板式换热机组设计选型.docx

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板式换热机组设计选型

中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/Txxxxxxxx

板式换热机组

PlateHeatExchangerUnit

（征求意见稿）

xxxxxxxx发布xxxxxxxx实施中华人民共和国建设部发布

、/.—

前言

本标准为首次制订的行业标准。

本标准主要对板式换热机组的整机提出需要控制的技术参数和质量指标，关于板式换热器的标准，应按照GB/T16409《板式换热器的标准》执行，本标准不再做特别规定。

按照本标准生产制造的板式换热机组符合《城市热力网设计规范》对热力站的规定。

本标准由建设部标准定额研究所提出。

本标准由建设部城镇建设标准技术归口单位建设部城市建设研究院归口。

本标准起草单位：

中国市政工程华北设计研究院

建设部城市建设研究院

大连九贺热交换设备公司兰州石鲁尔热力工程有限公司APV中国有限公司天津市换热装备总厂清华同方人环工程公司北京硕人科技有限公司丹佛斯公司

本标准主要起草人：

1范围

本标准适用于集中供热、空调及生活热水等换热系统中使用的板式换热机组。

本标准规定了板式换热机组的型号编制方法、基本参数系列、技术要求、试验方法和检验规则、标志、包装、运输、贮存和安装使用要求。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

1．

GB/T700

《碳素钢结构》

2．

GB707

《槽钢》

3．

GB/T985

《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》

4．

GB2887

《计算站场设计条件》

5．GB3096《城市区域环境噪声标准》

6．GB/T5117《碳钢焊条》

7．GB7251《低压成套开关设备》

8．GB/T8163《流体输送用无缝钢管》

9．GB/T9112《钢制法兰类型》

17．

GB1276《额定电压35kV及以下铜铝芯塑料绝缘电力电缆》

18．GB/T12712《蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求》

19．GB/T16409《板式换热器》

20．GB/T13384《包装》

21．GB49421《电气设备保护等级》

22．GB50054《低压配电设计规范》

23．GB50174

电子计算机房设计》

24．GB50236

现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

25．JB/T81《法兰》

26．JB/T87《垫片》

27．SY/T0510《钢制对焊管件》

28．JB/T81《Y2系列三相异步电动机制造标准》

29．JB/T87《管道式离心泵产品质量分等》

本标准采用下列定义。

3．1板式换热机组：

PlateHeatExchangerUnit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PrimaryCircuitSide指热量或冷量的提供侧。

3．3二次侧SecondaryCircuitSide指热量或冷量的接收侧。

3．4汽-水换热机组Steam-WaterHeatExchangerUnit

一次侧介质为蒸汽的板式换热机组

3.5水-水换热机组Water-WaterHeatExchangerUnit

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

级别

控制功能

111

温度控制+水泵变频+热量计量

“I

温度控制+水泵变频+热量计量+通讯功能

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,—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-4.0R1.6/0.6II

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

额定热负荷

MW）0.5

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（就）；

Qn--设计热负荷（kW）；

K--传热系数（W/m2-C）;

△T--换热器的平均温差「C）

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

2台并联运行，换热机组内不应设置务用板式

6.1.8单一工况下，换热机组中板式换热器不得超过

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:

一他

（2）

式中：

G--循环水泵流量（t/h）

T1--循环水回水温度（C）；

T2--循环水供水温度（C）;

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:

式中：

Ho__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：

COS?

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。

&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；

变频器的制造标准和技术条件应符合本标准

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、

624、625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：

—_叮+（4）

式中：

H--补水泵的扬程（kPa）;

Hb--系统补水点的压力（kPa）;

Hl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）

ho--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

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，并应保证螺栓自由岀入，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50C，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板式换热机组系统流程如图6.6.1，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。

RTU

—

二刼営网回水

补水泵

图661

661.1I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）—、二次侧的供、回水温度；

3）—、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'C,压力精度±OkPa；

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。

661.2H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•进岀线应采用下进下岀，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

时应采用多阀并联。

（5）

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）；

△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岀现的最大压差值，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；

△p-阀门全开时压降（Bar）;

△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2CO

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岀维修空间；

3.循环水泵的岀口，应避开板式换热器，设置一个带阀门的旁通管道，管径同水泵岀口管径；

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，管径同循环水泵的岀口管径；

5.循环水泵的进岀口应设置软接头，循环水泵的底座应有减振设施；

6.一次侧介质为蒸汽时，其介质在管道内的流速应小于50m/so

一次侧介质为热水时，其介质在管道内的流速应小于2m/s；

二次侧介质在管道内的流速应小于2.5m/s。

7•在水-水换热机组中，一次侧的调节阀宜设置在回水管上，热量表和流量计宜设置在供水管上；

8在汽--水换热机组中，一次侧的蒸汽管上应装设电动（气动）调节阀的流量计，电动调节阀的前后应设置阀门，并应设置带阀门的旁通管道。

9.二次侧的流量计，宜安装在二次侧供水管上；

10.在汽-水换热机组中，应设置能连续排水的疏水阀，疏水阀的选型应符合GB/T12712的要求；

11•换热机组管路及设备的压力降一次侧不得超过100kPa，二次侧不得超过120kPa；

12.定压补水点宜设置在二次侧回水管循环水泵入口处；

13.换热机组动运行的噪声应符合GB3096的要求。

14.换热机组应设置固定的吊装点。

6.7.2机组材料及焊接材料应符合下列要求：

1•管道与设备、阀门的连接采用法兰连接，其他部分的连接均采用焊接连接，DNC50mm的二次

侧

管道也可采用螺纹连接。

2.机组焊接的焊缝坡口型式与尺寸应符合GB/T985的规定；管道的焊接应符合GB50236的规

疋；

焊接材料应符合GB/T5117的规定。

3.机组内的弯管宜选用弯曲半径等于1.5D的热推弯管，异径管、焊制三通的制作应符合GB12459的规定。

4•采暖和空调管道的法兰垫片应使用石棉橡胶垫片，生活热水管道宜使用聚四氟乙烯垫片。

5•机组管路附件包括法兰、垫片、钢管、槽钢、三通、变径管等，所选用的材料及焊接材料，必须具备质量证明书。

机组管路附件选用的材料应符合表4的规定。

表4机组管路附件的材料要求

材料名称

型号

标准

钢板

Q235-A,Q235-AF

GB/T700

钢管

10°或20°优质碳素钢

GB/T8163

法兰

Q235-A

JB/T81

法兰垫片

石棉橡胶

JB/T87

三通、变径管

10°或20°优质碳素钢

GB2459

槽钢

Q235-A,Q235-AF

GB707

角钢

Q235-A,Q235-AF

GB9787

6•若采用其它材料加工制造时，其材料的机械性能和防腐蚀性能不应低于本标准对材料的要求。

7技术要求

7．1外观

7．1．1感换热机组表面的漆膜应均匀、平整，无气泡、龟裂和剥落等缺陷，检测柜内应干燥、清洁、无杂物。

1•底座外形尺寸误差应小于5%。

设备定位中心距误差应小于2%。

，设备安装螺栓孔与中心线误差应小

于2mm，管道的水平偏差和垂直偏差应小于10mm。

2•安装法兰时，法兰密封面与接管中心线平面垂直度偏差不应大于法兰外径的1%，且不大于3mm

7.1.2汽、水流向、接管标记及机组标志牌完整、正确。

7.2板式换热机组在设计压力下，系统不得损坏或渗漏。

7.3板式换热器的压力降，一次侧不得大于30kPa,二次侧不得大于50kPa。

7.4板式换热器的传热系数应大于300W/C就。

7.5换热机组的水泵应进行运转试验。

7.5.1水泵的电源线连接应正确，水泵运转时应无杂音和其它异常现象。

7.5.2水泵运转时轴承的温升无异常。

7.6控制系统应进行整机测试。

7.6.1控制系统应满足下列环境要求：

1.运行温度：

（0〜40）'C;

2•储存温度：

（-20〜70）C;

3•相对湿度（运行或储存）：

（5〜95）%。

7.6.2控制系统应有参数测量功能。

应能对温度、压力、流量、热量等模拟量进行检测，对泵的状态进行测量，并完成相应物理量的上下限比较，数据过滤等。

7.6.3控制系统应有数据存储功能。

应能按设定的时间间隔采集和存储被测参数，储存的历史数据在掉电后不应丢失。

7.6.4控制系统应有自我诊断、自恢复功能。

控制器通电后应自动对关键部位进行自检，在运行过程中出现异常后，应能自行恢复到异常的状态。

7.6.5控制系统应有日历、时钟功能。

7.6.6控制系统必须具备显示、现场操作功能，在现场就能通过操作键盘进行功能选取、对参数现场设定、设置报警等。

7.6.7控制系统应有控制调节功能。

控制器应能对热力站和其它现场过程设备进行自动控制和调节，

满足对热力站的优化控制功能。

7．6．8控制系统的报警功能应符合下列要求。

1．控制器应支持数据报警和故障报警。

2．故障和报警记录应自动保存，掉电不应丢失。

3．发生报警时，控制显示屏上应有报警显示和在控制柜内有声或光报警，同时控制器应能自动将报警信息上传至监控中心。

7．6．9控制系统应有通讯功能。

控制器应在主动或被动方式下与监控中心进行数据通信。

当发生故障异常时，控制器应能主动将故障情况上传至监控中心，监控中心也能直接对控制器发出指令。

8试验方法

8．1外观检查采用目测和尺寸测量检查，检查结果符合本标准7.1的要求。

8．2整机强度试验

8．2．1换热机组的整机强度试验介质宜采用水，对于使用奥氏体不锈钢板片制造的换热器，其水中的CI离子含量应小于25ppm。

强度试验按热、冷侧单独进行，补水管线随冷侧进行水压试验。

8．2．2试验压力应为设计压力的1.25倍。

82.3试验的环境温度及试验水的温度不应低于5Co

8．2．4换热器及管道应充满水，待空气排空后，方可关闭放气阀。

8.2.5充满水后先检查系统有无渗漏，无渗漏时对系统缓慢升压，当压力升到试验压力的50%

时，保持10分钟，再次检查系统有无渗漏，无渗漏时将系统压力升至试验压力，并保持