長(zhǎng)距離蒸汽供熱管損的形成及防治措施

楊 洋

（徐州華潤(rùn)熱力總公司，江蘇徐州 221002）

0 引言

徐州華潤(rùn)熱力總公司供熱所依托熱源點(diǎn)分別為徐州華潤(rùn)電力公司、徐州華鑫電力公司以及潘塘啟動(dòng)鍋爐，供熱管網(wǎng)距離熱負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離達(dá)20 km，屬于長(zhǎng)距離供熱。目前熱力公司供熱介質(zhì)主要為循環(huán)水與蒸汽，供熱用戶主要為居民采暖，兼部分工商業(yè)用熱。供熱運(yùn)行過程中，供熱管損較高主要出現(xiàn)在蒸汽供熱管網(wǎng)，并且由于非采暖季循環(huán)水供熱管網(wǎng)停運(yùn)、蒸汽供熱距離較長(zhǎng)、非采暖供熱流量小等原因，導(dǎo)致供熱管損最高≥70%。

1 蒸汽供熱管損產(chǎn)生的主要原因

管網(wǎng)損失指供熱管網(wǎng)輸送過程中熱源點(diǎn)計(jì)量流量同用戶端計(jì)量流量之間的偏差，供熱管網(wǎng)運(yùn)行中管損常用百分值作為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，即偏差值同熱源點(diǎn)計(jì)量值百分比。根據(jù)熱網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，長(zhǎng)距離供熱管網(wǎng)損失一般有4種方式。

1.1 供熱運(yùn)行中產(chǎn)生散熱損失

長(zhǎng)距離供熱管網(wǎng)一般因沿途壓降較大，熱源點(diǎn)引出大多采用大管徑輸送方式以滿足供熱需要，因大管徑供熱管網(wǎng)散熱面積較大，導(dǎo)致相應(yīng)的散熱損失隨之增大。

保溫管道的熱損失（加30%安全系數(shù)）按公式（1）計(jì)算：

式中Qt— 單位長(zhǎng)度管道的熱損失，W/m

TV——系統(tǒng)要求的維持溫度，℃

TA— 當(dāng)?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度，℃

λ——保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m℃）

D1—— 保溫層內(nèi)徑（管道外徑），m

D0—— 保溫層外徑（D0=D1+2δ），m

δ— 保溫層厚度，m

α—保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)，W/（㎡℃）

保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)α與風(fēng)速ω有關(guān)，α=1.163（6+ω1/2）W/（m2℃）

根據(jù)公式（1）可知散熱損失與保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、保溫層厚度相關(guān)，實(shí)際運(yùn)行中，保溫材料缺失、管徑較大、供熱距離較遠(yuǎn)等因素均較大程度的影響供熱管損。

1.2 計(jì)量表安裝不規(guī)范，部分用戶干擾計(jì)量

徐州華潤(rùn)熱力總公司供熱用戶主要為居民采暖，兼部分工商業(yè)用汽，由于徐州市供熱市場(chǎng)尚未得到有效規(guī)范，供熱計(jì)量裝置多由用戶進(jìn)行安裝和校驗(yàn)，部分熱用戶通過干擾計(jì)量裝置進(jìn)行偷盜汽，很大程度影響供熱管損；同時(shí)因受到現(xiàn)場(chǎng)位置的制約，熱用戶計(jì)量裝置的安裝無法滿足規(guī)范，也是造成供熱管損的重要原因，具體情況如下：

（1）儀表校驗(yàn)過程中，部分熱用戶通過修改儀表參數(shù)，引起儀表計(jì)量偏小及儀表不計(jì)量，影響公司供熱管損；

（2）因現(xiàn)場(chǎng)管網(wǎng)布置原因，導(dǎo)致熱用戶儀表安裝不規(guī)范，影響供熱計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生偏差；

（3）通過儀表計(jì)量裝置前加裝暗管進(jìn)行偷盜汽，減少結(jié)算汽量；

（4）表計(jì)量程與實(shí)際用量不匹配，即小流量采用大量程表計(jì)，造成表計(jì)指示偏慢；

（5）通過儀表信號(hào)線插針、遙控等方式造成儀表信號(hào)傳輸中斷，干擾正常表計(jì)計(jì)量。

1.3 蒸汽供熱產(chǎn)生的微小流量損失

微小流量損失是指由于供熱流量低于計(jì)量下限時(shí)，表計(jì)無法進(jìn)行計(jì)量而產(chǎn)生的供熱損失。據(jù)悉，一個(gè)小型洗浴中心，如果第一天晚上沒有將蒸汽閥門完全關(guān)閉，到第二天上午，可以將20 t水加熱至80℃左右，將造成供熱企業(yè)近2 t的蒸汽損失。

實(shí)際供熱運(yùn)行中，由于絕大多數(shù)熱用戶非24 h連續(xù)用熱，用戶在停用蒸汽時(shí)存在閥門未完全關(guān)閉或閥門內(nèi)漏等情況，產(chǎn)生的微小流量處于計(jì)量裝置量程的8%（孔板式流量計(jì)）或5%（渦街流量計(jì)）以下，導(dǎo)致儀表信號(hào)切除，形成微小流量無法計(jì)量，導(dǎo)致供熱企業(yè)質(zhì)量流量的損失，也是造成供熱管網(wǎng)損失的重要原因。該損失在熱網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程主要有3種表現(xiàn)形式：

（1）部分用戶有意識(shí)采用關(guān)小閥門開度的方法用熱，以達(dá)到無償用熱不付費(fèi)的目的；

（2）用戶閥門內(nèi)漏產(chǎn)生的微小流量損失而未能影響其自身利益，任其浪費(fèi)；

（3）管徑越大，流量越小難以形成差壓或脈沖，其微小流量越大，損失也越大。

1.4 供熱管網(wǎng)沿途跑冒滴漏

長(zhǎng)距離供熱管網(wǎng)從熱源點(diǎn)引出一般采用鋼套大管徑直埋鋪設(shè)，呈現(xiàn)出補(bǔ)償器多、疏水點(diǎn)多、焊口多等現(xiàn)象。實(shí)際運(yùn)行中，由于熱用戶的用汽不規(guī)律，無法產(chǎn)生連續(xù)流量，則管網(wǎng)較容易出現(xiàn)補(bǔ)償器泄漏、疏水閥門未關(guān)嚴(yán)、焊口撕裂等泄漏事故，也是造成供熱管網(wǎng)損失較大的一個(gè)重要原因。

2 供熱管網(wǎng)熱損失防治措施及建議

2.1 合理拓展熱用戶，及時(shí)優(yōu)化熱網(wǎng)運(yùn)行

通過分析供熱管網(wǎng)的散熱損失，可知供熱管網(wǎng)流量越大，底部積水占比越小，管損也相對(duì)較少。然而對(duì)于采暖為主的供熱企業(yè)，供熱管網(wǎng)極易呈現(xiàn)出采暖季流量負(fù)荷較大、非采暖季負(fù)荷較小等嚴(yán)重畸形現(xiàn)象。

另外，由于采暖熱用戶的不斷開發(fā)，勢(shì)必造成供熱管網(wǎng)的管徑不斷擴(kuò)容，以滿足不斷增長(zhǎng)的熱用戶需求，導(dǎo)致非采暖季供熱管網(wǎng)大管徑小流量運(yùn)行，管網(wǎng)散熱面積較大，底部積水嚴(yán)重，管網(wǎng)損失較大。建議拓展熱用戶及優(yōu)化管網(wǎng)運(yùn)行中采取4個(gè)措施：

（1）兼顧采暖熱用戶及非采暖熱用戶開發(fā)工作，盡量平衡供熱管網(wǎng)采暖季及非采暖季流量負(fù)荷，改善供熱管網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)。

（2）通過鋪設(shè)不同管徑及多根供熱管線滿足熱用戶需求，采暖季采用大管徑運(yùn)行，非采暖季采用小管徑運(yùn)行，減少散熱面積及散熱損失，避免出現(xiàn)管徑的盲目擴(kuò)容。

（3）通過熱源點(diǎn)銷售和生產(chǎn)生活熱水等方式替代長(zhǎng)距離洗浴等生活熱水用戶，進(jìn)一步減少非采暖季管網(wǎng)運(yùn)行長(zhǎng)度，減少散熱面積及散熱損失。

（4）合理調(diào)度管網(wǎng)壓力及流量，及時(shí)調(diào)整平衡供熱管網(wǎng)晝夜流量及壓力，減少供熱管網(wǎng)底部積水現(xiàn)象。

2.2 加強(qiáng)供熱管網(wǎng)管理，強(qiáng)化維護(hù)工作

采暖季供熱管網(wǎng)管線流量負(fù)荷分布晝夜相差較大，白天流量較大、夜間流量較小，部分供熱管線甚至因商業(yè)用戶不用汽而出現(xiàn)流量為零的情況。供熱管網(wǎng)晝夜負(fù)荷相差較大，極易造成夜間管網(wǎng)底部積水、白天流量較大形成水沖擊，破壞熱網(wǎng)補(bǔ)償器及焊口，產(chǎn)生跑冒滴漏現(xiàn)象。因此需強(qiáng)化供熱管網(wǎng)管理工作，一方面加強(qiáng)維護(hù)排出積水，另一方面約束熱用戶緩慢操作供熱設(shè)備，避免因操作失誤導(dǎo)致管網(wǎng)的跑冒滴漏。

非采暖季供熱管網(wǎng)整體流量偏小，底部積水嚴(yán)重，熱網(wǎng)運(yùn)行操作方面應(yīng)維持管網(wǎng)壓力平衡穩(wěn)定，嚴(yán)禁出現(xiàn)熱網(wǎng)壓力大幅波動(dòng)現(xiàn)象，形成水錘，造成水沖擊現(xiàn)象，損壞供熱管網(wǎng)，形成熱網(wǎng)損失。

實(shí)施城市汽改水，采用循環(huán)水進(jìn)行采暖供熱，降低供熱介質(zhì)溫度，減少散熱損失，同時(shí)還有效避免蒸汽供熱產(chǎn)生的汽水混合物影響計(jì)量的效果，同時(shí)通過調(diào)研北方強(qiáng)制供暖城市，基本上采用循環(huán)水供熱，減少散熱損失。

2.3 加強(qiáng)熱用戶計(jì)量?jī)x表管理，嚴(yán)厲打擊偷盜汽行為

（1）協(xié)同政府質(zhì)監(jiān)局、供熱辦等部門開展聯(lián)合發(fā)文，將供熱表計(jì)的管理權(quán)交由熱力公司統(tǒng)一管理、統(tǒng)一校驗(yàn)、統(tǒng)一安裝。

（2）儀表信號(hào)線、儀表箱全部加裝屏蔽裝置，避免熱用戶利用遙控、插針等凡是進(jìn)行偷盜汽操作。

（3）建立健全儀表網(wǎng)絡(luò)管理工作，熱用戶儀表參數(shù)應(yīng)全部顯示于后臺(tái)網(wǎng)站，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱用戶修改供熱參數(shù)現(xiàn)象。

（4）核定采暖季、非采暖季熱用戶的供熱流量，及時(shí)切換大、小計(jì)量表計(jì)。

（5）選定合理的表計(jì)，消除表計(jì)前后閥門內(nèi)漏，避免蒸汽流量低于量程8%以下產(chǎn)生微小損失。

（6）及時(shí)按照儀表的安裝規(guī)范要求進(jìn)行整改，降低因熱用戶表計(jì)安裝不規(guī)范造成的計(jì)量偏差。

（7）推動(dòng)警企聯(lián)合辦公室的創(chuàng)建，嚴(yán)厲打擊偷盜汽行為，提高熱用戶偷盜汽成本。

3 結(jié)語

分析熱網(wǎng)損失產(chǎn)生原因及機(jī)理，針對(duì)供熱管網(wǎng)長(zhǎng)距離供熱管損防范及控制提出相關(guān)措施及建議，為供熱公司及供熱管損防治工作提供一定的理論依據(jù)，進(jìn)一步降低長(zhǎng)距離供熱管網(wǎng)損失，節(jié)能減排、提高熱網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

［1］馬九榮.動(dòng)力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］劉玲，張林華，周守軍，等.直埋供熱管道散熱損失簡(jiǎn)化計(jì)算方法［J］.建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2013（2）：81-83.

［3］高魯鋒，田貫三，丁國玉，等.蒸汽供熱管網(wǎng)凝結(jié)水損失的影響因素及其分析［J］.實(shí)用節(jié)能技術(shù)，2008（1）:50-53.