天津小区换热站工艺设计.doc

1、天津小区换热站工艺设计一、原始资料、热负荷采暖面积热负荷采暖面积：150000采暖方式：直接取自市政的13080热水供暖。建筑物最大高度H=53m热网作用半径R=1000m水质资料总硬度H=4.7mgeL 总碱度A=5.7mgeL暂时硬度HT=5.7 mgeL 永久硬度HFT=0.0 mgeL溶解氧O2=0.21 mgeL PH=8.3兰州市气象资料室外计算气象资料: 北纬3834。 东经11643。 海拔1078.5米。大气参数 ：冬季93.89kPa 夏季92.44kPa。室外供热计算温度:-9冬季室外平均风速:3.6m/s。冬季的主导风向:是NNW。最大冻土深度为136。二、该小区换热站

2、的工艺设计步骤、 换热器的计算1、 换热器的类型用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置系统称换热器。 换热器选用应根据工程使用情况，一、二次热媒参数及水质、腐蚀、结垢、堵塞等诸因素确定类型。固定管板的壳管式汽水换热器适应于温差小，压力不高及侨城结构结垢不严重的场合；U形管壳管式汽水换热器适应于温差大、管内流速、体比较干净的场合。喷嘴换热器加热快、体积小、安装简便，适用于加热温差大、噪声小的场合。螺旋板式换热器，造价低、体积小，但易窜水，适用于供暖换热。不锈钢板式换热器，热效率高拆装方便，造价较高，易堵塞，适用于空调水系统换热。波纹管系列换热器，承受压力高，不易堵塞，耐腐蚀，

3、换热效率较高，适用于区域供暖。浮动盘管系列汽水换热器，换热效率较高，能自动除去附着在管外的脆性水垢，适用于水质较差的供暖换热。2、 换热器的选用国家标准图T909（一）列出了水-水换热器的系列，有Dg150、200、300、400四种，设备最大工作压力为Pg=1.6MPa（Dg150、200、300）; Pg=1.0MPa（Dg400）。 系统供暖热负荷 Q=86344W 系统循环水量 G=0.86Qtg-th =2971kgh 换热器系统的传热量Q1=8634470=60441W（热力站的热交换器不宜少于两台，当其中一台停止工作时，其余热交换器的供热量，应满足供暖系统负荷的70） 系统采用9

4、570热水供暖，而外网供应的热媒为13080的高温热水。由此选用换热器： 水流方式选用被加热水走在管间。 从性能表11-101供暖通风设计手册找到，当加热水为13080，被加热水为9570，型号为Dg150, v1=0.25（ms），Q=314KW，有效长度L=11m，A=17. 选用制作长度3 m共4组，则总长度34=12 m（一般选择时，应考虑1020的安全量，此处取10）。 对数平均温差 tp=tdtx(tdtx)式中 td热交换器温差较大一端介质的温差， tx热交换器温差较小一端介质的温差， 故 tp=tdtx(tdtx)=50-25(5025)=36.1 算术平均温差 ts=td+t

5、x2 式中 td热交换器温差较大一端介质的温差， tx热交换器温差较小一端介质的温差， ts=td+tx2=50+252=37.5 阻力P查表11-103，当v1=0.25（ms）时，被加热水阻力为 P=( 39.2L+2736)4=(39.23+2736) 4=11414Pa11 KPa 13080加热水的阻力 P=( 118L+393)4=(1183+393) 4=2988Pa3 KPa安装高度根据支架图和表11-100，当Dg150时A1=462 B1=230 4组串联。 H=800+（42-1）462+2304260。 如因4组串联，压力损失过大或受安装高度限制，则可改用并串联方案。当

6、改为并联时，供暖负荷应平分，如2组并联，则每组供热量为Q2=86344W2=43.2KW。其他选择步骤同前，由于当负荷一定时，最小型号的水-水换热器为Dg150，v1=0.25（ms）。故每组换热器的型号为Dg150, v1=0.25（ms），Q=314KW，有效长度L=11m，A=17.除污器1、 除污器的作用除污器的作用是用来清除和过滤管路中的杂志和污垢，以保证系统内水质的洁净，减少阻力和防止堵塞调压板空口及管路。2、 除污器的设置原则采暖系统入口，装在调压装置之前；锅炉房循环水泵吸入口；各种小口径调压装置前；各种换热设备之前；3、除污器的类型立式直通卧式直通角式除污器4、除污器的选型除污

7、器的型号应按接管管径确定。由于除污器连接在采暖回水管上。因采暖回水管的管径DN=50，故根据供暖通风设计手册应选用立式直通除污器，由表11-64可选除污器的型号为Dg50，A=350,B=220，C=130，D1594.5, E=120，F=120.5、 除污器的安装当安装地点用困难时，易采用体积小，不占用使用面积的管道式过滤器。水处理设备的选择及热网补给水系统1、水处理方案的确定热水锅炉对给水水质的要求不同容量、参数的锅炉，按其不同的工作条件、水处理技术水平和长年运行经验，规定了不同的水质要求和锅炉给水水质。我国现行的国家标准工业锅炉水质GB1576-2001规定，对于承压热水锅炉给水应进行

8、锅外水处理，对于额定功率小于等于4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，可采用锅内加药处理，但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督其水质应符合下表热水锅炉锅内加药水处理的水质标准项目锅内加药处理锅外化学处理给水锅水给水锅水悬浮物(mg/L)205总碱度(mmol/L)60.6Ph(25)7101271012溶解氧(mg/L)2) 0.1含油量(mg/L)22水质处理方案的确定 如若对锅炉不进行水处理，水中杂杂质及其危害水垢的存在对锅炉的安全、经济运行危害很大：第一，水垢的导热系数为钢的导热系数的三十分之一；第二，由于水垢导热性差，会使受热面金属壁温升高而过热，使其机械强度显著下降，导致

9、管壁起疱，甚至产生爆管事故；第三，锅炉水管内结垢后，会减少管内流通截面积，增大水循环的流动阻力，破换正常的水循环，严重时会将水管完全堵塞，使管子烧毁，且水垢很难清除，缩短锅炉的使用寿命，故此，必须进行水质处理。水处理原理在水处理工艺中，为除去水中离子状态的杂质，使水得到软化，即要求降低原水（或称生水，即未经软化的水）中的硬度和碱度，以符合和到达锅炉用水的水质标准。a) 过滤：常用的过滤设备是单流式机械过滤器，也是最简单的一种过滤器；b) 氧离子交换软化及除氧：该系统用钠离子交换软化，钠离子交换即可除去水中的暂硬，又可除去永硬，常用的再生剂是食盐NaCl。 水处理方案的确定锅炉的给水处理，按处理

10、工艺和方法分进入锅炉前的预先处理和进入锅炉后的直接在锅内处理的两大类。通常，前者称为锅外水处理，如离子交换、石灰和隔膜分离处理等；后者称为锅内水处理，锅内加药钠盐等处理。在水处理工艺中，为除去水中离子状态的杂质，目前广泛采用的是离子交换法。对于供热锅炉用水，离子交换处理的目的是使水得到软化，即要求降低原水（或称生水，即未经软化的水）中的硬度和碱度，以符合和到达锅炉用水的水质标准，通常采用的是阳离子交换法。水处理设备选择a) 离子交换器b) 浓盐池c) 稀盐池d) 软化水箱 除氧方式的选择由于水中溶解氧、二氧化碳气体对锅炉金属壁面会产生化学和电化学腐蚀，因此必须采取除气措施特别是除氧。 除氧原理

11、及分类气体在液体中的溶解度，除与液体的温度有关外，还与这种气体在液面上的分压力有关。从气体溶解定律可知，任何气体在水中的溶解度是与此气体在水界面上的分压力成正比的。在敞开的设备中将水加热，水温升高，会使气水界面上的水蒸气分压力增大，其他气体的分压力降低，致使其他气体在水中的溶解度减小，当水温达到费点时，此时水界面上的水蒸气压力和外界压力相等，其他气体的分压力都趋于零，水就不再具有溶解气体的能力。 水的除氧方式的分类：a) 热力除氧 热力除氧就是将水加热至沸点，将析出于水面的氧除去的方法。热力除气不仅除去水中溶解氧，而且同时除去其他溶解气体，软水中残剩的碳酸盐碱度，也会在热力除氧器加热时逸出二氧

12、化碳，是碱度有所降低。b) 真空除氧真空除氧也属于热力除氧，所不同的是它利用低温水在真空状态下达到沸腾，从而达到除氧和减少锅炉房自用蒸汽的目的。真空除氧的关键是控制水温和所需的真空度；其次，整个系统要求有良好的密封性能。真空除氧器在运行时，除氧水箱内的水位波动会影响到真空度的变化，为此还要控制除氧水箱的液位，以保持稳定。c) 解析除氧解析除氧是将不含氧的气体与要除氧的软水强烈混合，由于不含氧气体中的氧分压力为零，软水中的氧就扩散到无氧气体中去，从而降低软水的含氧量，已达到其除氧的目的。d) 化学除氧 常见的化学除氧有电化学腐蚀、钢屑除氧和药剂除氧。 钢屑除氧用的是切屑下不久的钢屑，先用碱液漂洗

13、去油污，经热水冲洗干净后再用硫酸溶液处理，使其表面容易氧化。处理后的钢屑装入钢屑除器中，并将其压紧密室。药剂除氧是向给水中加药，使其于水中氧化合成无腐蚀性物质，以达到给水除氧的目的。电化学除氧是人为地在除氧器中使一种金属（常用的是铝）发生电化学腐蚀，当水流经除氧器时将水中溶解的氧消耗殆尽，已达到除氧的目的。 解析除氧装置的特点a) 如要使水界面上的氧气分压力降低，就将界面上的空间充满不含氧的气体来达到。b) 解析除氧装置中，软水用泵以0.40.5MPa送至水喷射器，考后者的引射作用把由反应器来的气体（N2+CO2）吸入，并与水强烈混合。此时，溶解于水中的氧开始向气体扩散，并经扩散器和混合管进入

14、解析器，在其中进行气和水的分离；挡板用以改善分离过程，减少水分的携带。含氧气体（N2+CO2+O2）经解析器空间通往单独设置的电加热的反应器。反应器内盛有“催化脱氧剂”，反应器内的温度为250。在此温度下，含氧气体与催化脱氧剂相遇而反应生成CO2，从反应器出来的是不含氧气体，它被水喷射泵吸走。如此周而复始地进行上述过程。 除氧后的水由解析器流入水箱；为减少水与空气的接触，水箱内放有浮板，将整个水箱内的水面盖住，或采用蒸汽封住水面。气体通向反应器的管路上装有分离器，它可将气体带出的水滴分离出来，并经水封箱排掉。解析除氧装置简单，设备耗钢和成本低。除氧后给水温度低，锅炉省煤器效用就大。 解析除氧设计要求由于影响解析除氧效果的因素很多，例如，反应器周围温度、木炭水含量、负荷变化、水压、水温、解析器水位波动等，这些如若调整不好，会影响除氧效果。故设计时应充分考虑这些因素。1、 固定床逆流钠离子交换器的计算离子交换器的设备种类较多，有固定床、浮动床、流动床等。浮动床、流动床离子交换设备使用于原水水质稳定，软化水压力变化不大，