沈阳市热力工程设计研究院辽宁沈阳110000
摘要：集中供热系统中热力站是连接热网与热用户的场所，在供热系统中起到热量的转换、调节、分配、计量、检测的作用。热力站作为供热系统中的一个中枢环节，它是供热系统节能的重要组成部分。在实际的热力站设计中，有许多细节没有引起设计者的重视，导致了整个供热系统的运行的高能耗、高成本。间接连接的集中供热系统中，热力站是供热网路与热用户的连接场所，热力站设计的合理与否，直接关系到整个集中供热系统运行的经济性。热力站设计应合理确定热网管径，并进行设备的合理选型，以确保集中供热系统经济合理的运行。
关键词：热力站；集中供热；设计方法分析
目前，大多数城市都采用集中供热方式，并且在集中供热系统当中，采暖系统热用户与热水网路利用热力站连接，应用的是一种间接连接方式。该方式能显著减少热源的补水率，整个供热网在具体运行过程中，其压力和流量情况不受采暖用户的影响，这样既可以为用户提供更好的工作环境，还能方便对供热网的运行管理工作，促进供热系统有效运行和工作，提高热网工作效率，为人们生活创造良好环境。
1.集中供热热力站的设计方法
在集中供热热力站设计工作中，为促进设计任务顺利完成，必须根据实际情况，综合采取有效对策。具体来说。最为主要的工作是，计算热力网和选择合适的设备。
1.1计算热水网路
热力站设计其中的重要环节包括热网供热管径的大小，热水管网又包括一次热水管网和二次热水管网，其中二次网是将热量送给用户。一级热网和二级热网供热管径的设计是热力站建设的重要步骤之一，在设计过程中，首先要考虑管段的管径，管径的确定是根据各个用户计算流量的总和得出，确定热水管网的主干线及其沿程比摩阻，主干线是管网中平均比摩阻最小。根据热水管网主干线各管段的计算流量和相关表格选用的平均比摩阻数值，确定主干线各管段的管径和相应的实际比摩阻。选用的管径和管段中局部阻力的形式，确定各管段局部阻力的当量长度的总和以及管段的折算长度。简单来说是用面积热指标法估算热力站设计热负荷，由此确定热网计算流量，根据热力网相关规范的要求，热网经济比摩阻采用30-70Pa/m。最后结合热网计算流量和经济比摩阻，对照热水网路水力计算表，即可得出热管网径。
1.2选择主要设备
热力站供热主要设备为换热器，循环水泵等，设计过程中要结合具体情况，综合采取有效对策，促进设计水平提高，从而为人们日常生活营造良好的环境氛围，满足供热和采暖需要。具体来说，在设计工作中，进行设备选择时要注意以下几个问题。
1.2.1换热器
根据集中供热具体需要，采用性能优良、工作可靠、传热性能良好的换热器，通过计算分析，确定换热器及其结构和传热系数，再通过计算得出所需的传热面积。换热器所需传热面积计算公式A=Q&pide;（ηK△tp），在该公式中，A代表传热面积，Q代表换热器传热量，K代表换热器传热系数，可利用厂家样本给出的数据，或参照设计书册或教材给出的方法计算得知。η代表换热器的热效率，取值在0.96-0.99之间，△tp代表换热器进出口端热媒的温差，由t2减t1的差值计算所得。
1.2.2二级热网循环水泵
根据相关规范要求，循环水泵的水泵流量不应小于所有用户的设计流量之和，水泵扬程不应小于换热器、站内管道设备、主干线和最不利用户内部系统阻力之和。热力站实际运行过程中，如果采用质-量调节或用户自主调节，需要采用调速泵。循环水泵总流量等于二级热网循环水量的105%—110%，循环水泵扬程=安全系数×（循环泵出水段的压力损失+除污器至循环水泵入口段压力损失+最不利环路供回水干管压力损失+最不利环路末端用户的压力损失）。压力损失与连接方式、用户入口设备相关，设计时需要做好选择工作，提高设计合理性，促进热力站更好运行和工作。
1.2.3二级热网补水装置
在补水装置选择时，应该严格遵守相关规范要求，补水泵流量为正常补水量的4-5倍，正常补水量宜采用系统水容量的1%。在确定补水泵扬程时，不应该小于补水点压力加30-50kPa，补水泵至少要选用两台，一台使用，一台备用。一旦出现故障时，可以及时进行修复，为水泵有效运行创造良好条件。
1.3热力站运行方式
设计完成后，为促进热力站更好供热，满足人们采暖需要，还要明确工艺流程，对各项设备进行科学合理安排，促进设计水平提高。主要设备为一次网供水、一次网回水、二次网供水、二次网回水，再加上补水泵、止回阀、循环水泵、泄水阀、调节阀等设备，共同促进整个热力站有效运行和工作。在集中供热系统之中，还要合理确定热网管径，科学选择相应型号的设备，为集中供热正常运行创造便利，促进供热效果提升，更好满足人们日采暖需要。
2.集中供热系统热力站的优化
2.1材料轻且强度高
轻钢彩板的重量相对比较轻，仅为混凝土屋面重的1/30甚至1/20，每平方米不足14kg，很大程度地减少了结构的自重，还大大地减少了资金。
2.2一二次侧管的配置
《城镇供热用换热机组》（GB/T28185-2011）第5.1.3条明确规定：一次侧介质（热水时）在管道内的流速应小于2.5m3/s；二次侧介质（热水时）在管道内的流速应小于3.Om3/s。设备及换热机组管路在设计条件下一、二次侧的压力强度均应不大于100kPa。热力站工程中.换热机组的管径要按照《城镇供热用换热机组》中的规定配置，控制在合理范围内，安装配套的阀门，这样就节约了资金，换热机组台数越多节约投资就越明显。
2.3接口阀门的配置
机组一旦出现故障就会使用接口阀门。阀门关闭后，水、系统是否绝对隔离决定机组维修时间。应选双向密封的球阀，因为其关闭性能非常好。
2.4一网补二网技术的应用
传统的热力站内都有水处理装置：软化水箱、软水装置。站内一级网向二级网补水自动补水定压技术的应用，使得不再需要软化水箱、软水装置，很大程度地节约了热力站的建设用地，使整体更为集约化、工厂化。此系统共有三种配置类型：一级网回水压力高于二级网定压值；一级网回水压力和二级网定压值相近；一级网回水压力低于二级网定压值。
2.5配置循环水泵
选择配置优质的单循环泵，在正常使用的情况下不易出现故障。优点是节省了电气保护元气件，节省了变频器，管路、阀门配置简单化，配电系统、控制系统也简单化，电气接线简单化，而且从硬件和软件两方面减少了故障点。尽管单循环泵的价格昂贵，相对而言却节约了投资。最后，对特殊高层建筑可利用静压隔断等成熟技术来解决超压问题。补给水泵定压点位置对供热系统运行安全性和压力工况调节有很大影响，小型供热系统定压点一般设在循环水泵吸入口，网路运行时热网动水压线比静水压线高，而在大型供热系统中因网路阻力损失较大，为使系统运行中供回水压力降低，提高系统安全性和便于调节，常将定压点设在循环水泵旁通管上利用补给水泵连续补水定压方式。
结语：
热力站是供热网与用户连接的重要场所，集中供热是常用的一种方式。为更好满足用户需要，提高供热效果，必须做好热力站设计工作，合理安排各项设施，促进热力站更好运行和工作。在设计过程中，要合理确定热网管径，科学选择相应的设备，促进设计水平提高，从而更好指导热力站施工建设，使其更好运行和工作，满足供暖和用户采暖需要。
参考文献：
[1]王玉伟.试论集中供热热力站的设计方法[J].中国科技纵横,2015(12)
[2]张雪松,汤君亮.试论集中供热热力站的设计方法[J].科学技术创新,2015(29).
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