探討熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究

【摘要】熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱處于如火如荼的發(fā)展態(tài)勢，要充分認(rèn)識熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢特性，合理設(shè)計熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的供熱方案及線路，探討和分析熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用措施，比對選取適宜的直埋供熱管道安裝方式，結(jié)合特殊地形進(jìn)行熱電聯(lián)供熱管道的處理和優(yōu)化，提升熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的效能。

【關(guān)鍵詞】熱電聯(lián)產(chǎn)；供熱網(wǎng)；管道；關(guān)鍵技術(shù)

節(jié)能降耗的環(huán)保要求日益深化，城市供熱負(fù)荷呈現(xiàn)出日益多樣化的趨勢，當(dāng)前采用熱電聯(lián)產(chǎn)的方式替代了原有的小鍋爐，實現(xiàn)了熱能的高效組織和生產(chǎn)，對熱網(wǎng)規(guī)模、熱源形式、敷設(shè)方式、管網(wǎng)控制等進(jìn)行綜合性的比對研究，合理設(shè)計熱源、管網(wǎng)系統(tǒng)，并采用熱電聯(lián)供熱網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和處理方法，較好地優(yōu)化熱網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

一、熱電聯(lián)產(chǎn)概述

熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱系統(tǒng)體現(xiàn)出良好的優(yōu)勢特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：（1）滿足大規(guī)模、遠(yuǎn)距離供熱。（2）環(huán)保性。熱電聯(lián)產(chǎn)具有良好的環(huán)保性能，在燃煤超潔凈排放技術(shù)的應(yīng)用下，使大氣污染物的排放在限值以內(nèi)。（3）節(jié)約能源。熱電聯(lián)供熱網(wǎng)系統(tǒng)可以通過合理調(diào)節(jié)的方式，避免熱電聯(lián)產(chǎn)中的高峰負(fù)荷及“低谷”的能源消耗等問題，實現(xiàn)能源的最大化利用和節(jié)約。

在熱電聯(lián)供熱網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計分析之中，主要包括以下內(nèi)容：（1）蒸汽主管道的設(shè)計。熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的蒸汽主管通常敷設(shè)于道路一側(cè)，并與道路中心線平行。依照熱用戶的實際需求和熱負(fù)荷發(fā)展情況，采用雙管布設(shè)的方式，敷設(shè)熱網(wǎng)主干管道。（2）熱力管網(wǎng)的敷設(shè)。結(jié)合供熱區(qū)域及負(fù)荷分布狀態(tài)，可以采用枝狀供熱管網(wǎng)布設(shè)的形式進(jìn)行建設(shè)，并分別采用管廊上架空敷設(shè)蒸汽管道、直埋敷設(shè)鋼管的方式進(jìn)行建設(shè)。

二、熱電聯(lián)供熱網(wǎng)直埋管道的安裝技術(shù)

（一）管道安裝

熱電聯(lián)供熱網(wǎng)直埋管道通過有補(bǔ)償、無補(bǔ)償安裝的方式進(jìn)行安裝，考慮直埋供熱管道中是否允許補(bǔ)償器、補(bǔ)償管段的要求，確保熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的安裝運(yùn)行效果。同時，要結(jié)合不同的管道設(shè)計要求和強(qiáng)度要求，進(jìn)行有補(bǔ)償安裝、無補(bǔ)償冷安裝、無補(bǔ)償預(yù)熱安裝。具體來說，當(dāng)供熱管道直徑≤50cm時，通常優(yōu)先選取無補(bǔ)償冷安裝的方法，并采用與有補(bǔ)償安裝、無補(bǔ)償預(yù)熱安裝相同的壁厚；當(dāng)供熱管道直徑≥50cm時，如果選擇無補(bǔ)償預(yù)熱安裝技術(shù)，盡管能夠縮減供熱管道的壁厚，然而需要較大的預(yù)熱施工成本；選取無補(bǔ)償冷安裝的方式相對安全，然而難以降低供熱管道的壁厚。因而要根據(jù)具體的安裝需求和經(jīng)濟(jì)性比對分析，進(jìn)行不同方案的選擇，以安裝DN50-140cm的供熱管道為例，要綜合考慮溝槽開挖和管道安裝成本，當(dāng)供熱管道直徑不斷增大的條件下，越發(fā)突顯無補(bǔ)償預(yù)熱安裝的優(yōu)勢，因而可以在除閥門、彎頭等特殊節(jié)點(diǎn)部位采用無補(bǔ)償預(yù)熱安裝技術(shù)。

（二）預(yù)熱方法

供熱管道無補(bǔ)償預(yù)熱安裝技術(shù)可以采用敞槽預(yù)熱和覆土預(yù)熱兩種方式，其中：敞槽預(yù)熱方式相較于覆土預(yù)熱而言，所需克服的土壤摩擦力相對較小，也即所需的額外溫度較小，承受的管道內(nèi)部殘余應(yīng)力相對較小，體現(xiàn)出比覆土預(yù)熱更大的應(yīng)用優(yōu)勢。而覆土預(yù)熱還需要間隔一段距離安裝一次性補(bǔ)償器，由此也增大了熱電聯(lián)供熱網(wǎng)的造價成本，增添了潛在的故障點(diǎn)，不利于供熱網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

（三）特殊節(jié)點(diǎn)安裝處理方法

當(dāng)熱電聯(lián)供熱網(wǎng)遭遇河流特殊地段時，要通過直埋敷設(shè)的安裝處理方式，確保管頂覆土深度低于河道沖刷線150cm；還要進(jìn)行抗浮處理，將混凝土蓋板覆蓋于供熱管道上端，增大過河管道的下沉效果。同時，對于地震斷裂帶的特殊地段而言，要選取D2220×15的鋼質(zhì)套管，將供熱管道敷設(shè)于其中，垂直穿越地震斷裂帶，兩側(cè)要設(shè)計緊急關(guān)斷閥；并在下端堆放一定高度的沙袋，使之具有較高的緊實度。

三、熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道保溫技術(shù)分析

（一）熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道保溫結(jié)構(gòu)

在對熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道進(jìn)行保溫技術(shù)應(yīng)用的過程中，要以經(jīng)濟(jì)性、散熱量、外表面溫度為基準(zhǔn)，進(jìn)行保溫結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，應(yīng)當(dāng)設(shè)計熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道的防腐層、保溫層、防水層和保護(hù)層，并進(jìn)行直埋敷設(shè)管道的保溫厚度的計算和分析。

（二）熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道保溫層厚度的影響因素分析

要考慮不同條件下的供熱網(wǎng)管道的保溫層厚度設(shè)計和分析，具體來說包括以下方面：（1）不同埋深條件下的供熱網(wǎng)管道保溫層厚度。保溫層厚度與管徑的增大成正比，管道埋深與總的傳熱系數(shù)成反比。（2）土壤熱導(dǎo)率條件下的供熱網(wǎng)管道保溫層厚度。保溫層與管徑的大小成正比；土壤導(dǎo)熱率與溫度的變化有直接的關(guān)聯(lián)，通常來說，含水量較大的土壤凍結(jié)狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)比融化狀態(tài)要大。（3）保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響。熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道保溫層的厚度對保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)較為敏感，一般來說，要設(shè)計選取導(dǎo)熱系數(shù)較小的保溫材料，較好地體現(xiàn)供熱網(wǎng)的保溫效果。

四、結(jié)語

綜上所述，熱電聯(lián)供熱網(wǎng)系統(tǒng)替代了之前的分散式小型鍋爐房結(jié)構(gòu)，通過熱負(fù)荷分析進(jìn)行熱電聯(lián)供熱網(wǎng)系統(tǒng)的合理設(shè)計，并采用熱電聯(lián)供熱網(wǎng)管道的安裝技術(shù)、特殊節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)和保溫技術(shù)，較好地提升系統(tǒng)節(jié)能降耗效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]邵天賜.基于粒子群優(yōu)化算法的熱電聯(lián)供生產(chǎn)模擬[J].大眾科技，2018（01）.

作者簡介：石文華（1985.10—），男，漢族，甘肅武威人，本科，助理工程師，研究方向：電力工程技術(shù)。