼音大写字头表示。板式换热器机组“BJ”“BJ”，管壳式换热机组，管壳式换热机组“GJGJ”，半即热式换热器机组，半即热式换热器机组-“JJ”-“JJ”2.2.第第2 2位表示一次侧热媒的介质和二次侧使用范围。位表示一次侧热媒的介质和二次侧使用范围。一一次热媒的介质：热水一次热媒的介质：热水一“R”R”，蒸汽一，蒸汽一 “Q”“Q”，冷水一，冷水一“L”L”；二二次侧使用范围：生活热水系统一次

4、侧使用范围：生活热水系统一“S”“S”，空调系统，空调系统-“K”-“K”，散热器采暖，散热器采暖系统一系统一“C C”，地板辐射采暖系统，地板辐射采暖系统-“F”-“F”，当二次侧使用范围有两种以上，当二次侧使用范围有两种以上时，字母之间用时，字母之间用“.”.”隔开隔开3.3.第第3 3位表示额定热负荷（位表示额定热负荷（MWMW）4.4.第第4 4位表示一、二次侧公称管径（位表示一、二次侧公称管径（mmmm）5.5.第第5 5位表示一、二次侧设计压力（位表示一、二次侧设计压力（MPaMPa）换热机组换热机组系统简介系统简介l 机组型号的编制及机组型号的编制及含义含义示例：示例：BJ BJ

5、 R/C-1.5-100/125-1.6/1.0R/C-1.5-100/125-1.6/1.0一、二次侧设计压力为一、二次侧设计压力为1.61.6、1.0MPa1.0MPa一、二次侧公称管径为一、二次侧公称管径为DN100DN100、DN125DN125热负荷为热负荷为1.5MW1.5MW热水采暖系统热水采暖系统板式板式换热机组换热机组换热机组换热机组系统简介系统简介l 机组结构及原理机组结构及原理 板式换热机组是由板式换热器、水泵、关断阀门板式换热机组是由板式换热器、水泵、关断阀门（球阀、蝶阀、截止阀等）、（球阀、蝶阀、截止阀等）、Y Y型过滤器、软连接、止型过滤器、软连接、止回阀、安全阀、

6、仪表等部件组成回阀、安全阀、仪表等部件组成蒸汽机组还包括减压阀、疏水器、破真空阀、蒸汽蒸汽机组还包括减压阀、疏水器、破真空阀、蒸汽过滤器等蒸汽组件过滤器等蒸汽组件机组的控制部分包括控制器、执行机构、各种传感机组的控制部分包括控制器、执行机构、各种传感器和通信系统等，传感器包括温度传感器、压力变送器、器和通信系统等，传感器包括温度传感器、压力变送器、压差变送器、流量计、热量表、液位开关和温度开关等；压差变送器、流量计、热量表、液位开关和温度开关等；执行机构包括电动调节阀、变频器和电磁阀等执行机构包括电动调节阀、变频器和电磁阀等换热机组换热机组系统简介系统简介换热机组换热机组系统简介系统简介换热机

7、组换热机组系统简介系统简介l 机组结构及原理机组结构及原理 机组的换热原理：机组的换热原理：二次低温回水经过滤器除二次低温回水经过滤器除污后，经由循环泵进入换污后，经由循环泵进入换热器，吸收一次热媒放出热器，吸收一次热媒放出的热量，供水达到设定温的热量，供水达到设定温度流向供热管网进行供热；度流向供热管网进行供热；一次热媒经过滤器过滤后一次热媒经过滤器过滤后进入换热器，放热给二次进入换热器，放热给二次介质后，管经电动调节阀介质后，管经电动调节阀后由回水管返回热源，加后由回水管返回热源，加热后再次参与换热；热后再次参与换热；根据系统运行情况，补水根据系统运行情况，补水泵适时对二次循环水系统泵适时

8、对二次循环水系统进行定压补水。进行定压补水。换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用 板式板式换热器：换热器：是由具有一定波是由具有一定波纹形状的金属板片叠装而成的一纹形状的金属板片叠装而成的一种新型高效换热器种新型高效换热器, ,换热板片之间换热板片之间由密封垫片密封和导流由密封垫片密封和导流, ,分隔出冷分隔出冷/ /热两个流体通道热两个流体通道, ,冷冷/ /热换热介质热换热介质在相邻两板片形成的狭小曲折的在相邻两板片形成的狭小曲折的通道中各自流过通道中各自流过, ,通过相隔的板片通过相隔的板片进行传热进行传热。 板式板式换热器将热能从热网转移换热器将热能从热网转移到用户

9、系统，满足用户采暖及生到用户系统，满足用户采暖及生活热水等需要。活热水等需要。 换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件各部件作用作用水泵水泵：通常把提升液体、输送：通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力的机器液体或使液体增加压力的机器统称为泵，用来输送的液体包统称为泵，用来输送的液体包括水、油、酸碱液、乳化液、括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。浮固体物的液体。换热机组换热机组系统简介系统简介l 水泵分类水泵分类按泵轴位置分为：按泵轴位置分为：1 1) )立式泵立式泵 2)2)卧

10、式卧式泵泵按按吸口数目分为：吸口数目分为：1 1) )单吸泵单吸泵 2)2)双吸泵双吸泵按按水泵在机组中的位置，分为：水泵在机组中的位置，分为：循环水泵循环水泵、补、补水泵和增压泵，机水泵和增压泵，机组中所用循环水泵多组中所用循环水泵多为立式为立式单吸单吸管道泵；补水泵多为立式多级管道泵；补水泵多为立式多级离离心泵心泵；增压泵为立式单吸管道泵。；增压泵为立式单吸管道泵。换热机组换热机组系统简介系统简介l 水泵作用水泵作用循环水泵：克服机组二次环循环水泵：克服机组二次环路路阻力带动阻力带动整个二次网系统整个二次网系统循环循环 补水泵：二次网系统压力低补水泵：二次网系统压力低于设定值时开启于设定值

11、时开启补水补水，保证保证系统压力系统压力换热机组换热机组系统简介系统简介l 水泵品牌水泵品牌换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用电动调节阀：一次网流电动调节阀：一次网流量调节，根据二次供水温量调节，根据二次供水温度的需要调节阀门的开度，度的需要调节阀门的开度，节约能源节约能源机组机组常用品牌常用品牌SiemensSiemens、HoneywellHoneywell、DanfossDanfoss、TigerTiger等等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用关断阀门：截断介质流动，只用于全开和全关，不用于调节关断阀门：截断介质流动，只用于全开和全关，不用于调

12、节流量流量，在在系统调试或部件检修时使用，包括球阀、蝶阀、截系统调试或部件检修时使用，包括球阀、蝶阀、截止阀等止阀等换热机组换热机组系统简介系统简介l 常用阀门常用阀门品牌品牌换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用过滤器过滤器：除污装置，用来过：除污装置，用来过滤介质中的杂质，以保护阀滤介质中的杂质，以保护阀门及设备的正常使用，通常门及设备的正常使用，通常安装在设备的进口端安装在设备的进口端机组机组中常用的过滤器是中常用的过滤器是Y Y型过型过滤器，过滤精度较低，具有滤器，过滤精度较低，具有制作简单、安装清洗方便、制作简单、安装清洗方便、纳污量大等优点纳污量大等优点常用常用品

13、牌有品牌有BrandoniBrandoni、富乐、富乐等等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用止止回阀，又称单向阀或逆止阀，回阀，又称单向阀或逆止阀，用于介质单向用于介质单向流动的流动的管道上，只管道上，只允许介质向一个方向流动，以允许介质向一个方向流动，以防防止管路止管路中的介质倒流，发生事故。中的介质倒流，发生事故。止止回阀分类回阀分类：按按结构形式可结构形式可分为分为 1 1）升降式）升降式 2 2）旋启式）旋启式 3 3）蝶式蝶式 4 4）微阻缓）微阻缓闭式闭式按按连接形式分为法兰式和对夹式连接形式分为法兰式和对夹式机组机组常用止回阀形式为蝶式对夹常用止回阀形式为蝶

14、式对夹止回阀，常用品牌有止回阀，常用品牌有BrandoniBrandoni、富乐等富乐等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用 安全阀安全阀：根据系统的压根据系统的压力设定自动启闭，安装于力设定自动启闭，安装于管路上保护系统安全。当管路上保护系统安全。当设备或管道内压力超过安设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，即自动全阀设定压力时，即自动开启泄压，保护设备和管开启泄压，保护设备和管道正常工作，防止发生意道正常工作，防止发生意外，减少损失。外，减少损失。 安全阀分为全启式、中安全阀分为全启式、中启式和微启式，机组常用启式和微启式，机组常用全启式，常用品牌为莱阀全启式，常用品牌

15、为莱阀换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用流量流量计计/ /热热量表量表流量流量计是用以测量管路中流计是用以测量管路中流体流量的仪表。体流量的仪表。热热量表是在流量计的基础上量表是在流量计的基础上增设温度传感器和积分仪，增设温度传感器和积分仪，以实现热量计量。以实现热量计量。流量流量计计/ /热量表可分为：容积热量表可分为：容积式流量计、差压式流量计、式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡街流量计、浮子流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计电磁流量计、超声波流量计等。等。机组机组常用流量计常用流量计/ /热量表品牌热量表品牌有真兰、西门子、兰吉尔等有真兰、西门子、兰吉

16、尔等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用疏水阀：蒸汽系统中，为疏水阀：蒸汽系统中，为了提高设备效率，节约能了提高设备效率，节约能源，排除管道中空气及其源，排除管道中空气及其它不凝性气体且不泄漏蒸它不凝性气体且不泄漏蒸汽，并将凝结水回收的阀汽，并将凝结水回收的阀门门机组机组中常用浮球式蒸汽疏中常用浮球式蒸汽疏水阀水阀常用常用品牌有品牌有Spirax SarcoSpirax Sarco和巨龙等和巨龙等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用减压阀是：一减压阀是：一种利用介质自身能量来种利用介质自身能量来调节与控制管路压力的智能型阀门。调节与控制管路压力的智能型阀

17、门。它是通过控制阀体内的启闭件的开度它是通过控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用来调节低，同时借助阀后压力的作用来调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的部件正常运行保护其后的部件正常运行。简单简单说减压阀就是将高压或中压蒸汽说减压阀就是将高压或中压蒸汽减到机组可以使用的压力的阀门减到机组可以使用的压力的阀门减压阀减压阀主要用在蒸汽机组中，常用品主要

18、用在蒸汽机组中，常用品牌有牌有Spirax SarcoSpirax Sarco等。等。换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用 仪表仪表：常用仪表有压力表、温度表、压力变送器、温度传感器、温：常用仪表有压力表、温度表、压力变送器、温度传感器、温度开关、压力开关等，常用品牌度开关、压力开关等，常用品牌SiemensSiemens、HubaHuba等等换热机组换热机组系统简介系统简介l 各部件作用各部件作用l自控：自控：SiemensSiemens、HoneywellHoneywell等品牌等品牌扩展模块扩展模块控制器ACX32换热机组换热机组系统简介系统简介l 温度控制温度控制功

19、能功能1.1.根据设定的二次供水温度与实际二次供水温度根据设定的二次供水温度与实际二次供水温度经过经过PIDPID调节，输出信号控制调节阀的开度，从调节，输出信号控制调节阀的开度，从而控制一次网的流量及热量实现二次网温度控制而控制一次网的流量及热量实现二次网温度控制2.2.电动阀可以和循环泵连动电动阀可以和循环泵连动, ,即开泵开阀，关泵即开泵开阀，关泵关阀关阀3.3.通过增加室外温度传感器可以实现对二次供水通过增加室外温度传感器可以实现对二次供水温度进行补偿温度进行补偿换热机组换热机组系统简介系统简介l 循环泵控制循环泵控制功能功能1.1.循环泵定压差变频控制：根据设定的二次循环泵定压差变频

20、控制：根据设定的二次供供/ /回水压差与实际二次网供回水压差与实际二次网供/ /回水压差经过回水压差经过PIDPID调节，输出信号控制循环泵变频器的频调节，输出信号控制循环泵变频器的频率，改变循环泵的转速，控制二次网流量率，改变循环泵的转速，控制二次网流量2.2.二次回水压力超低保护；二次供水超高压二次回水压力超低保护；二次供水超高压保护保护换热机组换热机组系统简介系统简介l 补水泵补水泵控制控制功能功能1.1.补水泵定压运行：通过二次回水端压力的补水泵定压运行：通过二次回水端压力的上下限设定来控制补水泵的启停（即上限停上下限设定来控制补水泵的启停（即上限停泵，下限启泵）泵，下限启泵）2.2.

21、补水泵恒压运行：根据设定的二次回水压补水泵恒压运行：根据设定的二次回水压力与实际二次网回水压力经过力与实际二次网回水压力经过PIDPID调节，输出调节，输出信号控制补水泵变频器的频率，改变补水泵信号控制补水泵变频器的频率，改变补水泵的转速，控制机组补水与水箱液位连锁保护的转速，控制机组补水与水箱液位连锁保护换热机组换热机组系统简介系统简介l 泄水控制泄水控制功能功能根据设定的二次供水压力高限与实际二次网供水根据设定的二次供水压力高限与实际二次网供水压力经过比较，输出信号控制泄水电磁阀的启闭压力经过比较，输出信号控制泄水电磁阀的启闭换热机组换热机组系统简介系统简介l 全自动控制全自动控制功能功能

22、1.1.就地全自动控制：可实现机组的全部控制功就地全自动控制：可实现机组的全部控制功能，包括温度控制、泵阀连锁、通过压差对循能，包括温度控制、泵阀连锁、通过压差对循环泵变频进行控制、通过压力对补水泵进行变环泵变频进行控制、通过压力对补水泵进行变频控制、超压泄水等，换热站可做到无人值守，频控制、超压泄水等，换热站可做到无人值守，中文面板显示中文面板显示2.2.远传全自动控制：具有就地全自动控制的所远传全自动控制：具有就地全自动控制的所有功能，同时可以实现远传通讯有功能，同时可以实现远传通讯水泵选型水泵选型l 水泵流量的水泵流量的选择选择通常通常按照用户或者设计院提供数值选取，或按照如下公式进行计

23、算按照用户或者设计院提供数值选取，或按照如下公式进行计算：L(mL(m3 3/h)=/h)=Q(kW)Q(kW)x0.86x0.86 （T1-T2T1-T2）（）k k公式中的公式中的 Q Q为换热机组的热负荷为换热机组的热负荷 T1T1-T2-T2为循环系统供回水的温度差为循环系统供回水的温度差 k k为富裕系数为富裕系数, ,取取1 1到到1.151.15例如：热负荷为例如：热负荷为2000kw2000kw的机组，二次供回水温度为的机组，二次供回水温度为50705070，k k取取1.151.15，则则流量为流量为：L(mL(m3 3/h)=/h)=2000 x0.862000 x0.86

24、 20 201.151.15 = = 98.998.9(m(m3 3/h)/h)水泵选型水泵选型l 水泵流量的水泵流量的选择选择物体经某一温度变化的过程物体经某一温度变化的过程, ,它吸收它吸收( (或放出或放出) )的的热量：热量： Q Q = C m = C m T T其中其中 C C 与与这个过程相关的比热这个过程相关的比热( (容容) )，单位，单位:KJ/(kg :KJ/(kg ) ) m m 是物体的质量是物体的质量( (工程中指换热介质的流量工程中指换热介质的流量) )，单位单位：t/ht/h T T 是物体温差，单位：是物体温差，单位： 补水泵流量补水泵流量：采暖采暖系统为循环

25、水泵流量的系统为循环水泵流量的4%4%，空调系统为循环水泵流量的，空调系统为循环水泵流量的2%2% 水泵选型水泵选型l 水泵扬程的选择水泵扬程的选择循环水泵的扬程应满足热力站内设备和管路、二次网和最不利热循环水泵的扬程应满足热力站内设备和管路、二次网和最不利热用用户内部户内部系统阻力之和，通常系统阻力之和，通常按照用户或者设计院提供数值选取，或按照用户或者设计院提供数值选取，或按照如下公式进行计算按照如下公式进行计算：H=H1+H2+H3H=H1+H2+H3+H4+H4式中：式中： H H - - 循环水泵的扬程循环水泵的扬程，单位，单位KPaKPa； H1 - H1 - 换热机组二次侧阻力，

26、单位换热机组二次侧阻力，单位KPaKPa； H2 - H2 - 热力站内部管道二次侧阻力，单位热力站内部管道二次侧阻力，单位kPakPa； H3 - H3 - 二次侧室外管路最不利环路的阻力，单位二次侧室外管路最不利环路的阻力，单位kPakPa； H4 - H4 - 最不利用户内部系统阻力，单位最不利用户内部系统阻力，单位kPakPa注：一般采暖空调工况循环泵的扬程为注：一般采暖空调工况循环泵的扬程为18351835m m水泵选型水泵选型l 水泵扬程的选择水泵扬程的选择补水泵的扬程通常补水泵的扬程通常按照用户或者设计院提供数值选取，或按照如下按照用户或者设计院提供数值选取，或按照如下公式进行计

27、算公式进行计算：H=H= Hb+Hx+HyHb+Hx+Hyh hh0 h0 式中：式中： H - H - 补水泵的扬程（补水泵的扬程（KPaKPa）；）； Hb Hb - - 系统补水点的压力（系统补水点的压力（KPaKPa）；）； Hx Hx - - 补水泵的吸入管路阻力（补水泵的吸入管路阻力（KPaKPa）；）； Hy Hy - - 补水泵的出水管路阻力（补水泵的出水管路阻力（KPaKPa）；）； h h - - 补水箱最低水位高出系统补水点所产生的静压补水箱最低水位高出系统补水点所产生的静压（KPaKPa）；）； h0 h0 - - 补水泵扬程计算富裕量（补水泵扬程计算富裕量（30KPa

28、50 KPa30KPa50 KPa）；注注：补水泵的扬程在实际计算时可简化为：补水泵的扬程在实际计算时可简化为：H=H=系统高度系统高度* *1.2+31.2+35m5m。水泵选型水泵选型l 水泵性能曲线水泵性能曲线水泵选型水泵选型l 水泵性能水泵性能曲线曲线1 1 曲线曲线Q-HQ-H表示泵在标准转速下的流量扬程对应值；表示泵在标准转速下的流量扬程对应值；2 2 曲线曲线EtaEta为泵的效率曲线，一般我们选择水泵时要选择为泵的效率曲线，一般我们选择水泵时要选择EtaEta曲线曲线的最高点的最高点；3 3 曲线曲线P P为泵的功率与流量关系；为泵的功率与流量关系；4 4 曲线曲线NPSHNPSH为泵必须的汽蚀余量。为泵必须的汽蚀余量。我们选择水泵时，对照水泵的流量扬程值