换热器及其附件设备技术规范.docx

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换热器及其附件设备技术规范

换热站换热机组及相关设备技术要求

河北艾克森能源技术有限公司

二〇一四年八月二十九日

本规范为盛世春天换热站机组技术要求。

投标单位提供换热站内的全部设备（包括换热器、水泵、除污器、及机组内部的阀门、仪表、过滤器及变频器，电动调节阀等控制系统），并实现远传无人值守。

一、概述

1.机组设计基本参数

（1）输送介质为水，一级网的工作温度：

80/60℃，设计压力1.6MPa。

二级网的工作温度：

60/50℃，设计压力1.6MPa。

要求所供的板式换热机组应无故障运行至少3个采暖期。

机组总压降:

一次侧≤0.06MPa（换热器本身压降≤0.03MPa）

二次侧≤0.08MPa（换热器本身压降≤0.05MPa）

2.换热机组厂家资质资信

（1）制造厂应为全国锅炉压力容器标准化委员会会员单位；

（2）具有ISO9000质量管理体系认证书；

（3）板式换热器产品安全注册证；

（4）供应商应有100套以上的同类产品业绩，经过3年的运行实践，被证明是符合国家标准的产品。

并提供3家用户的证明材料。

（5）供应商应有100台套/年以上的生产能力；

（6）供应商应该有足够的库存，以保证售后服务的需要。

3.机组控制要实现远传无人值守及下述功能：

参数采集、处理能通过显示屏就地显示。

需要采集并上传至中央控制系统的参数有：

室外温度，一次网供回水温度及压力、二次网供回水温度及压力、水泵状态、水泵故障、变频器频率、水泵电流、水箱液位、电磁阀状态及电动调节阀阀位等。

独立完成现场监测和自动控制；独立完成现场开环控制和内部联锁控制功能；配置了必要的硬件和软件、人机界面等以便现场对有关参数进行设定和修改。

4.换热机组所具有的功能简述：

（1）、换热机组具有气候补偿和恒温供水功能，即根据气候的变化自动调节供热量。

应用可编程控制器（PLC），根据室外温度的变化和当地热负荷曲线，决定二次侧的供水温度，温度的实测值和设定值相比较后，并进行PID调节，控制器输出信号到电动调节阀，调节阀门的开度，从而改变一次侧的流量，实现二侧供水温的质调节和一次侧流量的量调节。

（2）、自动补水

补水泵是由安装在二次侧回水管路上的压力传感器测得的压力信号，与控制器二次回水压力设定值比较后输出一个控制信号控制器，由控制器控制补水泵的开启，从而实现二次网回水自动补给。

回水压力设定值可由中央监控系统进行远程设定。

（3）、自动卸压功能：

当二次侧供水压力高于供水设定值高限时，开启安全阀，

（4）、二次侧循环水泵控制，实现供水压力和回水压力差值控制，保证系统最不利点的供回水压差，从而保证最不利点正常供暖。

压差设定值可由中央监控系统进行远程设定。

（5）、二次侧循环水网防气化保护。

即二次网循环泵停止，电动调节阀门关闭并且停电后电动调节阀关闭。

（6）、开机自检功能：

二次侧回水压力设定具有一个超低限保护值（在控制器操作面板上可以调整此值），当二次侧压力没有达到此值时，不能启动循环泵而只能开启补水系统补水，待达到设定值后方可启动循环泵。

（7）、顺序启动及泵阀联锁：

双板双泵两套水循环系统换热站，当热负荷不足时，只运行一套系统，当第一套系统的循环水泵发生故障时，应自动启动第二套系统的循环水泵。

换热站循环水泵运行后电动调节阀才自动开启；当正在运行的循环水泵发故障时，输出报警信号，循环泵停机，电动调节阀关闭。

（8）、来电自启满足无人值守功能：

板式换热机组在送电后，控制器工作，站自检后自动按顺启动。

（9）、失压保护：

二次侧回水压力低于超低限设定值时，自动停止循环泵运行，并关闭电动调节阀，自动补水系统投入运行，开始补水。

自动补水系统投入运行后二次侧回水压力仍继续降低即发声光信号报警（该信号远传调度中心）。

（10）、断电保护：

停电后自动关闭电动调节阀，切断热源，控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参数保持原断电前设置。

（11）、超温保护：

二次供水温超过85℃（操作面板可调设定值）时，一次侧电动调节阀关闭。

一次回水温度超过70℃（操作面板可调设定值）时启动高限制保护，以一次回水温度为目标控制电动调节阀门开度。

一次侧供水温度超过130℃是时应立即关闭一次侧电动调节阀并报警。

（12）、超压保护：

二次供水压力超过设定超高限值（操作面板可调设定值）循环泵停止运行并关闭一次侧电动调节阀。

（13）、监测水箱液位，具备报警保护功能。

水箱液位为4～20mA信号输入，停补水泵信号由控制器送出，停泵水位可以人为设定。

（14）、具有时间控制程序，定时开、关机，节能模式，制定日、周、月的分时段供暖。

（15）、自动监控热网参数，调节热负荷及调节最不利点的正常取暖，保证一定的水利平衡、热力平衡，从而保证热网平衡。

PLC及温度压力传感器选用国际一流品牌，指定用西门子品牌产品。

二、各主要设备技术要求

1.换热器：

——热交换器应为可拆卸的板式换热器，板式换热器总额定换热量按换热站设计热负荷确定，换热器污垢热阻的取值应能满足采暖期连续运行（6个月不清洗）的需要，取值不小于1.2。

其他要求应符合《板式换热机组》CJ/T191中的规定。

——热交换器的换热量，详见货物需求表。

——热交换器的传热计算和压降应与权威的热工测试报告相符合，并提供计算书。

——热交换器的换热面积应在理论计算的基础上增加至少30%的面积作为裕度。

——热交换器的压紧杆长度应留有今后可能增加30％板片的位置。

板式换热器技术要求

1）板式换热器应符合GB/T16409之规定；

2）板式换热器承压要求为1.6MPa，换热器的压力降要求：

一次侧△P≤0.03MPa，二次侧△P≤0.05MPa；

3）板式换热器均采用单边流设计，在板片的进出口处采用巧克力状导流区。

板片采用芬兰奥托昆普进口不锈钢制造，外观及性能符合JISG4035《不锈钢冷轧钢板及钢带技术要求》。

板片沟槽深度不小于3mm,垫片为进口EPDM胶垫，垫片原材料荷兰DSM制造，胶垫使用寿命在8年以上，密封性能好，抗冲压能力强，不易老化；板片与垫片之间的密封方式为免粘式连接，板片在保证较高导热系数情况下，具有良好的防止阻塞及减少阻力的性能。

4）换热器垫片的泄漏率在P=1.6MPa,胶垫耐温150℃以上，T=150以下时为零泄漏。

5）换热器框架固定板/压紧板采用Q235-B普通碳素钢，经喷丸除锈/喷漆/烘干等工艺处理，面漆至少2层，底漆/面漆材质为聚氨酯，表层经喷砂处理清洗。

6）板片微裂纹按照JB4730进行渗透检测。

——供应商应保证正常运行条件下，垫片具有很高的可靠性和机械性。

——标记:

每台换热器上应有标记牌，并清楚的标明：

制造商

类型

工作压力

设计热负荷

设计温度

一、二次侧压降

一、二次侧流量

一、二次侧接管标记

——应提供换热器的清洁方法。

板换选用一线品牌产品，如ACCESSEN,APV,AlfaLaval

2.水泵：

每台机组内配备两台循环水泵，两台补水泵，水泵均为变频设计。

由供货厂家负责安装在机组内后供货

2.1循环泵：

1、循环泵的流量应与热交换器二次侧的设计流量相符。

2、循环泵的扬程为28～32mH2O。

3、所配电机为标准三相鼠笼异步变频电机。

4、电源电压：

380V频率：

50HZ。

5、泵的轴承运行寿命必须至少为21600小时，耐压为1.6MPa，可耐介质温度120℃。

6、泵壳为铸铁材质，采用电泳处理表面，保护膜完全渗入铸铁内部，保证常年使用不生锈。

采用一体铸造结构，泵进出口法兰为圆法兰，有装压力表的螺口，泵壳有手动排水和放气螺塞，有轴封冲洗和密封腔体，保障有环绕轴封的水流冷却润滑轴封，同时能避免杂质颗粒进入密封面。

7、采用球墨铸铁或青铜双曲线叶轮，保证水泵的高效率。

8、使用IEC标准电机，效率等级为EFF1，环境耐温60℃。

9、水泵流量＞200m3/h时，水泵效率不得低于80%，流量≤200m3/h时，水泵效率不得低于70%。

附水泵性能曲线。

10、采用机械密封。

2.2补水泵

1、补水泵的流量为循环水量的4％。

2、补水泵的扬程为：

50～120mH20。

3、所配电机为标准三相鼠笼异步电机。

4、电源电压:

380V频率:

50HZ。

5、泵的轴承运行寿命必须至少为21600小时。

6、泵的效率不得低于60%，附水泵性能曲线。

7、采用机械密封。

8、泵体及叶轮采用不锈钢304材质。

9、使用IEC标准电机，效率等级为EFF1，环境耐温60℃。

10、可耐介质温度120℃。

11、活动连接法兰，可直接连接标准法兰。

12、进出口各提供一个压力测点，可进行压差测量，同时亦作为排水口，方便根据现场安排排水口。

13、静止底部轴承螺钉固定，调换方便，保证水润滑充分。

14、采用电泳处理表面，保护膜完全渗入铸铁内部，保证常年使用不生锈。

水泵选用国内一线品牌产品，如凯泉、南方，连成。

3.电动调节阀

（1）每套换热机组上带有一台电动调节阀，安装于一次侧供水，通过调节流量来控制二次侧供水温度。

（2）电动调节阀公称压力为1.6MPa，耐温≥150℃。

（3）电动调节阀应具有手动机械操作功能且操作时不需要停电，并有阀位指示、限制功能。

（4）调节阀要求关闭时的泄漏率小于万分之五，断电时保持原位，保证驱动器损坏或被卸下时，供热不间断。

（5）在正常运行情况下，调节阀应无故障运行5年以上。

（6）电动调节阀及执行器:

调节线性度好,调节范围宽,流通能力强，执行器选用电动执行机构,关断力强,带阀位反馈输出，停电关闭，带手动机械操作机构，阀位有开度指示。

阀体耐温:

150℃

泄漏率标准：

≤0.05％Kvs

阀体耐压：

≥1.6MPa

阀门特性：

等百分比

阀门最大关闭压差ΔPmax：

≥1.0MPa

阀体材料：

铸铁

阀杆：

不锈钢

阀座：

不锈钢或红黄铜

密封材料：

金属密封。

连接方式：

法兰

智能式电动执行器，应具有编程功能和数据读写功能。

执行器可实现行程自检，具有过载保护功能。

电源：

220V（AC）

控制信号：

4～20mA（DC）

反馈信号：

4～20mA（DC）或0～10V

以上电动调节阀的材质为最低要求。

电动调节阀选用进口品牌：

如丹佛斯、萨姆森、西门子。

4.低压变频柜技术要求

设备应是符合技术规范要求，适用于交流380/220V、频率50Hz电力系统、完整的成套开关设备，在符合使用环境条件情况下，接通电源即能使用。

380/220V系统中性点直接接地。

每个柜体具备独立排风扇，位于柜体顶部，独立电源控制。

低压变频柜技术性能

4.1低压变频柜主要技术数据

额定电压:

380V

长期运行电压:

400V

额定频率:

50Hz

相数:

三相五线

额定短时耐受电流：

30kA（有效值）

短时耐受电流持续时间：

3s

短路动稳定电流：

63kA（峰值）

主电路绝缘水平：

1min工频耐受电压2500V（有效值）

辅助电路工作电压：

交流220V、直流220V

变频柜柜体采用XF-10型。

变频器噪音：

距离变频器2米的任何方向，噪音指标低于72dB。

变频器柜电缆下进线，下出线。

系统中性点接线方式：

直接接地。

4.2低压变频柜技术要求

基本要求：

1）变频器由卖方自行安装在柜体内。

2）在上述海拔和环境空气温度条件下，变频器应能在各种工况下运行。

3）具有良好的电机速度及转矩控制功能。

4）具有辨别运行及速度自我微调功能。

5）具有任何状态均能立即起动，无起动延时的功能。

6）应能提供可控且平稳的最大起动转矩。

7）应具有可选择的短时停电自起动功能。

8）应具有提供高效率的同时，可降低电机噪音的功能。

9）应提供进出线电力电缆连接装置，以保证电缆的可靠连接。

10）变频器、交流接触器等元器件推荐采用ABB、ACS510系列、施耐德ATV61系列、艾默生、丹佛斯等产品。

11）变频器柜内应有可靠保护装置，并在投标书中提供相关的选择报告。

12）变频器内应有抑制谐波的电抗器，以减少对电网的谐波影响。

13）控制单元：

投标方应对其控制方式有详细论证，并针对标书中要求的控制方式给出详细的可选件清单，并分项报价。

14）投标方应对变频器系统整体性能负责，在招标方的技术要求下，尽可能地简化系统、优化系统,保证系统可靠性、安全性。

15）变频器柜内配置单相CT，柜门上配显示电流、电压表。

4.3变频器的技术要求：

1）变频器内部采用直接转矩控制技术（DTC），单机均符合电网谐波标准IEEE519-1992要求。

变频器应为工程型变频器，同时含有DTC、标量控制算法，变频器中包含专用于水泵泵类的参数，具有可调水泵泵类曲线。

标准内置交流电抗器，内置标准应用宏（如手动/自动宏、PFC控制宏）和两个用户宏（自定义宏）。

PFC控制宏，可直接用于压力、流量等类型的过程控制，而不需要任何附加电路。

控制盘有四种不同的键盘模式：

实际信号和故障记录显示模式、参数模式、功能模式和传动选择模式。

在实际信号显示模式中可以同时监视三个实际信号，诸如频率、转速、电流、等信号。

2）变频器内置进线电抗器，从而满足产品的谐波值要求。

3）变频器能够实现零速满转矩，和最大200%的起动转矩。

4）变频器静态速度精度（闭环）为额定转速的0.01%。

5）变频器的转矩控制精度（闭环）±1%。

转矩控制的响应时间闭环额定转矩下<5ms。

6）变频器在一般型号电缆长度范围内对电机无任何的绝缘等级要求，电机无需作任何星--角等改动。

本工程电动机采用一般Y系列电机。

7）考虑到设备可能出现的过负荷情况，要求变频器要有在IN110%一分钟的连续运转能力，各项温升满足要求。

8）变频器具备主动排风能力，且变频器可以运行在-15C～50C之间（40～50C减少输出电流1%/1C）。

9）变频器柜采取高可靠性设计为免维护产品，水泵寿命达60000小时，主电容器寿命为90000小时。

10）为便于用户现场维护，变频器的现场操作界面应为中文化菜单（或变频器的现场操作界面为英文显示，供方需提供中英文对照操作手册），能同时显示变频器母线电压值、电机电流、变频器输出频率、电机运行方向、变频器的速度给定方式（如自动/手动方式）、变频器当前状态（是否故障及故障时间），可以实现七项运行状态液晶显示。

变频器的控制单元采用32位或以上CPU。

控制面板可以安装在变频器本体上，也可以安装在变频器柜门上,而且控制面板可以在变频器运行时实现带电插拔并且不会引起变频器停机故障；变频器的操作面板可同时存储所有变频器参数和通讯卡参数，并可下载到新的变频器中。

也可以通过匹配不同的区域总线适配器与PC机或其它上位控制系统通信，以此完成操作、调试、诊断和控制的目的。

11）为使电机的绝缘所受影响降到最低，要求变频器本体结构内具有直流母线调节能力，必要时可通过启动变频器自身的频率调节功能，吸收电机的再生能量。

12）变频器应可以在电机非静止状态时实现飞车启动。

13）考虑到动力电源的稳定性，变频器在一次电源失去后，动力回路可以维持15ms满载运行，逻辑控制回路典型可以维持2秒不跳闸，在动力电源恢复后，设备自动重启，保证正常生产。

14）整流设备可加滤波器，符合IEEE5191992国际标准及GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》要求。

变频器输出电压谐波失真小于4%。

15）变频器在100%额定负载下，变频器的效率为98%,功率因数在变频器调速范围内为0.98。

16）变频装置输出波形不会引起电机的谐振，转矩脉动小于0.1%。

17）变频器内部配置标准接口和PLC控制系统进行联系。

一周内提供变频器外部端子接线图。

18）变频器对电网电压波动应有极强的适应能力，±10%电压波动范围内能满载输出。

3相供电电压：

U31N=380…415V±10%

频率：

48…63Hz最大变化率为17%/S

短路能力（IEC629）：

65kA1s

不平衡度：

最大为系统额定线电压的3%

19）变频装置有过电压，过电流，欠电压，缺相，瞬间停电保护,变频器过载，变频器过热，电机过载，输出接地，输出短路等报警及保护功能，并能联跳输入侧（断路器）交流接触器。

20）变频器应带转速跟踪再起动功能。

21）变频器效率达到97.5%以上，包括变压器在内的总效率达到96%以上,并在整个调速范围内基本不变。

22）距离变频器2米的任何方向，噪音指标低于72db。

23）变频器应具有仿真功能，可在不带电机的情况下进行调试。

24）变频器提供如下保护功能：

预编程保护功能：

环境温度、DC过压、DC欠压、传动温度、输入缺相、过流、功率限幅、短路。

可编程保护功能：

可调整的功率限幅、控制信号监视、危险频率跨越、电流和转矩限幅、接地故障保护、外部故障、电机缺相、电机堵转保护、电机过温保护、电机欠载保护、控制盘丢失。

25）调速范围：

0-110%连续可调。

26）加/减速时间0.1-1800秒（根据负载情况可设定）。

27）变频器输出频率0-300Hz。

28）变频器平均无故障时间MTBF为60000小时。

29）变频器可做为软启动器使用。

30）用户可调用控制盘，可显示速度、电流、电压、功率等。

31）变频器能够报告参数、故障记录、故障分析。

32）变频器具有浪涌吸收保护电路。

33）在短时失电，主电源恢复后，变频器在0.1秒-200秒（可设定）内达到一定转速（可设定），而不需要手动复位或调整。

34）无论变频器在手动或自动控制时，在主电源、控制电源短时失电后，变频器仍保持失电前控制方式及状态，而不需要手动复位或调整。

35）变频器具有欠压保护。

36）逆变器侧应保证良好的输出波形。

37）变频器的主板应为插拔方式，以便于快速替换和维护；变频器的控制端子也应为插拔方式，实现快速替换和维护。

1.5.4.3.3低压变频柜控制要求：

1）在闭环运行模式下，用户可以设定并调节被控制量（如压力、温度等）的期望值，变频器将根据被控量的实际值，自动调节变频器的输出频率，控制电动机的转速，使被控量的实际值自动逼近期望值。

2）在开环运行模式下，变频器的运行频率由PLC或主界面给定。

3）变频器的频率输出信号应为4～20mA。

变频器的指令接受信号（来自PLC）也应为4～20mA。

变频器的状态信号、故障信号等应能上传到PLC。

4）可以直接利用变频器柜门上的主界面起动、停机和调速。

也可以在PLC控制系统上进行起动、停车和设定运行频率。

5）变频器要有足够的可扩展I/O模块。

标准：

AI：

2个，AO：

2个，DI：

6个，DO：

3个。

6）变频控制柜中照明灯、通风等电气元件接线由变频控制柜生产厂家配置。

5.蝶阀

5.1执行标准：

《通用阀门、法兰和对夹连接蝶阀》

《蝶阀产品质量分等》

《闸阀静态寿命实验规程》

（1）结构型式

蝶阀为三偏心双向密封结构。

（2）阀门结构

蝶阀阀体采用碳钢铸造方法制造，轴承能承受阀杆所传递的最大载荷。

应设置可靠轴封，防止阀杆处泄漏

（3）操作机构

a.阀门带有一个指示装置以显示阀盘或阀杆的位置，并且有一个保证阀板“全开”或“全关”的限位机构。

b.对于驱动装置的手轮，当面对手轮时，顺时针方向转动手轮阀门应为关。

c.在手轮的轮缘上，有一个箭头来指示关的方向，并且单词“关”放在箭头的尖端。

（4）底座和吊装环

a.若阀门总重大于或等于500kg，则阀门要安装一个底座。

底座的设计应对保温产生最小影响。

b.若阀门总重大于100kg需设吊装环。

c.阀门外部结构不应妨碍阀体保温。

（5）材料

a.本节中所规定的材料要求为最低要求。

如果在各方面满足要求，与规定相当的材质也可使用。

b.承压部件所采用材料应根据有关标准提供化学成分分析和机械性能试验的证书。

c.所有材料选择应符合本规范及相关标准。

d.材料规范或标准应附在标书中。

e.阀门各部分材料的具体要求：

阀体：

碳钢

阀板：

碳钢Q235-B

阀杆：

耐磨不锈钢

手轮：

球墨铸铁或可锻铸铁

垫片：

柔性石墨复合是墨垫（芯板：

碳钢或不锈钢）不锈钢带/柔性石墨缠绕垫。

（6）密封材料

蝶阀采用双向密封，其主要密封材料（阀体与阀芯的接触面）为不锈钢，其他次要的密封为不失效的无机材料。

（7）与管道连接

手动蝶阀与管道为法兰连接。

法兰符合ISO标准。

（8）表面处理

a.所有非不锈钢材料的部件，除与介质接触的内表面外，都在检测后涂漆。

b.油漆的耐热能力高于130℃，漆膜干后的厚度不小于0.2mm，在涂漆前金属表面除污防锈符合ISO标准。

（9）试验

（A）材料

a.材料和焊接的检测按照2.1节的有关要求进行。

b.材料有材料化学分析和机械性能试验的证明。

（B）压力试验

所有阀门都在开启状态下，按照GB/T13927-92《通用阀门压力试验》进行压力试验，试验压力为1.5倍的设计压力，保压25分钟。

（C）严密性试验

所有阀门出厂前按照GB/T13927进行双向严密性试验，阀门最大泄漏量为正向0.01DNmm3/s，反向0.02DNmm3/s。

（D）性能试验

a.每个阀门都进行性能试验。

试验测试设备能模拟阀门的负荷。

b.阀门的性能试验进行两个操作循环，每个操作循环为阀门从完全关闭到完全开启，然后从完全开启到完全关闭。

c.开启循环的试验条件：

阀门为关闭状态，入水口一侧为最大工作压力，出水口一侧无压。

然后将阀门逐渐开启，并检查这一操作循环。

d.关闭循环的试验条件：

阀门为开启状态，流体的压力应增至最大工作压力，阀门逐渐关闭，并检查这一操作循环。

e.合格标准为阀门操作灵活，阀体及阀杆密封处必须无泄漏。

（10）密封试验

所有阀门都进行上述密封试验，试验方法及合格标准应符合GB/T13927的规定。

（11）阀门的维护

管路中没有压力时，不用拆下就能更换阀杆0形密封圈。

阀杆轴承都是无需润滑的。

阀座上的金属密封钢圈可以单独拆卸更换。

6.配件

6.1管道规格

为便于维修，换热机组使用的钢管规格统一如下：

钢管质量应符合标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163的要求，管材采用20＃钢。

钢管规格见下表：

无缝钢管

D478×9

D426×9

D377×9

D325×8

D273×7

D219×6

D159×5

D133×4.5

D108×4

D89×4

D76×3.5

D57×3.5

D45×3

6.2管件

所采用的管件应符合标准《钢制对焊无缝管件》GB/T12459，管件选用强度等级应符合设计压力和腐蚀裕量要求。

6.3阀门

1）一次侧的阀门公称压力不应低于1.6MPa，长期耐温不应低于150℃，二次侧的阀门公称压力采用1.6MPa，长期耐温不应低于100℃。

2）换热机组内板换进出口采用蝶阀，二次侧旁通阀采用蝶阀，循环水泵进出口母管设止回阀。

3）应保证机组内各并联环路检修时所必须的严密性。

4）板式换热器入口管必需安装Y型过滤器，过滤颗粒为不大于2mm，滤网要求使用不锈钢材质（1Cr18NIi9Ti）并带有龙骨，排污口朝向便于检修位置。

5）循环水泵设旁路止回阀，泄漏量应满足在最大工作压力下不大于0.1×DNmm³/s。

6）为防止远传仪表出现故障，系统上应配置必要的就地仪表，就地温度计为双金属温度计，就地压力表为弹簧管式。

要求每个板换一、二次进出口配置就地压力表、温