影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng)輸熱能效的因素及解決方案

付道禮

城市集中供熱是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，是提高能源利用率、減少環(huán)境污染的重要措施之一，無(wú)論是國(guó)家政策還是地方文件都對(duì)燃煤小鍋爐進(jìn)行規(guī)范和限制，對(duì)排放和環(huán)保嚴(yán)格要求，都明確表示對(duì)對(duì)集中供熱管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的燃煤鍋爐實(shí)施關(guān)停整合，為集中供熱的實(shí)施提供了政策保障。隨著集中供熱需求越來(lái)越大，尤其長(zhǎng)距離蒸汽輸送要求越來(lái)越長(zhǎng)，如何保證滿足客戶高品質(zhì)供熱需求的前提下實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)的安全和高效運(yùn)行，努力創(chuàng)造供熱管網(wǎng)輸熱能效經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收。

1、影響發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng)輸熱能效的因素

（1）供熱設(shè)計(jì)單位對(duì)熱負(fù)荷收集、統(tǒng)計(jì)與測(cè)算不科學(xué)，不準(zhǔn)確，造成管網(wǎng)設(shè)計(jì)和實(shí)際需求不一致。

（2）供熱設(shè)計(jì)單位對(duì)供熱管道熱力網(wǎng)形式、管道布置等不合理，造成熱損失過(guò)大。

（3）管道敷設(shè)方式及特殊地段處理方案不合適造成能耗較高。

（4）管網(wǎng)水力計(jì)算和管徑的確定不合理不科學(xué)，造成水力不均，熱冷不等，損耗較大。

（5）熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)的管材、壁厚、管道零部件的選用、管道疏放水的選用、防腐涂層的選擇不合適，造成溫降、壓降較大。

（6）設(shè)備管理維護(hù)和運(yùn)行水平的影響。

設(shè)備性能的好壞對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)至關(guān)重要，設(shè)備的科學(xué)管理及可控在控是對(duì)熱系統(tǒng)的有利保障，正常設(shè)備維護(hù)管理制度缺失，定期工作不按時(shí)進(jìn)行，維護(hù)不到位不仔細(xì)，造成設(shè)備壽命和出力下降，嚴(yán)重影響機(jī)組效益。由于運(yùn)行制度不健全，操作人員水平有限，，造成成本增加。

2、提高發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng)輸熱能效的措施與途徑

（1）加強(qiáng)對(duì)用戶的用能數(shù)據(jù)深度了解，科學(xué)準(zhǔn)確的熱負(fù)荷分析收集、統(tǒng)計(jì)與測(cè)算。

熱負(fù)荷的收集內(nèi)容主要包括用戶用熱介質(zhì)、用汽參數(shù)（壓力、溫度、流量）、用途、使用時(shí)段、以及生產(chǎn)班制、檢修周期、季節(jié)特性等內(nèi)容。深入考察用熱企業(yè)，調(diào)查了解企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)展情況，分析不同階段的用戶熱負(fù)荷用量，進(jìn)行詳細(xì)的分析和核準(zhǔn)。通過(guò)詳細(xì)分析熱負(fù)荷調(diào)查結(jié)果，結(jié)合熱負(fù)荷的分布位置，對(duì)新建管網(wǎng)線路走向提出設(shè)想，通過(guò)計(jì)算確定蒸汽管線管徑和供汽系統(tǒng)等，并對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可制訂供熱的可行性方案。

（2）根據(jù)熱負(fù)荷實(shí)際情況合理計(jì)算供熱管道水力計(jì)算、負(fù)荷分配，從而設(shè)計(jì)供熱管道的熱力網(wǎng)形式、供熱方案、管道布置等。

一般集中供熱管網(wǎng)形式常用的供熱管網(wǎng)有三種形式：枝狀管網(wǎng)，雙管或多管制管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)其優(yōu)點(diǎn)在于路徑簡(jiǎn)單、管線最短、管理方便、投資費(fèi)用相應(yīng)較低。其缺點(diǎn)在于當(dāng)管線系統(tǒng)中、尤其是距離熱源近處的主干線發(fā)生故障時(shí)，影響較多熱用戶。雙管制或多管制管網(wǎng)一般是用戶所需介質(zhì)參數(shù)相差較大時(shí);熱負(fù)荷分期增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)的時(shí)間間隔較長(zhǎng)時(shí);有全年熱負(fù)荷，同時(shí)亦有季節(jié)性熱負(fù)荷且占總負(fù)荷比例較大時(shí)的用戶。環(huán)狀管網(wǎng)，當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上熱源進(jìn)行集中供熱時(shí)，各熱源引出的主干線或支干線在適當(dāng)?shù)奈恢靡诉B通構(gòu)成環(huán)狀，特別是不能停汽的重要熱用戶應(yīng)考慮設(shè)計(jì)環(huán)狀管網(wǎng)。管網(wǎng)布置方案走向布置原則以運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)合理、美觀大方、便于施工和管理為目的。

（3）管道敷設(shè)方式及特殊地段處理方案的影響

管道敷設(shè)方式以地埋敷設(shè)方式為主，局部采取架空敷設(shè)作為輔助方式。管道敷設(shè)時(shí)結(jié)合路由的具體情況，盡可能敷設(shè)在路旁綠化帶內(nèi)或人行道下，盡可能不跨越或少跨越城鎮(zhèn)主干道、繁華地段、河流、鐵路。在城區(qū)內(nèi)盡可能敷設(shè)在綠化帶內(nèi)或人行道下，但必須得到相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)方可實(shí)施。供熱管道與河流、公路交叉時(shí)，應(yīng)盡量垂直相交，任何情況下與河流、公路交叉不得小于45度角。蒸汽管道過(guò)道路、蒸汽管道穿越道路可采用開(kāi)挖的形式直接穿越，也可以采用非開(kāi)挖的形式進(jìn)行穿越。

（4）管網(wǎng)水力計(jì)算和管徑的確定

管網(wǎng)水力計(jì)算范圍及原則：供熱管網(wǎng)的管徑應(yīng)根據(jù)蒸汽的流量、性質(zhì)、流速、輸送距離及管道允許的壓力損失等通過(guò)水力計(jì)算確定。可以根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)的熱負(fù)荷為依據(jù)，對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算。根據(jù)最大流量確定管徑，并通過(guò)平均流量工況進(jìn)行管徑的核算。

（5）熱力網(wǎng)管材的確定、管道零部件的選用、防腐涂層的設(shè)計(jì)和選用等。

低壓蒸汽架空管道一般均采用L245螺旋縫焊接鋼管，中壓蒸汽架空管道一般均采用20優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管，埋地蒸汽管道芯管均采用20優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管，埋地蒸汽管道保護(hù)套管采用Q235B螺旋縫焊接鋼管，疏放水管道采用20優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管。目前常用的補(bǔ)償方式有：自然補(bǔ)償（含π型補(bǔ)償）、波紋管補(bǔ)償器補(bǔ)償、套筒補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器、方形補(bǔ)償器及無(wú)推力旋轉(zhuǎn)筒補(bǔ)償器補(bǔ)償?shù)龋瑧?yīng)根據(jù)不同的敷設(shè)方式采用不同的補(bǔ)償型式。管托如果采用低能耗熱網(wǎng)專用管托，該管托與普通管托相比熱損失可減少80～90%。目前用于蒸汽管道外護(hù)管外防腐的涂層選擇余地較大，100%固體含量剛性聚氨酯涂層的各項(xiàng)性能指標(biāo)等同或優(yōu)于目前廣泛采用的液體環(huán)氧樹(shù)脂涂層，與其它防腐方法比較有更多的技術(shù)和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，目前在長(zhǎng)輸熱網(wǎng)技術(shù)工程中廣泛使用。

（6）設(shè)備管理維護(hù)和運(yùn)行水平的影響。

努力降低運(yùn)行維護(hù)成本。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和技術(shù)監(jiān)督，提高系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。合理優(yōu)化機(jī)構(gòu)及人員配置，提高勞動(dòng)效率。健全各項(xiàng)管理制度，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全作業(yè)監(jiān)督等制度的建立是對(duì)系統(tǒng)安全高效運(yùn)營(yíng)的有利保障。

經(jīng)過(guò)上述措施的有效建立實(shí)施，發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng)輸熱能效定會(huì)發(fā)揮出較大優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性大大提高，實(shí)現(xiàn)能耗降低、持久贏利。

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng)輸熱能效的眾多因素進(jìn)行了剖析，并針對(duì)問(wèn)題提出了解決方案，找到了解決能耗降低的途徑，提高了項(xiàng)目的盈利水平，從而基本確定集中供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)管理之路，對(duì)同類管網(wǎng)具有重要的借鑒參考意義。

（作者單位：255054山東省華電淄博熱電有限公司）