随着城市现代化的不断提高，集中供热事业在我国北方大部分城市迅速发展起来，城市集中供热的运行方式日趋成熟。目前大多采用的是热源—一级管网——热力站——二级管网——热用户的供热系统形式。一级管网与热用户的连接方式基本采用间接连接方式，一、二级管网通过热力站的热交换而形成各自独立的系统，在热力站中，换热器和循环泵分别肩负着热量交换和二级回水的加压重任，因此在热力站的设计中换热器与循环泵的合理布置尤为重要。
一、换热站概述
集中供热系统中换热站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户需求，并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。目前供热行业大多用到的是间接换热站，将热源与热用户分隔为一级和二级热力系统。该换热站就是热源通过一级管网输送来的高温高压热水进入换热器将二级管网中的热用户系统回水加热，经换热器加热的二级管网热水沿热水供应网路的供水管，输送到各用户，系统中设置热水供应循环水泵和循环管路，使热水能不断地循环流动，达到供暖的目的。在该系统中形成相对独立的两套循环系统。
二、换热器与循环泵的布置方案
换热站内的主要设备是换热器、循环水泵、水处理设备、补水定压设备及对管路流量、热量的调节控制设备。站内最关键的设备就是换热器和循环泵。换热器负责一、二级管网的热交换；循环泵负责用户系统的回水加压，以满足热水供至管路终端用户。根据以往的工作经验，循环水泵一般可以有两种布置方式。布置方式一是对于热用户来讲放置在换热器前端，如图（一）所示；布置方式二是对于热用户来讲放置在换热器后端，如图（二）所示。
换热站二级管网的工作原理分别是：
循环泵放置在换热器前端，即在热用户系统中放热后的回水进入换热站，先行流经循环泵，对水流进行加压处理后，低温回水再经过换热器与一级管网的高温高压热水进行热量交换，变成符合热用户系统温度和压力的供水，经过流量调节和分配，输送到不同的热用户室内系统。
循环泵放置在换热器后端，即在热用户系统中放热后的回水进入换热站，先行流经换热器，低温回水经过换热器与一级管网的高温高压热水进行热量交换，再进入循环泵，对水流进行加压处理后，变成符合热用户系统温度和压力的热用户供水，经过流量调节和分配，输送到不同的热用户室内系统。
三、方案比较
根据这两种方式的不同布置，对于换热站的系统运行及热用户的供热效果有什么样的影响呢？
我们一起来分析一下：
对于方式一，热用户的低温低压回水先行进入循环泵，则对于循环泵的温度要求较低，只需考虑系统的总阻力，能够满足最末端用户的需求即可，循环泵出口的压力值为系统中的压力最高点，由于一般的板式换热器对水流产生一定的流动阻力，当用户回水经过换热器后，即可消减部分压力，换热站出口及热用户入口的水压相对低一些，对于热用户室内系统来说，运行压力较低，可很好的保证散热设备的正常运行和稳定的压力。但对于换热器的要求相对提高，由于加压的回水对于换热器的冲击，换热器二次侧所承受的压力较大，对换热器的耐压等级和密封垫有较高要求。其水压图如图（三）所示。
如图中所示，AB段是用户回水先经过循环泵后加压后的水压线，BC段为经过换热器的一个压降过程，CD段为换热站出口至用户入口系统的压降情况，DE段为用户室内系统的压降，EF段为经过用户系统放热后的回水水压线。
对于方式二，二级回水在热用户室内系统及管路中放热后，沿途损失了大部分压力，此时低温低压回水进入换热器，流经换热器的流速较低，要克服换热器内的阻力，就必须保证回水在进入换热器前至少还要保持必要的压力，这就意味着，水流在热用户系统中必须保持一个较高的压力，以保证回到换热站后顺利流经换热器，对于承压能力较低的热用户系统是很危险的，难免会有散热器爆裂或滴冒跑漏的问题。但对于换热器的压力冲击较小，便于换热器的维修保养和延长使用寿命。经换热后的水流进入循环泵加压后，给热用户供出。其水压图如图（四）所示。
如图中所示，AB段为用户回水进入换热站的水压线，BC段为回水先经过换热器后的压降，后经过循环泵的加压至D点，DE段为换热站出口至用户入口系统的压降情况，EF段用户室内系统的压降，FA段为经过用户系统放热后的回水水压线。
经过两个水压图的比较，可以清晰的看到，系统的最低压力均为10米，而最高压力点在方式二中增加到90米，且对于用户系统来说系统中始终保持一个较高的压力，用来克服进入换热站后顺利流通换热器的阻力，对用户系统的压力等级要求较高。
综上所述，结合换热站运行情况的分析比较后，总结出换热站内循环泵放置在换热器出口处存在以下弊端：
（1）二级网循环水先流经换热器，再经过循环泵，使循环泵长期处于高温运行状态中，对水泵的寿命会有较大影响。
（2）由于水温较高，循环泵入口处的汽化压力会降低，使此处的水极易产生汽化，导致水泵叶轮产生汽蚀现象，影响水泵的工作性能，不利于安全运行。
（3）补水系统的定压点在循环泵的入口处，由于补水温度低，循环水温度高，过大的温差会造成较大的水流冲击，不利于运行的安全和稳定。
（4）由于循环水经过循环泵加压后直接输送至热用户端，对于用户系统来说，须承受较高的系统压力，对用户系统的运行维护及寿命都有一定影响。
四、优化应用
循环泵到底放置在系统的什么位置比较合理呢？笔者认为应该根据不同的用热系统进行分析，在不同的用热系统中考虑运用两种不同的布置方式，进行优化处理，以取长补短。
方式一在目前是比较常用的一种布置方式，普遍适用于各种采暖系统中，最适合用于承压能力低的暖气片系统换热站中，但对于楼层较高的高层住宅铸钢暖气片系统不是很理想，由于高层住宅系统的补水定压压力较高，而一般的定压点都在循环泵的入口处，则循环泵出口的压力很高，有的系统能达到1.0MPa，此时的高压回水进入换热器对于换热器的压力冲击是很大的，可以考虑采用方式二的布置原则，铸钢暖气片的承压能力相对较高，一般能够达到1.0MPa，完全能够满足系统的运行压力。方式二可以用于低温热水地板辐射采暖系统的换热站中，二级回水经过换热器后的温度一般在60℃以下，这个温度对于循环泵的寿命影响相对较小，对于由于高温热水所带来的弊端有所减少，因此可以采用。
结 论
综上所述，根据不同的采暖系统和供暖方式采用不同的布置形式，方式一可普遍用于大多数采暖系统换热站中，方式二可用于高层建筑高区的铸钢暖气片采暖系统、低温热水地板辐射采暖系统的换热站中。布置形式可根据实际情况灵活运用，也可结合使用，以最大的节能优化方式实现优质的供暖服务。
参考文献
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