换热站设计标准_流程
3 定义
本标准采用下列定义。
3.1 板式换热机组： Plate Heat Exchanger Unit
由板式换热器、水泵、变频器、过滤器、阀门、配电箱、仪表及控制系统等组成的智能型换热设备。
3.2 一次侧 Primary Circuit Side
指热量或冷量的提供侧。
3.3 二次侧 Secondary Circuit Side
指热量或冷量的接收侧。
3.4 汽—水换热机组 Steam-Water Heat Exchanger Unit 一次侧介质为蒸汽的板式换热机组。
3.5 水—水换热机组 Water-Water Heat Exchanger Unit 一次侧介质为水的板式换热机组。
4 型号编制
4.1 型号组成及含义
4.1.1 型号中第 1 、 2 位表示板式换热机组：用“板式换热器”和“机组”的头两个字“板机”的汉语拼音大写字
头 BJ 表示。
4.1.2 第 3 位表示二次侧使用范围：生活热水系统——“ S ”：空调系统——“ K ”；一般采暖系统——“ C ”；地板辐射采暖系统——“ F ”；
4.1.3 第 4 位表示热负荷；
4.1.4 第 5 位表示一次热媒的介质：高温热水——“ R ”；蒸汽——“ Z ”；冷水——“ L ”；
4.1.5 第 6 位表示一、二次侧设计压力；
4.1.6 第 7 位表示控制等级，按[表 1]分为两级。
[表 1] 板式换热机组的控制等级
示例：
4.2 型号编制示例：
热负荷 4.0MW ，用于热水采暖系统，一次侧设计压力
1.6Mpa ，二次侧设计压力 0.6Mpa ，一次热媒的介质为高温热水，具有温度控制、水泵变频、热量计量、通讯功能的板式换热机组表示为：
BJC-4.0R1.6/0.6 Ⅱ
5 基本参数
5.1 板式换热机组的额定热负荷应符合[表 2] 的规定。
[表 2 ]板式换热机组的额定热负荷
5.2 板式换热机组的设计温度和压力应符合[表 3 ]的规定
[表 3 ]板式换热机组的设计温度和压力
6 一般要求
6.1 板式换热器的设计、制造检验与验收应符合条例GB/T16409 的规定。
6.1.1 板式换热器的面积按公式（ 1 ）计算
式中：
F —板式换热器的理论计算面积（ m2 ）；
Qn —设计热负荷（ kW ）；
K —传热系数（W/m2 2℃）；
Δ T —换热器的平均温差（℃）。
6.1.2 板式换热器的换热宜采用逆流换热工艺系统。
6.1.3 板式换热器的设计压力取一次侧或二次侧的最高工作压力。
6.1.4 板式换热器的设计温度取一次侧或二次侧的最高工作温度。
6.1.5 计板式换热器板片的材质应根据工艺所使用的水质选取。
6.1.6 单台板式换热器的板片数，不宜大于 150 片。
6.1.7 板式换热器的垫片宜采用非粘结式橡胶垫片。
6.1.8 单一工况下，换热机组中板式换热器不得超过 2 台并联运行，换热机组内不应设置务用板式换热器。
6.2 循环水泵的制造应符合 JB/T53058 的规定。
6.2.1 循环水泵的流量按公式（ 2 ）计算：
式中：
G —循环水泵流量（ t/h ）
T1 —循环水回水温度（℃）；
T2 —循环水供水温度（℃）；
Qn —设计热负荷（ KW ）；
Cp —循环水的平均比热（ KJ/kg ）。
6.2.2 循环水泵扬程按公式（ 3 ）计算：
H0 = H1 + H2 + H3 （ 3 ）
式中：
H0 —循环水泵的扬程（ KPa ）
H1 —热力站内部阻力损失（含换热机组、过滤器、管道）（ KPa ）
H2 —二级网侧最不利环路的阻力（ KPa ）
H3 —最不利用户内部系统阻力（ KPa ）
6.2.3 板式换热机组的额定循环流量小于或等于 200t/h 时，应选用一台循环水泵，额定循环流量大于 200t/h 时，宜选用二台循环水泵并联运行，换热机组内的循环水泵不应设置备用泵。
6.2.4 循环水泵所配电机的设计、制造、测试、检验应条件JB/T8680.2 的规定，并应满足下列要求：
1. 电机应为标准三相鼠笼异步电机，并能与变频器配套运行；
2. 电机的额定电压为（300 ± 10% ） V ，电源频率为（ 50 ± 2 ） HZ ；
3. 电机转矩应能满足水泵在调速范围内的转矩要求；
4. 电机绕组和绝缘应能随来自变频器的电压和电流；
5. 电机应有密封的接线盒，接线端子应连接每个绕组的末端，并保护接地，用铜导线使接线端子和电机形成闭合回路。
6.2.5 循环水泵所变频器的设计、制造、测试和检验应满足下列要求：
1. 变频器应采用晶体模块型，用于三相鼠笼异步电机的无级调速，变频器应适合于电机和负载要求；
2. 每个变频器应包括整流单元、线性电抗器、中间电路、递变单元、控制和电子监测系统、操作面板；
3. 箱体应具有一定的机械强度和严密的结构。防护标准为IP40。箱内弱电及强电系统应独立设置；
4. 变频器所有强电元件应进行机械和电气强度的设计，使其能随大于 20KA 的冲击电流。
5. 变频器的额定值如下。
1 ）电源电压：（380 ± 10% ） V ；
2 ）电源频率：（50 ± 2 ） HZ ；
3 ）功率因数：≈ 0.98 ；
4 ）频率控制范围：（ 0 ～ 50 ） HZ ；
5 ）频率精度： 0.5% ；
6 ）过载能力： 150% ，最小 60s ；
7 ）控制方式：正弦波 PWM 控制。
6. 台变频器的控制系数应具有调节上升的时间和下降时间的线性功能，上升和下降时间应单独可调。
7. 应通过程序设定跳跃频率，应设置动力电缆的接线端子板，电缆接线全部为压接。控制电缆端子板应设置防松件，并用格栅分开不同电压等级的端子。电缆端子应有相序标记、接线编号。所有装置应正确接地，接地端子应有足够的尺寸连接接地系统。
8. 变频器应有下列保护功能：
1 ）过载保护；
2 ）过电压保护；
3 ）瞬间停电保护；
4 ）输出短路保护；
5 ）欠电压保护；
6 ）接地故障保护；
7 ）过电流保护；
8 ）内部温升保护；
9 ）欠相保护。
9. 在故障状态下，应保护电路并报警，水泵和变频器应停
止工作。
10. 变频器应具有模拟量及数字量的输入输出（ I/O ）信号，所有模拟量信号应为（ 4 ～ 20 ） mA 及（ 1 ～ 5 ）V ，变频器应符合电磁兼容的规定。
11. 操作面板应有下列功能：
1 ）变频器的起动、停止；
2 ）变频器参数的设定控制；
3 ）显示设定点和参数；
4 ）显示故障并报警；
5 ）应在变频器前的面板上设文字说明。
6.3 板式换热机组应采用补水泵变频自动补水。补水泵电机、变频器的制造标准和技术条件应符合本标准 6.2.4 、6.2.5 的规定。
6.3.1 补水泵的流量应为循环水泵的流量的 4% 。
6.3.2 补水泵的扬程按公式（ 4 ）确定：
H = Hb + Hx + Hy - h + h0 （ 4 ）
式中：
H —补水泵的扬程（ KPa ）；
Hb —系统补水点的压力（ KPa ）；
Hx —泵的吸入管路阻力（ KPa ）；
Hy —泵的出水管路阻力（ KPa ）；
h —补给水箱最低水位高出系统补水点所产生的静压
（ KPa ）；
h0 —计算富裕量，（ 30 ～ 50 ） KPa 。
6.3.3 换热机组内的补水泵宜设置一台，并不应设置备用泵，且补水泵应满足补给水水温的要求。
6.4 阀门及其它管路附件要求。
6.4.1 换热机组与外界管道接口处使用的关断阀应选用球阀，球阀的制造应符合 GB12237 的规定。
6.4.2水泵的进出口宜选用蝶阀，蝶阀的制造应符合
GB/T12238 的规定。
6.4.3 机组内的循环水泵出口应设置止回阀，止回阀的制造
应符合国家现行标准。
6.4.4 在循环水泵的出口管上，应设置安全阀，安全阀的制造应符合 GB/T12243 的规定。安全阀的管径应为机组回水管管径的 1/4 。安全阀应按设计要求确定开启压力和回座压力。
6.4.5 在换热机组的最低点应设置泄水阀，泄水阀宜选用球阀，泄水阀的管径不得小于 DN20 。
6.4.6 换热机组内的法兰应与管道同心，并应保证螺栓自由出入，法兰螺栓孔应跨中布置，法兰的制造应符合国家现行标准。
6.4.7在一次侧的供水管道上和二次侧的回水管道上均应设置过滤器，并符合下列规定。
1.过滤器应能除去大于或等于
2.0mm 的微粒，滤网应使用不锈钢，并带有龙骨；
2. 过滤器应按介质流向安装，其排污口应朝向便于检修的位置。
6.5 防腐与保温
6.5.1 换热机组内的管道及基座的外表面，均刷涂底漆二道
和面漆一道。
6.5.2 保温应符合下列要求；
1.汽——水换热机组和用于制冷的水——水换热机组，板式换热器和管道应进行保温。
2. 汽——水换热机组保温后的外表面温度不得大于
50 ℃，用于制冷的水——水换热机组保温后其外表面不结露。
3. 板式换热器的保温外护层应为可拆御式的结构。
6.6 控制和测量设备
6.6.1 板式换热机组系统其控制和测量设备的基本要求为：1. 板式换热机组控制由具有测控功能的控制器、电控柜、传感器、执行机构及通讯系统组成。控制器通过与其相连的传感器和执行机构完成对换热器和其它现场设备的数据采
集和控制功能；
2. 传感器和执行机构应包括温度传感器或温度变送器、室外温度传感器、压力变送器、差压变送器、流量计、热量表、液位变送器、电动调节阀、变频器和电磁阀等。
图 6.6.1
6.6.1 .1 I 型换热机组应符合下列要求：1. 监控参数应包括：
1 ）室外温度；
2 ）一、二次侧的供、回水温度；
3 ）一、二次侧的供、回水压力；
4 ）蒸汽的压力、温度；
5 ）凝结水的温度；
6 ）一次侧热量、蒸汽流量；
7 ）二次侧供水流量；
8 ）补水流量、补水水箱水位；
9 ）循环水泵和补水泵的启停及运行状态等。
2. 执行机构应包括一次侧的电动调节阀、二次侧循环水泵变频器、补水泵变频器和电磁阀等；
3. 温度控制应满足：
1 ）用于采暖的机组应由带室外气候补偿的二次侧供、回水温度或二次侧的供、回水平均温度控制一次侧电动调节阀；其它机组应由二次侧供水温度控制一次侧电动调节阀；
2 ）二次侧的供水温度或供、回水平均温度折控制精度为±
2 ℃，压力精度± 10KPa ；
3 ）用于采暖的机组可直接手动设定二次侧的供水温度、回水温度或供回水平均温度来控制一次侧的电动调节阀；可直接手动设定值班采暖的运行模式；可根据一次侧的回水温度来辅助调节一次侧的电动调节阀。
4. 压力控制应满足下列要求：
1 ）应按二次侧设的压力或供、回水压差，来控制二次侧循环水泵的运行频率，取压点的位置应在机组的供、回水管上或在系统的最不利用户的供、回水管上；
2 ）应按设定的补水压力，来控制补水泵的运行频率；
3 ）二次侧应设有电磁阀，当系统超过设定压力时电磁阀开启泄水；
5. 可直接设定二次侧循环水泵的运行频率。
6.6.1 .2 Ⅱ型换热机组应符合下列要求：
1. 应符合 6.6.1 .1 的要求；
2. 机组控制器可在主动和被动方式下与监控中心进行数据通信，通讯协议应为标准的；
3. 控制器应具有显示操作功能，并可对参数、报警设置等进行现场修改和设定。
6.6.2 控制柜应符合下列要求：
1. 控制柜应符合 GB7251 和 BG49421 的规定；
2. 应采用冷弯型钢局部焊接组装的构架，构架零件及专用配套零件均应由型钢制成；
3. 柜内的安装件与构架间应用滚花螺钉连接，整柜应构成完整的接地保护电路；
4. 柜体防护等级不得低于 IP40 ；
5. 绝缘电压不小于 1000V ；
6. 防尘应采用正压风扇和过滤层；
7. 进出线应采用下进下出，柜门上配置的电气测量仪表（电压、电流表），精度等级不应低于 1.5 级。应配置起 / 停、自动 / 手动、信号指标等装置。
6.6.3 传感器和执行机构
6.6.3 .1 电动调节阀应符合下列要求：
1. 宜选用具有线形或对数流量特性的阀门：
2. 水阀门的口径应按公式（ 5 ）、（ 6 ）计算流通能力选取；蒸汽阀门的口径应按制造厂家提供的图表或程序计算选取。阀门应满足控制对象对阀门控制比率的要求，控制比率不应低于 30 ，不能满足时应采用多阀并联。
（ 5 ）
（ 6 ）
式中：
R —控制比率；
Kv —所需阀门流通能力（ t/h ）；
Q —阀门设计流量（ t/h ）；
Δ P —阀门设计压降（ Bar ）；
Kvs —系统最大流量时阀门流通能力（ t/h ）；
Kvt —系统最小流量时阀门流通能力（ t/h ）；
3. 应按系统的介质类型、温度和压力等级选定阀体材料，满足运行和安全要求；
4. 阀门的最大关闭压力应高于所控制环路可能出现的最大压差值，否则应设置差压控制器；
5. 电动调节阀在调节过程中阀权度应不低于 30% ，且不应出现气蚀现象，阀权度按公式（ 7 ）计算：
（ 7 ）
式中：
H —阀权度；
Δ p —阀门全开时压降（ Bar ）；
Δ ps —换热机组系统压降（ Bar ）；
6. 以蒸汽为介质的电动调节阀应具有断电自动关闭功能；
7. PN1.6Mpa 阀门阀体采用灰铸铁， PN2.5Mpa 阀体应采用球墨铸铁或铸钢。
6.6.3 .2 温度计和压力表应符合下列要求：
1. 安装位置应能反映真实测量值，且易于读取。
2. 应按被测参数的测量误差要求和量程范围确定，最高测量值不应超过设计量程的 70% 。
6.6.3 .3 温度传感器或变送器应符合下列要求：
1. 温度测量范围应满足被测参数要求，最大偏差不得大于
2 ℃。
2. 温度传感器部分时间常数对于室外温度不应大于 10 分钟，对于工作介质不应大于 40s 。
6.6.3 .4 流量计和热量表应符合下列要求：
1. 计量精度应不低于 2 级，水系统宜采用超声波热量表和电磁流量计，蒸汽系统宜采用孔板和涡街流量计。
2. 应有断电自动保持数据功能。
6.6.3 .5 电缆应符合下列要求：
1. 机组电缆敷设应采用桥架和穿管，信号线应采用屏蔽线。
2. 电缆应符合 GB12706 的规定。
6.7 机组整体组装要求
6.7.1 机组设计应符合下列要求：
1. 设备和管路的布置，要做到外形美观、管道接口流畅、阻力损失小、检修方便、便于操作和观测；
2. 机组的底座和支撑结构应有足够的强度和稳定性；板式换热器的两侧应留出维修空间；
3. 循环水泵的出口，应避开板式换热器，设置一个带阀门的旁通管道，管径同水泵出口管径；
4. 循环水泵电机功率大于或等于 18.5KW 的系统，应在循环水泵的入口和出口设置一个带止回阀的旁通管，管径同循