老舊供熱管網(wǎng)存在的問題及其改造探討

張飛

（山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦 山西古交 030200）

引言

集中供熱系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合工程，它是由一個(gè)熱源、管網(wǎng)和熱用戶將整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來，它們之間是相互依存的。在集中供熱系統(tǒng)管網(wǎng)的節(jié)能改造過程中，我們需要引起足夠的重視，保障各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠做到安全可靠，有效防止能源的浪費(fèi)，提高能源的利用效率。

1 老舊供熱管網(wǎng)存在的問題

1.1 老舊管網(wǎng)問題

部分小區(qū)管網(wǎng)由于架空敷設(shè)、缺少必要的維護(hù)，已經(jīng)出現(xiàn)保溫結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破損、管件及支架銹蝕的情況，部分支架出現(xiàn)傾斜、錯(cuò)位。小區(qū)管網(wǎng)并沒有改造，架空熱水管道有保溫材料破損現(xiàn)象。小區(qū)二次管網(wǎng)混亂，改造實(shí)施難度比較大。供熱管網(wǎng)建設(shè)中存在設(shè)計(jì)不合理，在施工過程中，施工單位偷工減料，造成施工質(zhì)量差，未老先衰，存在隱患。

1.2 運(yùn)行、管理問題

①供熱管網(wǎng)及戶內(nèi)采暖系統(tǒng)年久失修，各種原因致使供熱管溝長(zhǎng)年積水，造成管網(wǎng)保溫脫落、閥門銹蝕滲漏、補(bǔ)償器及支架腐蝕失效等，特別是在嚴(yán)寒期，供熱設(shè)施難以達(dá)到溫度要求，居民反映強(qiáng)烈。②一次網(wǎng)供回水溫差小，管網(wǎng)運(yùn)行中動(dòng)力消耗大。③供熱管網(wǎng)缺乏質(zhì)量調(diào)節(jié)和能耗計(jì)量手段，不僅造成水力工況失調(diào)，冷熱不均，而且由于沒有計(jì)量造成粗放運(yùn)行浪費(fèi)嚴(yán)重。各個(gè)供熱單位自行管理，對(duì)供熱初調(diào)節(jié)不是很重視，約有70%以上的管網(wǎng)沒有設(shè)置調(diào)節(jié)裝置及計(jì)量裝置，水力失調(diào)現(xiàn)象十分普遍嚴(yán)重。

1.3 熱網(wǎng)失水

管網(wǎng)中一旦產(chǎn)生失水現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致能量出現(xiàn)嚴(yán)重的浪費(fèi)。造成熱網(wǎng)失水的主要原因包括以下幾種：①施工單位沒有做好管段接口焊接，導(dǎo)致管網(wǎng)內(nèi)部的水出現(xiàn)嚴(yán)重的泄漏。②換熱站在未經(jīng)允許的情況下，導(dǎo)致漏損系數(shù)增大，在二次網(wǎng)補(bǔ)水過程中，引發(fā)嚴(yán)重的冒、滴、漏現(xiàn)象。③管網(wǎng)中的設(shè)備過于陳舊，引發(fā)了嚴(yán)重的失水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響熱網(wǎng)的維修和處理工作，熱網(wǎng)滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重。

1.4 水力失調(diào)

供熱管網(wǎng)中的水力失調(diào)現(xiàn)象，受管網(wǎng)阻力影響較大，阻力的不平衡，嚴(yán)重影響管網(wǎng)的特性，管網(wǎng)能效會(huì)出現(xiàn)環(huán)路阻力等情況。造成水力失調(diào)現(xiàn)象主要包括以下幾方面內(nèi)容：①循環(huán)水泵的選擇不合理，管網(wǎng)中循環(huán)水泵的過大或過小，都會(huì)導(dǎo)致水泵出現(xiàn)偏離現(xiàn)象。②管網(wǎng)中的用戶在發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致管網(wǎng)中的流量發(fā)生變化，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水力失調(diào)現(xiàn)象。③管網(wǎng)中用熱量會(huì)發(fā)生明顯的變化，進(jìn)而對(duì)管網(wǎng)中的流量產(chǎn)生較大的影響，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水利失衡現(xiàn)象。

2 老舊供熱管網(wǎng)改造技術(shù)方案

2.1 供熱管網(wǎng)布局

供熱管網(wǎng)在進(jìn)行布局的時(shí)候，要按照熱負(fù)荷的情況進(jìn)行總體規(guī)劃，在規(guī)劃過程中不僅要對(duì)當(dāng)前的情況進(jìn)行考慮，同時(shí)要對(duì)未來進(jìn)行預(yù)算和規(guī)劃，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中要符合實(shí)際情況，但是也要給將來留下發(fā)展的余地。在供熱管網(wǎng)的建設(shè)過程中，應(yīng)該選擇土質(zhì)及地勢(shì)條件符合要求的位置，并且在建設(shè)過程中選擇地理位置較低的地方進(jìn)行。在設(shè)計(jì)供熱管網(wǎng)路線的時(shí)候，要對(duì)周圍其他的管線進(jìn)行查看，盡量減少管線交叉部分，在管網(wǎng)交錯(cuò)的地方要進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)沖突，而影響管道安全。從造價(jià)的角度來看，盡量設(shè)計(jì)為直線，盡量少走彎路。

2.2 改變管網(wǎng)敷設(shè)方式

在以前的供暖管道敷設(shè)中，主要是采用地溝敷設(shè)和直埋敷設(shè)方式，但是該種敷設(shè)方式存在較多問題。其中地溝敷設(shè)管道主要是使用巖棉保溫材料，此材料的防水性能及保溫性能較大，增加了管道的維修時(shí)間，導(dǎo)致管道長(zhǎng)期處于濕熱的環(huán)境中，供熱成本較大。管道保溫外護(hù)結(jié)構(gòu)，主要是采用纏繞包折方式，接縫較多，會(huì)導(dǎo)致熱效應(yīng)遭受嚴(yán)重的損失。因此，在對(duì)管網(wǎng)敷設(shè)方式進(jìn)行改造，需要從降低造價(jià)、節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，對(duì)地溝敷設(shè)供熱管道進(jìn)行改造。將預(yù)制管埋在敷設(shè)熱水管道中，將聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料、聚乙烯保護(hù)殼和鋼管緊密的粘合在一起，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 管道保溫材料及外保護(hù)殼改造

①保溫材料的選定。目前，直埋熱水管道保溫材料大多采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，它的保溫效果較好，還具有一定的抗壓強(qiáng)度。②外保護(hù)殼的選定。外保護(hù)殼一般有三種形式：a.硬聚氯乙烯保護(hù)殼；b.高密聚乙烯套管保護(hù)殼；c.玻璃鋼保護(hù)殼。其中，硬聚氯乙烯保護(hù)殼和高密聚乙烯套管保護(hù)殼造價(jià)相近，玻璃鋼保護(hù)殼造價(jià)較低；在性能上，前兩種保護(hù)殼強(qiáng)度高、耐久性較長(zhǎng)，使用壽命更長(zhǎng)。供熱管道改造我們一般選擇高密聚乙烯套管保護(hù)殼。

2.4 熱力站改造、供熱計(jì)量及節(jié)能改造

汽水換熱站改為分配站，為利于供熱工況調(diào)節(jié)和運(yùn)行，每個(gè)分配站的一次網(wǎng)側(cè)應(yīng)裝設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、差壓（流量）控制器和熱量表。每棟樓新敷設(shè)進(jìn)樓的主供回水管線，每樓道新敷設(shè)單元供回水管線，拆除每戶室內(nèi)舊供熱管線，每戶室內(nèi)重新敷設(shè)能實(shí)現(xiàn)分戶控制的室內(nèi)供熱管網(wǎng)，與樓道的單元供回水立管并聯(lián)，在連接每個(gè)用戶的供回水管線上加裝鎖閉閥。在獨(dú)立建筑物入口處設(shè)置熱表或流量計(jì)、供回水溫度計(jì)等檢測(cè)計(jì)量?jī)x表，達(dá)到節(jié)能目的。

2.5 水利垂直失調(diào)的原因及解決辦法

集中供熱管網(wǎng)在工作時(shí)，當(dāng)集中供熱系統(tǒng)無法滿足其用戶所需的熱源量時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)供熱的入不敷出現(xiàn)象，從而使得管道初端和末端出現(xiàn)遠(yuǎn)冷熱近熱現(xiàn)象，這便造成了水暖管道的水力失調(diào)。當(dāng)水利失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，有可能會(huì)使連接管道末端的，散熱器被凍壞，達(dá)不到預(yù)計(jì)熱量，無法給用戶供暖，甚至還可能造成相關(guān)設(shè)備的破損和毀壞。

①設(shè)計(jì)方面的誤差：設(shè)計(jì)人員在計(jì)算建筑物基本耗熱量時(shí)，常常忽略供熱主干管的熱量損失以及熱壓作用等因素。供熱主干管在沿程存在熱量損失，供熱主干管的管徑均大于DN50，其在豎向、橫向經(jīng)過每個(gè)房間時(shí)，存在一定的熱量損失。供熱立管、支管在各個(gè)房間所散發(fā)的熱量也不容忽視，越是頂層，供熱的立、支管水溫越高，向房間散熱量越多。此外，熱壓作用使得頂層住戶實(shí)際熱負(fù)荷減少，而計(jì)算熱負(fù)荷值不變。因?yàn)楝F(xiàn)在一般民用住宅，均為樓梯間不設(shè)采暖設(shè)施的單元式結(jié)構(gòu)，單元門經(jīng)常開啟，使得低層住宅室內(nèi)、外溫差大，冷、熱空氣密度差加大，熱氣流上升，頂層的實(shí)際熱負(fù)荷小于理論熱負(fù)荷，底層的實(shí)際熱負(fù)荷大于理論熱負(fù)荷。②外網(wǎng)供熱壓力低于設(shè)計(jì)壓力：這種情況下，只有建筑物高層房間的散熱器滿足設(shè)計(jì)要求的水力工況，高層房間內(nèi)的溫度適宜，而低層建筑物房間的供回水立、支管是熱的，而散熱器卻是涼的。

為了解決垂直失調(diào)，設(shè)計(jì)者在計(jì)算熱負(fù)荷時(shí)要認(rèn)真核算，縮小理論值與實(shí)際值之間的差距；在進(jìn)行管道水溫變化計(jì)算時(shí)，應(yīng)逐段進(jìn)行，以實(shí)際的水溫進(jìn)行系統(tǒng)主干管和立管的水力計(jì)算，這樣才能有效地減少誤差；在設(shè)計(jì)系統(tǒng)走向時(shí)，應(yīng)盡量縮短供熱主干管、支管的長(zhǎng)度，減少沿程阻力，裸漏在樓梯間的主干管應(yīng)作好保溫，降低熱消耗。

要把握好供熱管道的聯(lián)網(wǎng)工作。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及建筑設(shè)備的構(gòu)成和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，排除其建筑結(jié)構(gòu)中可能存在的安全隱患，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行處理和補(bǔ)救；供熱設(shè)備的施工要嚴(yán)格按照規(guī)范的施工工序一步步的實(shí)施，并且在施工過程中要嚴(yán)格控制施工的質(zhì)量，所采用的施工技術(shù)要合理與規(guī)范；對(duì)交換站、供水管網(wǎng)等核心部件的壓力情況，更是要進(jìn)行系統(tǒng)、全面的管理與控制，使得其中存在的各種問題都能夠得到及時(shí)有效的預(yù)防和處理。

2.6 技術(shù)創(chuàng)新，不斷突破

①供熱管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要與整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)相結(jié)合，協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在進(jìn)行管線設(shè)計(jì)時(shí)要盡量使管線走向節(jié)約而且合理；②注重?zé)崃φ镜倪x址、分布以及管道材料的質(zhì)量。在敷設(shè)時(shí)選用有效的管道敷設(shè)方式，這樣就可以大大地減小能源損耗，延長(zhǎng)管道的使用壽命，增強(qiáng)供熱的穩(wěn)定性。除此之外，為了保證管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，應(yīng)該選擇變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水泵定壓，還應(yīng)該使用質(zhì)量好的板式換熱器，且在散熱器上安裝熱量分配表和溫控閥。通過以上各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的綜合利用，打破傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)模式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)能源損耗的降低。

[1]李德英.主編，供熱工程[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]周亞萍.淺談集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2007（16）.