隨著城市現(xiàn)代化的不斷提高，集中供熱事業(yè)在我國北方大部分城市迅速發(fā)展起來，城市集中供熱的運行方式日趨成熟。目前大多采用的是熱源—一級管網(wǎng)——熱力站——二級管網(wǎng)——熱用戶的供熱系統(tǒng)形式。一級管網(wǎng)與熱用戶的連接方式基本采用間接連接方式，一、二級管網(wǎng)通過熱力站的熱交換而形成各自獨立的系統(tǒng)，在熱力站中，換熱器和循環(huán)泵分別肩負著熱量交換和二級回水的加壓重任，因此在熱力站的設計中換熱器與循環(huán)泵的合理布置尤為重要。
一、換熱站概述

      集中供熱系統(tǒng)中換熱站是供熱網(wǎng)路與熱用戶的連接場所。它的作用是將熱網(wǎng)輸送的熱媒加以調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換，向熱用戶系統(tǒng)分配熱量以滿足用戶需求，并根據(jù)需要，進行集中計量、檢測供熱熱媒的參數(shù)和數(shù)量。目前供熱行業(yè)大多用到的是間接換熱站，將熱源與熱用戶分隔為一級和二級熱力系統(tǒng)。該換熱站就是熱源通過一級管網(wǎng)輸送來的高溫高壓熱水進入換熱器將二級管網(wǎng)中的熱用戶系統(tǒng)回水加熱，經(jīng)換熱器加熱的二級管網(wǎng)熱水沿熱水供應網(wǎng)路的供水管，輸送到各用戶，系統(tǒng)中設置熱水供應循環(huán)水泵和循環(huán)管路，使熱水能不斷地循環(huán)流動，達到供暖的目的。在該系統(tǒng)中形成相對獨立的兩套循環(huán)系統(tǒng)。

二、換熱器與循環(huán)泵的布置方案
      換熱站內(nèi)的主要設備是換熱器、循環(huán)水泵、水處理設備、補水定壓設備及對管路流量、熱量的調(diào)節(jié)控制設備。站內(nèi)最關鍵的設備就是換熱器和循環(huán)泵。換熱器負責一、二級管網(wǎng)的熱交換；循環(huán)泵負責用戶系統(tǒng)的回水加壓，以滿足熱水供至管路終端用戶。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，循環(huán)水泵一般可以有兩種布置方式。布置方式一是對于熱用戶來講放置在換熱器前端，如圖（一）所示；布置方式二是對于熱用戶來講放置在換熱器后端，如圖（二）所示。
      換熱站二級管網(wǎng)的工作原理分別是：
      循環(huán)泵放置在換熱器前端，即在熱用戶系統(tǒng)中放熱后的回水進入換熱站，先行流經(jīng)循環(huán)泵，對水流進行加壓處理后，低溫回水再經(jīng)過換熱器與一級管網(wǎng)的高溫高壓熱水進行熱量交換，變成符合熱用戶系統(tǒng)溫度和壓力的供水，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)和分配，輸送到不同的熱用戶室內(nèi)系統(tǒng)。
      循環(huán)泵放置在換熱器后端，即在熱用戶系統(tǒng)中放熱后的回水進入換熱站，先行流經(jīng)換熱器，低溫回水經(jīng)過換熱器與一級管網(wǎng)的高溫高壓熱水進行熱量交換，再進入循環(huán)泵，對水流進行加壓處理后，變成符合熱用戶系統(tǒng)溫度和壓力的熱用戶供水，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)和分配，輸送到不同的熱用戶室內(nèi)系統(tǒng)。

三、方案比較
      根據(jù)這兩種方式的不同布置，對于換熱站的系統(tǒng)運行及熱用戶的供熱效果有什么樣的影響呢？
我們一起來分析一下：
      對于方式一，熱用戶的低溫低壓回水先行進入循環(huán)泵，則對于循環(huán)泵的溫度要求較低，只需考慮系統(tǒng)的總阻力，能夠滿足最末端用戶的需求即可，循環(huán)泵出口的壓力值為系統(tǒng)中的壓力最高點，由于一般的板式換熱器對水流產(chǎn)生一定的流動阻力，當用戶回水經(jīng)過換熱器后，即可消減部分壓力，換熱站出口及熱用戶入口的水壓相對低一些，對于熱用戶室內(nèi)系統(tǒng)來說，運行壓力較低，可很好的保證散熱設備的正常運行和穩(wěn)定的壓力。但對于換熱器的要求相對提高，由于加壓的回水對于換熱器的沖擊，換熱器二次側(cè)所承受的壓力較大，對換熱器的耐壓等級和密封墊有較高要求。其水壓圖如圖（三）所示。
      如圖中所示，AB段是用戶回水先經(jīng)過循環(huán)泵后加壓后的水壓線，BC段為經(jīng)過換熱器的一個壓降過程，CD段為換熱站出口至用戶入口系統(tǒng)的壓降情況，DE段為用戶室內(nèi)系統(tǒng)的壓降，EF段為經(jīng)過用戶系統(tǒng)放熱后的回水水壓線。
      對于方式二，二級回水在熱用戶室內(nèi)系統(tǒng)及管路中放熱后，沿途損失了大部分壓力，此時低溫低壓回水進入換熱器，流經(jīng)換熱器的流速較低，要克服換熱器內(nèi)的阻力，就必須保證回水在進入換熱器前至少還要保持必要的壓力，這就意味著，水流在熱用戶系統(tǒng)中必須保持一個較高的壓力，以保證回到換熱站后順利流經(jīng)換熱器，對于承壓能力較低的熱用戶系統(tǒng)是很危險的，難免會有散熱器爆裂或滴冒跑漏的問題。但對于換熱器的壓力沖擊較小，便于換熱器的維修保養(yǎng)和延長使用壽命。經(jīng)換熱后的水流進入循環(huán)泵加壓后，給熱用戶供出。其水壓圖如圖（四）所示。
      如圖中所示，AB段為用戶回水進入換熱站的水壓線，BC段為回水先經(jīng)過換熱器后的壓降，后經(jīng)過循環(huán)泵的加壓至D點，DE段為換熱站出口至用戶入口系統(tǒng)的壓降情況，EF段用戶室內(nèi)系統(tǒng)的壓降，F(xiàn)A段為經(jīng)過用戶系統(tǒng)放熱后的回水水壓線。
      經(jīng)過兩個水壓圖的比較，可以清晰的看到，系統(tǒng)的最低壓力均為10米，而最高壓力點在方式二中增加到90米，且對于用戶系統(tǒng)來說系統(tǒng)中始終保持一個較高的壓力，用來克服進入換熱站后順利流通換熱器的阻力，對用戶系統(tǒng)的壓力等級要求較高。
      綜上所述，結(jié)合換熱站運行情況的分析比較后，總結(jié)出換熱站內(nèi)循環(huán)泵放置在換熱器出口處存在以下弊端：

      （1）二級網(wǎng)循環(huán)水先流經(jīng)換熱器，再經(jīng)過循環(huán)泵，使循環(huán)泵長期處于高溫運行狀態(tài)中，對水泵的壽命會有較大影響。
      （2）由于水溫較高，循環(huán)泵入口處的汽化壓力會降低，使此處的水極易產(chǎn)生汽化，導致水泵葉輪產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，影響水泵的工作性能，不利于安全運行。
      （3）補水系統(tǒng)的定壓點在循環(huán)泵的入口處，由于補水溫度低，循環(huán)水溫度高，過大的溫差會造成較大的水流沖擊，不利于運行的安全和穩(wěn)定。
      （4）由于循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)泵加壓后直接輸送至熱用戶端，對于用戶系統(tǒng)來說，須承受較高的系統(tǒng)壓力，對用戶系統(tǒng)的運行維護及壽命都有一定影響。

四、優(yōu)化應用
      循環(huán)泵到底放置在系統(tǒng)的什么位置比較合理呢？筆者認為應該根據(jù)不同的用熱系統(tǒng)進行分析，在不同的用熱系統(tǒng)中考慮運用兩種不同的布置方式，進行優(yōu)化處理，以取長補短。
      方式一在目前是比較常用的一種布置方式，普遍適用于各種采暖系統(tǒng)中，最適合用于承壓能力低的暖氣片系統(tǒng)換熱站中，但對于樓層較高的高層住宅鑄鋼暖氣片系統(tǒng)不是很理想，由于高層住宅系統(tǒng)的補水定壓壓力較高，而一般的定壓點都在循環(huán)泵的入口處，則循環(huán)泵出口的壓力很高，有的系統(tǒng)能達到1.0MPa，此時的高壓回水進入換熱器對于換熱器的壓力沖擊是很大的，可以考慮采用方式二的布置原則，鑄鋼暖氣片的承壓能力相對較高，一般能夠達到1.0MPa，完全能夠滿足系統(tǒng)的運行壓力。方式二可以用于低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的換熱站中，二級回水經(jīng)過換熱器后的溫度一般在60℃以下，這個溫度對于循環(huán)泵的壽命影響相對較小，對于由于高溫熱水所帶來的弊端有所減少，因此可以采用。

結(jié) 論
      綜上所述，根據(jù)不同的采暖系統(tǒng)和供暖方式采用不同的布置形式，方式一可普遍用于大多數(shù)采暖系統(tǒng)換熱站中，方式二可用于高層建筑高區(qū)的鑄鋼暖氣片采暖系統(tǒng)、低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的換熱站中。布置形式可根據(jù)實際情況靈活運用，也可結(jié)合使用，以最大的節(jié)能優(yōu)化方式實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的供暖服務。