设备－论坛 文章编号：１６７１—０７１１（２０１３）０２—００３１—０３ ｜Ｉ、誉 ’＾ 智能供热（水一水）机组选型 杨 瑞 （邹县发电厂热力公司，山东邹城２７３５００） 摘要：从安全性、可靠性、经济性三个角度阐述了智能供热冰—水）机组关键部分的选型依据。 关键词：智能供热机组；选型；经济性 中图分类号：ＴＭ６２１．４ 文献标识码：Ｂ 板式换热机组参数选择、板式换热器选型、水泵、电 机及变频器选型、阀门选择、控制系统选择决定了机组的 安全性、可靠性、经济性、维修周期等因素，是智能水一 水供热机组的选择关键性因素。以下结合邹县发电厂热力 公司前期工程设计、调试及运行情况，对智能供热（水一水） 机组的选择进行分析。 一、选型 图１热力系统 １．供热机组热力系统 网的经济性需要提高供热机组的运行参数，参考国内稳定 性、可靠性、经济性较好地区的供热机组设计参数，选用 以下指标（表１）。 ３．板式换热器选型 ｆ１）安全性 依据管网冲洗需要分别设计一、二次侧冲洗旁路；二 次侧设计旋流除污器；为满足人工冲洗需要，板换一、二 次侧设有冲洗用短接。热力系统如图１所示。 ２．供热机组参数的选择 供热机组参数的选择制约热网的管材投资，为提高热 ①板片材质的选择决定了板片的使用寿命。根据板片 表６在ＢＦＳ＋＋中磨煤机部件预警处理（表单格式） 部件清单 部件寿命信息（变更） 设计寿命 二级预警寿命限值 一级预警寿命限值 原值 更改值 累计运行 原值 更改值 原值 更改值 四、总结 在寿命管理系统运行后，磨煤机检修以ＢＦＳ＋＋中寿命管 理为基础，通过预警和分析来确定磨煤机检修及部件寿命 情况，取得较好的效果，磨煤机大修周期从原来的１ １ Ｏ００ｈ 延长至１４ ０００ｈ，相当于１年节省３台磨煤机大修费用，提高 了磨煤机运行的可靠性，基于寿命管理的磨煤机检修取得 较好的降低检修成本的效果。 ８０Ｏ０ｏ ８Ｏ０ｏｏ ｈ ５Ｏ７ｌ６ ｈ ６４Ｏｏｏ ４０ｏＯＪ６ ｈ ７２０００１７２０００ｆ ｈ 次数 次数 １次数 ｝ ｝次数 ＰＩ点 ｌ＿１０ＨＦＣ６０ 开标识 ”ｌ” 预警 名 ＭＯＯ１＿ＸＢ０１ 时间 运行 关标识 ”０” 安装 标识 时间 ２００３－１２－９ ５０ 无需处理 部件 处理 设备检 处理 ＩＤ ８６ 由 修周期 ３Ｏ００ 类型 ／｝ｌ 参考文献： ［１】庹兴亮，杨远忠，卢练响等．国华台山电厂设备全寿命周期管理项 目的研究与探讨【Ｃ】．２０１０年全国发电企业设备检修技术大会论 文集：４７１－４７８． 序号 预警 预警 部件 处理类型 设计寿命／ｌｌ 累｝佳 状态 时间 名称 １ 处理中 獗黼 元需处理 ２ 处理中 ８０００Ｏ ５Ｏ７１７ ｌ３ ５ｌ７ ＩＤ ８６ ８７ ３ 处理中 磨碗 无需处理 １２０ｏｏ 衬板 叶轮 无需处理 １２０００ 装置 １３５１７ ８８ 收稿日期：２０１２—０８—２２ 【编辑：郭霄】 ｅｏ１３￣２Ｐ］ Ｉ中国设备工程 ３１ ｌ文 ＿ ｉ 表１供热机组供热参数 压力／ＭＰａ 一级网温度，℃ 二级网温度／℃ 一级网 二级网 供水 回水 供水 地暖 非地暖 回水 供水 回水 ｌ＿６ １．０ １３Ｏ ７０ ６０ ５０ ８０ ６０ 的化学及机械性能，板片优选ＡＩＳＩ３１６Ｌ钢材或具有同等性质 的材质，并进行必要的处理，保证板片具有良好的耐氯离 子腐蚀性能。 ②板片厚度选择０．４—０．６ｒａｍ，做渗透检验和放大镜检验。 ③板片外观及性能应符合ＪＩＳ Ｇ４０３５《不锈钢冷扎钢及 钢带技术要求》或ＧＢＴ１６４０９－－１９９６（（板式换热器》。 ④板片之间采用互锁结构，保证板束的整体结构牢固。 ⑤板片夹紧尺寸偏差为Ａ±１．０％ｍｍ，且板片连续使用 寿命应保证大于２０年。 （２）可靠性 ①为保证机组的可靠性，板片数目及面积选择应依据 如下原则：单台换热器的板片数不得大于１５０片，提供的单 板换热器面积规格不得超过三种；板片面积应预留２０％的富 裕量，留有２０％的板片增容能力。 ②垫片的型式及材质对换热器的运行可靠性有决定性 的影响。板式换热器垫片选内嵌免胶粘垫片，垫片材质为 ＥＰＤＭ，保证使用寿命≥５年。在预紧状态下，设计压力为１． ６ＭＰａ，介质温度为１３０￣Ｃ热水的条件下，泄漏率为零。 ③板式换热器接口材质选用ｓＳ不锈钢衬套。 ④机组总换热量小于８Ｍｗ的换热机组采用一台板式换 热器。不论机组换热量的大小，不允许三台或三台以上板 式换热器并联。 ⑤在实际水质条件下选择合适的污垢系数（０．７～０．８１， 并保证在两个采暖季内不用清洗。 （３）经济性 ①机组一次侧最大压降５０ｋＰａ；机组二次侧最大压降 ８０ｋＰａ。 ②供热机组在正常运行时，介质流速一级网小于２．５ｍ／ｓ， 二级网应小于２．Ｏｍ／ｓ。 ４．水泵、电机、变频器选型 （１）水泵 ①安全性 水泵外露转动部分采用有效的封闭措施，以保证人身 与设备安全。 ②可靠性 循环水泵或补水泵选用两台或两台以上并联运行，均 使用变频调速，保证一台备用。水泵为立式、离心型，两 台或以上水泵并联运行时应具备连锁变频功能。水泵采用 ３２ 中国设备工程ｆ ２ｏｌ３年２月 设备・论坛 机械密封。 ③经济性 水泵转速优先选用１５００ｒ／ｍｉｎ。循环水泵功率不超过 ７５ｋＷ，如流量不能满足要求时，可多台泵并联。出厂前叶 轮必须经过二次切削，以保证曲线准确地经过工作点。额 定工况下水泵效率不得低于８０％，７０％额定流量以下时，水 泵效率不得低于７５％。水泵采用变频调速。 （２）电机 ①安全性 电动机选用Ｙ系列三相鼠笼式电动机，电机应满足 ＩＥＣ３４标准或相同等级的其他标准，电机绝缘应满足ＩＥＣ８５．Ｆ 级。电机外壳做好有效的接地措施。配电设备布置应符合 国家标准《１０ｋＶ级以下变电所设计规范》（ＧＢ５００５３－－－９４）的 规定。 ②可靠性 元器件布置应符合《ｆ氐压配电设计规 （ＧＢ５００５４－－－９５１ 相关规定，元件单侧布置。每台控制箱箱门面板上除了应有 的电气元ｉ￣￣Ｉ－，还应加设所对应的循环水泵电流指示表。 ③经济性 电机选择高效电机，可变频运行，功率因素大于０．９。 （３）变频器 ①安全ｌｌ生 变频装置必须保护电机不受共模电压及ｄＶ／ｄｔ应力的影 响。变频装置应设下列保护：过电压、过电流、欠电压、 缺相保护、短路保护、超频保护、失速保护、电机过载保 护、半导体器件的过热保护、瞬时停电保护等，保护的性 能应符合产品标准的规定。变频装置对系统电源的谐波污 染，电流谐波分量应小于１％。 ②可靠性 根据对山东省内知名供热公司的调研，公司变频器选 用可靠性较高的品牌西门子和Ｄａｎｆｏｓｓ ＦＣ系列。变频装置应 能在下列环境湿度下正常工作：最大湿度不超过９ｏ％（２ｏ￣）； 相对湿度变化率每小时５％时不结露。变频装置应能在粉尘 浓度等￣＂１０ｍｇ／ｍ 环境下正常工作。为了确保工频旁路安全 可靠地自动投入运行，变频装置必有能够辨别内部故障和 外部电机侧短路故障的能力，并能将外部短路故障以一个 的接点信号送出。变频装置对电网电压的波动应有较 强的适应能力，变频装置应可以承受１０％的电压下降。在整 个频率调节范围内，被控电动机均能保持正常运行。具有 计算机在线控制、监视、检测、诊断功能及相应的软件。 ③经济性 变频装置的效率达到９８％。频率分辨率＜０．１Ｈｚ。可在 Ｏ％～１００％范围内调速，变频系统在不加任何功率因数补偿 设备・论坛 的情况下输入端功率因数必须达到或超过０．９５。 ５．阀门选型 （１）安全性 ①阀门耐压不低于２．５ＭＰａ，耐温不低于１５０￣Ｃ。正常使 用寿命应不少于１５年。 ②在任何情况下，压差不应使现有的阀门、执行器或 其他部件发生损坏。 ③阀杆、球体采用不锈钢制造，满足ＡＩＳ１３２９标准。阀体 材料应为铸钢，并应符合ＩＳＯ９３３０－－－１／ＤＩＮ１６２６，ＣＪ／Ｔ３０２２－－ ９３或与其相当的标准；球阀阀座应为碳素钢。阀座与球体的 密封材料应为碳强化 ＦＥ。 ④止回阀应为微阻缓闭型，介质反向流动阀门应关闭， 但在最后１０％的关闭行程中，阀瓣的运动必须减慢。关闭时 间为５一ｌＯｓ。止回阀在介质正向流动时，阀瓣能够自由打 开。 ⑤安全阀采用弹簧式安全阀（全启式），选型根据流量大 小选择口径（不低于Ｄ３２）。 ⑥排气、泄水阀采用焊接球阀。 ｆ２１可靠性 ①单板换机组一、二级网进出口均应配备关断阀门， 管径＜￣Ｄ２００采用球阀，管径＞Ｄ２００可采用法兰蝶阀。其他 一、二级网阀门可采用蝶阀。 ②多板换机组一、二级网进出口截断阀采用法兰蝶阀， 一、二级放气、泄水阀采用焊接球阀。 （３）经济性 ①单个阀的流阻系数应≤４。 ②机组关断阀采用球阀，不能够用力调节流量，减少 节流损失。 ③流量调节阀压降不大于０．０５ＭＰａ。 ６．控制系统选型 换热机组按照远程全自动无人值守设计。控制系统应 能够保证热网的安全、可靠和经济运行。 ｆ１）安全性 ①自动补水：补水泵是由二次回水压力控制补水泵的 开启，从而实现二次网回水自动补给。 ②Ａ动卸压功能：当二次侧供水压力高于供水设定值 高限时，开启泄水电磁阀，同时配安全阀，以便实现双保 险。 ③二次侧循环水网防气化保护：即二次网循环泵停止， 电动调节阀关闭并且停电后电动调节阀关闭。 ④开机自检功能：二次侧回水压力没有达到设定值时， 不能启动循环泵而只能开启补水系统补水。 ⑤来电自启满足无人值守功能：板式换热机组在送电 。 ＿ｌｌｌ甓 睡翅 后，在自检后自动按顺序启动。 ⑥失压保护：二次侧回水压力低于低限设定值时，自 动停止循环泵运行，并关闭电动调节阀，自动补水系统投 入运行，开始补水。自动补水系统投入运行后二次侧回水 压力仍继续降低，即发声光信号报警并远传。 ⑦断电保护：停电后自动关闭电动调节阀，切断热源， 控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参 数保持原断电前设置。 ⑧超温保护：二次供水温度超过８５￣Ｃ时，一次侧电动 调节阀关闭。一次回水温度超过７０￣Ｃ时启动高保护， 以一次回水温度为目标控制电动调节阀门开度。一次侧供 水温度超过１３０￣Ｃ时应立即关闭一次侧电动调节阀并报警。 ⑨超压保护：二次供水压力超过设定超高限值循环泵 停止运行并关闭一次侧电动调节阀。 ⑩水箱液位监测及报警保护功能，停补水泵信号由控 制器送出，停泵水位可以人为设定。 （２１可靠性 ①循环水泵控制，实现供水压力和回水压力差值控制， 保证系统最不利点的供、回水压差，从而保证最不利点正 常供暖。压差设定值可由监控系统进行远程设定。 ②顺序启动及泵阀联锁：对于双板双泵两套水循环系 统换热站，当热负荷不足时，只运行一套系统，当第一套 系统的循环水泵发生故障时，应自动启动第二套系统的循 环水泵。换热站循环水泵运行后电动调节阀才自动开启； 当正在运行的循环水泵发生故障时，输出报警信号，循环 泵停机，电动调节阀关闭。 （３）经济性 ①换热机组具有气候补偿和恒温供水功能，即根据气 候的变化自动调节供热量。 ②时间控制程序：定时开、关机，节能模式，制定日、 周、月的分时段供暖。 ③自动监控热网参数，调节热负荷及调节二次侧最不 利点的正常取暖，保证一定的水力平衡、热力平衡，从而 保证热网平衡。 二、结语 从安全性、可靠性、经济性三个角度对智能供热（水一 水）机组核心部分的选型原则、选型标准、选型内容等方面 进行落实，可以为企业规模扩展提供第一手的必备指导资 料，可避免机组选型过程中走弯路，为设备选型的准确 性、可靠性、安全性、经济性提供强有力的依据。 收稿日期：２０１１－１２—２１ ［编辑：郭霄】 ２ｏ１３年２月 Ｊ中国设备工程 ３３
