關(guān)于蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)方面的問題探究

李慧哲

摘 要：近年來國家大力發(fā)展集中供熱，新建和擴(kuò)建的蒸汽管網(wǎng)工程項(xiàng)目較多。蒸汽管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)該遵循有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范外，還要采取必要的措施使管網(wǎng)布置合理適用、減少管道損失，降低工程造價(jià)，提高能源利用率。作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，梳理了蒸汽管道的布置類型、管道敷設(shè)方式、熱補(bǔ)償?shù)倪x擇、保溫等方面的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：蒸汽管網(wǎng)；設(shè)計(jì)；節(jié)能

近些年來，我國的國民經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，為了適應(yīng)城市居民和各個(gè)企業(yè)的發(fā)展，城市的用汽量逐年遞增。與此同時(shí)，為了保護(hù)城市的環(huán)境，減少城市供暖及生產(chǎn)所排放的有害氣體和物質(zhì)，緩解大氣污染的狀況，國家正在大力的推行集中供熱制度，逐步取締小型鍋爐供暖。供熱管網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)集中供熱必不可少的設(shè)施，不過造價(jià)高、規(guī)模大的供熱管網(wǎng)的建設(shè)是一項(xiàng)艱巨的工程，在進(jìn)行供熱管網(wǎng)工程建設(shè)的時(shí)候需要特別的注意，不能忽視城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)的因素，文章結(jié)合蒸汽管網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況，對其建設(shè)過程中的幾個(gè)要素進(jìn)行了分析，希望可以對相關(guān)的工程建設(shè)有所幫助。

1 蒸汽管網(wǎng)布置類型

因?yàn)檎羝芫W(wǎng)布置與熱源、熱用戶相互位置之間存在著一定聯(lián)系，在進(jìn)行蒸汽管網(wǎng)布置的時(shí)候要保障安全和經(jīng)濟(jì)雙重因素。一些城市熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)者為了提高供熱的可靠性，降低熱負(fù)荷產(chǎn)生的不確定性因素的不良影響，將管網(wǎng)按照網(wǎng)格狀進(jìn)行布置，可以讓管網(wǎng)在投入使用后更加的方便快捷、安全可靠。不過要注意的是，因?yàn)楣芫W(wǎng)的水力施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過程，建設(shè)時(shí)的不可控因素很多，還往往需要較大的資金投入。很多城市的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)都是成環(huán)狀分布的，將熱用戶的管網(wǎng)直接從大環(huán)網(wǎng)上接出，并使其呈分散狀。這種布置方式具有供熱后備性能，運(yùn)行安全可靠。不過熱網(wǎng)水力工況和控制是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要大量的資金投入，在對其進(jìn)行建設(shè)時(shí)需要考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性的雙重原則，可以將城市蒸汽管網(wǎng)按照放射狀分支網(wǎng)狀分布。架設(shè)好管網(wǎng)主干線骨架以后，要進(jìn)行敷設(shè)連通管的鋪設(shè)，注意在作業(yè)的時(shí)候要將連通管上的閥門關(guān)掉，這樣一旦出現(xiàn)主干線分段事故，就能夠利用連通管進(jìn)行供熱。這種管網(wǎng)布置形式保證了枝狀管網(wǎng)適應(yīng)不確定熱用戶的發(fā)展，在一條干管供熱能力不能達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)的情況下，要增加臨近支管道的供熱能力，使得蒸汽管網(wǎng)輸送能力符合標(biāo)準(zhǔn)。

2 蒸汽管網(wǎng)的敷設(shè)方式

蒸汽管網(wǎng)敷設(shè)應(yīng)在城市建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行，考慮熱負(fù)荷分布、熱源位置與各地上、地下管道及建筑物、園林綠地的關(guān)系和水文地質(zhì)條件等多種因素。一般采用地埋和架空兩種敷設(shè)方式進(jìn)行蒸汽管網(wǎng)敷設(shè)。一般來說為了便于維修，降低成本企業(yè)都會采用架空敷設(shè)的方式進(jìn)行熱汽管網(wǎng)的設(shè)置。城市的集中供熱要考慮市容市貌和小區(qū)總體規(guī)劃，往往蒸汽管道采用直埋敷設(shè)，此方式占地面積小、保溫性能好、施工周期短，但造價(jià)高、檢修不方便。直埋敷設(shè)城市供熱的蒸汽管道可以起到更好的保溫效果，讓熱散失的程度降到最低，從而提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

3 蒸汽管道的熱補(bǔ)償

為讓蒸汽管道的供熱效果更好，更加安全、穩(wěn)定地供熱，管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對管道因受熱時(shí)的熱伸長量進(jìn)行補(bǔ)償，減少管線因溫度變化而產(chǎn)生的冷熱應(yīng)力，避免因應(yīng)力集中對管線造成破壞，防止事故發(fā)生。自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器補(bǔ)償是管道的補(bǔ)償?shù)膬煞N方式，其優(yōu)劣點(diǎn)并存，自然補(bǔ)償往往需要占用更大的空間并要增加彎頭。補(bǔ)償器補(bǔ)償主要有方（矩）形補(bǔ)償器、套筒式補(bǔ)償器、波紋管補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器、旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器幾種不同的形式，常見的是后三種，此外還有一些體積更小，更輕便、占地少、阻力低的補(bǔ)償器。同時(shí)補(bǔ)償距離長可以減少彎頭，降低壓降。每一種補(bǔ)償器都有著各自不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，施工建設(shè)人員需要根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇，以經(jīng)濟(jì)、安全、合理的原則進(jìn)行施工，使得補(bǔ)償器能夠發(fā)揮更大的作用。球形補(bǔ)償器主要由球體和密封裝置等元件組成，通過其受熱時(shí)球體的回轉(zhuǎn)中心自由轉(zhuǎn)動可以讓熱力管道吸收管道熱位移，僅為降低管道的應(yīng)力。除共有的優(yōu)點(diǎn)外它還具有補(bǔ)償能力大，安裝方便，投資省等優(yōu)點(diǎn)，安裝形式有水平、垂直、傾斜等。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)主要有整體密封座、密封壓蓋、大小頭、減磨定心軸承、密封材料、旋轉(zhuǎn)筒燈構(gòu)件組成，安裝在熱力管道上需兩個(gè)或兩個(gè)以上組對成組，形成相對旋轉(zhuǎn)吸收管道熱位移，從而減少管道之應(yīng)力。除共有的優(yōu)點(diǎn)外它還具有補(bǔ)償量大、不產(chǎn)生盲板力（固定支架?。?、節(jié)約投資等優(yōu)點(diǎn)，安裝形式多達(dá)十多種。

如今在蒸汽管網(wǎng)的建設(shè)中，新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用讓補(bǔ)償器制造有了新的進(jìn)展，尤其是一些高彈性的金屬管的應(yīng)用讓熱損失更少，大大增加了其補(bǔ)償力，能更好地防泄漏。

4 蒸汽管道的保溫

在進(jìn)行蒸汽管道建設(shè)的時(shí)候要按照節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益、減少散熱損失、改善工作環(huán)境管且防止?fàn)C傷的原則。保溫性對于蒸汽管道的建設(shè)非常重要，良好的保溫性可以有效的提高管道的熱損失情況，并節(jié)省能源，讓管道安全運(yùn)行。

（1）根據(jù)實(shí)際的供暖情況來看，供熱管道的鋪設(shè)距離越來越長，這樣為了保證供熱管網(wǎng)的末端的供熱參數(shù)，可以使用相應(yīng)的保溫材料進(jìn)行管道建設(shè)，通常來說低于300℃的蒸汽道選用高溫玻璃棉，高于300℃的蒸汽管道選用復(fù)合硅酸鋁制品；（2）長距離輸送的蒸汽管道不能像一般的供熱管道一樣采用表面溫降控制法或經(jīng)濟(jì)厚度法計(jì)算保溫厚度，應(yīng)該采取控制溫降法計(jì)算保溫層厚度；（3）建議根據(jù)管徑的大小進(jìn)行多層保溫，并在最外層保溫層頂部局部加裝一層（1/2或者1/3）保溫層，這樣可以有效的減少熱量損失；（4）在每層保溫之間應(yīng)采用阻燃鋁箔玻纖布發(fā)射層纏繞，內(nèi)保溫層需采用耐高溫的鋁箔發(fā)射層，即對鋁箔材料容重的控制來確保鋁箔的厚度及反射效果；實(shí)踐證明，通過（3）、（4）的措施確實(shí)可以有效降低管道溫降，達(dá)到節(jié)能的效果。

5 結(jié)束語

作為城市建設(shè)重要內(nèi)容之一的蒸汽管網(wǎng)工程建設(shè)，一定要引起相關(guān)部門和單位的重視，其能否安全有效的運(yùn)行將會直接影響到城市居民生活質(zhì)量以及企業(yè)的生產(chǎn)情況。在進(jìn)行城市蒸汽管網(wǎng)建設(shè)時(shí)要依據(jù)相應(yīng)的法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)定，遵循技術(shù)的使用原則，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、合理、安全地進(jìn)行工程施工。管道的制造、安裝以及管網(wǎng)的啟動運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真地進(jìn)行施工，不能有一點(diǎn)馬虎，相關(guān)的施工建設(shè)人員還應(yīng)該發(fā)揮自己的主觀能動性，根據(jù)施工的實(shí)際情況和自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，降低施工的難度和工程成本。與此同時(shí)，為了提高蒸汽管網(wǎng)的供熱效果，在保證蒸汽管道安全運(yùn)行的前提下，相關(guān)的管理人員還可以運(yùn)用不同的供熱措施，最大限度地追求蒸汽管網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高能源的利用效果，降低供熱成本，減少空氣污染。

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