長(zhǎng)距離輸煤棧橋利用供熱管網(wǎng)供暖設(shè)計(jì)應(yīng)用

杜梅霞

摘 要： 介紹了長(zhǎng)距離輸煤棧橋利用供熱管網(wǎng)與棧橋供暖相結(jié)合的工程案例。本案例節(jié)省供暖設(shè)備，降低初投資，便于工程運(yùn)檢。經(jīng)過3個(gè)供暖季的運(yùn)行檢驗(yàn)，運(yùn)行效果較好，對(duì)類似工程有借鑒意義。

關(guān)鍵詞： 長(zhǎng)距離輸煤棧橋;供暖;供熱管網(wǎng);設(shè)計(jì)應(yīng)用

長(zhǎng)距離輸煤棧橋在大型煤炭基地、煤化工、電廠、煤炭物流園中較多，傳統(tǒng)棧橋供暖一般將棧橋劃分若干段，設(shè)置多個(gè)供暖系統(tǒng)，保證供暖效果并方便運(yùn)維。此方式有室內(nèi)供暖系統(tǒng)和室外供熱管網(wǎng)兩套系統(tǒng)。葫蘆素礦井選煤廠至圖克工業(yè)園區(qū)棧橋輸煤系統(tǒng)工程供暖與傳統(tǒng)做法不同，利用供熱管網(wǎng)回水管替代棧橋供暖系統(tǒng)，既簡(jiǎn)化工程系統(tǒng)，節(jié)省工程投資，且供暖效果良好，為類似工程提供借鑒價(jià)值。

1 工程概況

葫蘆素礦井選煤廠至圖克工業(yè)園區(qū)棧橋輸煤系統(tǒng)供熱工程位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯，隸屬中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司。本工程承擔(dān)圖克工業(yè)園區(qū)至葫蘆素礦井選煤廠換熱站之間的熱網(wǎng)輸送功能及輸煤棧橋的供暖功能。本工程全長(zhǎng)3.6km，輸送150/90℃高溫?zé)崴?，輸熱能?4381kW。

2 設(shè)計(jì)中解決的問題

本工程利用供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)巧妙解決了輸煤棧橋供暖，設(shè)計(jì)過程中重點(diǎn)考慮、解決了以下問題：

2.1 管網(wǎng)敷設(shè)形式選擇

供熱管網(wǎng)有多種敷設(shè)方式，直埋、架空、綜合管廊。本項(xiàng)目長(zhǎng)度3.6km，且跨越鐵路、公路、河塘等多種地形。本項(xiàng)目經(jīng)過多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定輸煤棧橋內(nèi)綜合管廊敷設(shè)方案。此方案優(yōu)點(diǎn)：一棧橋供暖與供熱管網(wǎng)結(jié)合，簡(jiǎn)化工程，降低投資;二便于管網(wǎng)的運(yùn)維;三棧橋的消防、沖洗管道可以利用綜合管廊敷設(shè)。缺點(diǎn)：一綜合管廊使棧橋?qū)挾燃訉?.7m;二綜合管網(wǎng)荷載、溫差變形產(chǎn)生的作用力作用于棧橋，增加棧橋基礎(chǔ)荷載。

2.2 供暖熱媒確定

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014第9.2.1條“輸煤廊的散熱器表面溫度不應(yīng)超過130℃?！盵1]本規(guī)定是防止散熱器表面溫度過高，導(dǎo)致自燃發(fā)生而設(shè)定的。本供熱管網(wǎng)熱媒150/90℃高溫?zé)崴?。從安全角度考慮，棧橋供暖選用90℃回水作為棧橋供暖熱媒。

2.3 供暖形式確定

葫蘆素礦井、選煤廠的熱負(fù)荷分為常年性熱負(fù)荷7500kW，需全年供應(yīng);季節(jié)性熱負(fù)荷28898kW，僅供暖季供應(yīng)。

根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，熱網(wǎng)回水分為常年性負(fù)荷回水管和季節(jié)性熱負(fù)荷回水管。季節(jié)性回水管與棧橋供暖運(yùn)行時(shí)間一致，利用此回水管替代棧橋供暖系統(tǒng)的散熱器，技術(shù)可行，需校核散熱量是否滿足棧橋的供暖要求。

經(jīng)計(jì)算熱網(wǎng)供水管道直徑為D478X10，常年性熱負(fù)荷回水管道直徑為D325X8，季節(jié)性熱負(fù)荷回水管直徑為D426X9。經(jīng)核算，棧橋設(shè)計(jì)溫度8℃時(shí)，D426X9季節(jié)性負(fù)荷回水管散熱量滿足棧橋耗熱熱負(fù)荷，且回水管溫降不到2℃，回水溫度也滿足換熱站回水要求。確定D426X9季節(jié)性負(fù)荷回水管作為棧橋散熱器向棧橋供暖。

2.4 熱網(wǎng)供、回水管位置確定

綜合管線布置中一般熱力網(wǎng)管道高于給排水管道。[2]本棧橋綜合管線中除了3根供熱管道，還包括消防管道、沖洗管道、礦井水管道、氮?dú)夤艿?，綜合考慮管道的運(yùn)行、安裝、檢修、兼顧供暖功能等因素，熱網(wǎng)的保溫供水管D478X10布置在管廊最下層;不保溫回水管D426X9布置在次底層，距地面1.35m，與棧橋外窗高度接近，利于加熱棧橋內(nèi)和外窗附近冷空氣;保溫回水管布置在第三層。

2.5 固定支架位置確定及荷載計(jì)算

供熱管網(wǎng)運(yùn)行中的溫差導(dǎo)致熱網(wǎng)熱脹冷縮產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力計(jì)算和固定支架位置的選擇和確定，影響管廊的安全可靠運(yùn)行。固定支架位置選擇和確定包括固定支架間距確定、固定支架受力計(jì)算。經(jīng)計(jì)算本供熱管網(wǎng)固定支架間距為70～120m;支架優(yōu)先布置在棧橋的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上或附近，并采取技術(shù)措施抵消或減少固定支架受力。

2.6 補(bǔ)償器選用與設(shè)置

管網(wǎng)優(yōu)先利用自然補(bǔ)償。無自然補(bǔ)償處選用無推力套筒補(bǔ)償器補(bǔ)償。此補(bǔ)償器可忽略補(bǔ)償器軸向推力，減少對(duì)固定支架的推力作用。補(bǔ)償器采用兩個(gè)補(bǔ)償器臨近布置，[3]可抵消固定支架兩端部分或全部的作用力，減少固定支架受力，從而降低傳遞到棧橋基礎(chǔ)上荷載，從而降低結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)費(fèi)用。

2.7 活動(dòng)支架計(jì)算

熱網(wǎng)活動(dòng)支架跨度大小直接決定管道支架的數(shù)量?？缍忍≡斐晒艿乐Ъ苓^密，支架費(fèi)用增高，在保證管道安全和正常運(yùn)行的前提下，應(yīng)盡可能地增大管道的跨距，降低支架費(fèi)用。管道支架允許跨距取決于管材的強(qiáng)度、管子截面剛度、外荷載的大小、管道敷設(shè)的坡度及管道允許的最大撓度。管道支架允許跨距的計(jì)算根據(jù)強(qiáng)度和剛度兩個(gè)條件進(jìn)行，公式1-1[4]是按強(qiáng)度條件確定的支架最大允許跨距：公式1-2[4]是按剛度條件確定的支架最大允許跨距。

本工程支架間距確定為3m。支架包括滑動(dòng)支架和活動(dòng)支架，臨近補(bǔ)償器的支架為滑動(dòng)支架，其它為活動(dòng)支架。

3 運(yùn)行情況

本工程自2015年12月開始運(yùn)行至今，已歷時(shí)3個(gè)供暖季，管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)正常，熱網(wǎng)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)，棧橋供暖滿足設(shè)計(jì)要求，用戶對(duì)運(yùn)行效果滿意。

4 結(jié)論

本工程是供熱管網(wǎng)與棧橋供暖相結(jié)合的工程案例。它為此類工程提供工程思路及借鑒，引發(fā)供暖設(shè)計(jì)思考。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50016-2014）[S].中國計(jì)劃出版社，2014.123.

[2]城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ34-2010）[S].中國建筑工業(yè)出版社，2010.26.

[3]室外熱力管道安裝（01R413）[S].中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所出版，2001.46.

[4]施振球.動(dòng)力管道手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.424-429.