隨著(zhù)城市現代化的不斷提高，集中供熱事業(yè)在我國北方大部分城市迅速發(fā)展起來(lái)，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(hù)的供熱系統形式。一級管網(wǎng)與熱用戶(hù)的連接方式基本采用間接連接方式，一、二級管網(wǎng)通過(guò)熱力站的熱交換而形成各自獨立的系統，在熱力站中，換熱器和循環(huán)泵分別肩負著(zhù)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

      集中供熱系統中換熱站是供熱網(wǎng)路與熱用戶(hù)的連接場(chǎng)所。它的作用是將熱網(wǎng)輸送的熱媒加以調節、轉換，向熱用戶(hù)系統分配熱量以滿(mǎn)足用戶(hù)需求，并根據需要，進(jìn)行集中計量、檢測供熱熱媒的參數和數量。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(hù)分隔為一級和二級熱力系統。該換熱站就是熱源通過(guò)一級管網(wǎng)輸送來(lái)的高溫高壓熱水進(jìn)入換熱器將二級管網(wǎng)中的熱用戶(hù)系統回水加熱，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(hù)，系統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(dòng)，達到供暖的目的。在該系統中形成相對獨立的兩套循環(huán)系統。

二、換熱器與循環(huán)泵的布置方案
      換熱站內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、熱量的調節控制設備。站內最關(guān)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(hù)系統的回水加壓，以滿(mǎn)足熱水供至管路終端用戶(hù)。根據以往的工作經(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(hù)來(lái)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(hù)來(lái)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(hù)系統中放熱后的回水進(jìn)入換熱站，先行流經(jīng)循環(huán)泵，對水流進(jìn)行加壓處理后，低溫回水再經(jīng)過(guò)換熱器與一級管網(wǎng)的高溫高壓熱水進(jìn)行熱量交換，變成符合熱用戶(hù)系統溫度和壓力的供水，經(jīng)過(guò)流量調節和分配，輸送到不同的熱用戶(hù)室內系統。
      循環(huán)泵放置在換熱器后端，即在熱用戶(hù)系統中放熱后的回水進(jìn)入換熱站，先行流經(jīng)換熱器，低溫回水經(jīng)過(guò)換熱器與一級管網(wǎng)的高溫高壓熱水進(jìn)行熱量交換，再進(jìn)入循環(huán)泵，對水流進(jìn)行加壓處理后，變成符合熱用戶(hù)系統溫度和壓力的熱用戶(hù)供水，經(jīng)過(guò)流量調節和分配，輸送到不同的熱用戶(hù)室內系統。

三、方案比較
      根據這兩種方式的不同布置，對于換熱站的系統運行及熱用戶(hù)的供熱效果有什么樣的影響呢？
我們一起來(lái)分析一下：
      對于方式一，熱用戶(hù)的低溫低壓回水先行進(jìn)入循環(huán)泵，則對于循環(huán)泵的溫度要求較低，只需考慮系統的總阻力，能夠滿(mǎn)足最末端用戶(hù)的需求即可，循環(huán)泵出口的壓力值為系統中的壓力最高點(diǎn)，由于一般的板式換熱器對水流產(chǎn)生一定的流動(dòng)阻力，當用戶(hù)回水經(jīng)過(guò)換熱器后，即可消減部分壓力，換熱站出口及熱用戶(hù)入口的水壓相對低一些，對于熱用戶(hù)室內系統來(lái)說(shuō)，運行壓力較低，可很好的保證散熱設備的正常運行和穩定的壓力。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(hù)回水先經(jīng)過(guò)循環(huán)泵后加壓后的水壓線(xiàn)，BC段為經(jīng)過(guò)換熱器的一個(gè)壓降過(guò)程，CD段為換熱站出口至用戶(hù)入口系統的壓降情況，DE段為用戶(hù)室內系統的壓降，EF段為經(jīng)過(guò)用戶(hù)系統放熱后的回水水壓線(xiàn)。
      對于方式二，二級回水在熱用戶(hù)室內系統及管路中放熱后，沿途損失了大部分壓力，此時(shí)低溫低壓回水進(jìn)入換熱器，流經(jīng)換熱器的流速較低，要克服換熱器內的阻力，就必須保證回水在進(jìn)入換熱器前至少還要保持必要的壓力，這就意味著(zhù)，水流在熱用戶(hù)系統中必須保持一個(gè)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(hù)系統是很危險的，難免會(huì )有散熱器爆裂或滴冒跑漏的問(wèn)題。但對于換熱器的壓力沖擊較小，便于換熱器的維修保養和延長(cháng)使用壽命。經(jīng)換熱后的水流進(jìn)入循環(huán)泵加壓后，給熱用戶(hù)供出。其水壓圖如圖（四）所示。
      如圖中所示，AB段為用戶(hù)回水進(jìn)入換熱站的水壓線(xiàn)，BC段為回水先經(jīng)過(guò)換熱器后的壓降，后經(jīng)過(guò)循環(huán)泵的加壓至D點(diǎn)，DE段為換熱站出口至用戶(hù)入口系統的壓降情況，EF段用戶(hù)室內系統的壓降，FA段為經(jīng)過(guò)用戶(hù)系統放熱后的回水水壓線(xiàn)。
      經(jīng)過(guò)兩個(gè)水壓圖的比較，可以清晰的看到，系統的最低壓力均為10米，而最高壓力點(diǎn)在方式二中增加到90米，且對于用戶(hù)系統來(lái)說(shuō)系統中始終保持一個(gè)較高的壓力，用來(lái)克服進(jìn)入換熱站后順利流通換熱器的阻力，對用戶(hù)系統的壓力等級要求較高。
      綜上所述，結合換熱站運行情況的分析比較后，總結出換熱站內循環(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(guò)循環(huán)泵，使循環(huán)泵長(cháng)期處于高溫運行狀態(tài)中，對水泵的壽命會(huì )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(huì )降低，使此處的水極易產(chǎn)生汽化，導致水泵葉輪產(chǎn)生汽蝕現象，影響水泵的工作性能，不利于安全運行。
      （3）補水系統的定壓點(diǎn)在循環(huán)泵的入口處，由于補水溫度低，循環(huán)水溫度高，過(guò)大的溫差會(huì )造成較大的水流沖擊，不利于運行的安全和穩定。
      （4）由于循環(huán)水經(jīng)過(guò)循環(huán)泵加壓后直接輸送至熱用戶(hù)端，對于用戶(hù)系統來(lái)說(shuō)，須承受較高的系統壓力，對用戶(hù)系統的運行維護及壽命都有一定影響。

四、優(yōu)化應用
      循環(huán)泵到底放置在系統的什么位置比較合理呢？筆者認為應該根據不同的用熱系統進(jìn)行分析，在不同的用熱系統中考慮運用兩種不同的布置方式，進(jìn)行優(yōu)化處理，以取長(cháng)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中，最適合用于承壓能力低的暖氣片系統換熱站中，但對于樓層較高的高層住宅鑄鋼暖氣片系統不是很理想，由于高層住宅系統的補水定壓壓力較高，而一般的定壓點(diǎn)都在循環(huán)泵的入口處，則循環(huán)泵出口的壓力很高，有的系統能達到1.0MPa，此時(shí)的高壓回水進(jìn)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(mǎn)足系統的運行壓力。方式二可以用于低溫熱水地板輻射采暖系統的換熱站中，二級回水經(jīng)過(guò)換熱器后的溫度一般在60℃以下，這個(gè)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(lái)的弊端有所減少，因此可以采用。

結 論
      綜上所述，根據不同的采暖系統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采暖系統換熱站中，方式二可用于高層建筑高區的鑄鋼暖氣片采暖系統、低溫熱水地板輻射采暖系統的換熱站中。布置形式可根據實(shí)際情況靈活運用，也可結合使用，以最大的節能優(yōu)化方式實(shí)現優(yōu)質(zhì)的供暖服務(wù)。