淺談熱力管網(wǎng)蒸汽輸送減少管道損耗的方法

邱華偉

唐山興邦管道工程設(shè)備有限公司 河北 唐山 064106

當前我國社會各個行業(yè)快速向前發(fā)展，醫(yī)藥、材料等行業(yè)整體發(fā)展趨勢一片明朗，蒸汽作為醫(yī)藥以及材料生產(chǎn)等各個行業(yè)所必備的能源之一，是工業(yè)規(guī)劃發(fā)展過程中非常重要的組成部分，同時也是各種工業(yè)園區(qū)建設(shè)發(fā)展過程中，所需要重點考慮的一項重要影響因素。但是蒸汽不同于水、電、燃氣資源，在實際輸送工作過程中很容易會受到溫度條件的影響出現(xiàn)蒸汽凝結(jié)成水，進而造成蒸汽在初步輸送過程中的總量和到達用戶終端的蒸汽總量之間存在較大的差值，也稱之為熱力管道蒸汽損耗，損耗的蒸汽總量和熱源點輸送的蒸汽總量的比率稱之為管損率。

1 從硬件設(shè)施上有效控制管損率

通過進一步控制熱力管網(wǎng)蒸汽輸送的管損率，本質(zhì)意義上是最大限度上降低蒸汽輸送過程中所產(chǎn)生的熱量損耗，同時還需要有效考慮到蒸汽在輸出過程中的距離和范圍情況，蒸汽在供熱管道當中進行輸送，管道的硬件設(shè)施設(shè)計是降低管損量，保證蒸汽輸送安全和輸送效率的關(guān)鍵要點。為了有效控制輸送過程中所出現(xiàn)的能源損耗情況，充分保證管道承壓承溫的安全工作系數(shù)，需要對熱力管網(wǎng)相關(guān)的保溫和輔助設(shè)施進行針對性設(shè)置和完善。

1.1 熱力管網(wǎng)保溫設(shè)計工作要點

比較常見的蒸汽管網(wǎng)保溫材料主要使用的是巖棉、聚氨酯、硅酸鈣以及各種玻璃棉等材料作為核心的保溫材料，通過這些材料的使用可以將其有效加工成纖維狀、氣泡狀、顆粒狀以及分層等各種不同的構(gòu)成狀態(tài)。比如，其中比較常用的高溫玻璃棉材料，所使用的主要材料為玻璃棉纖維材料在蒸汽管道的外部進行包裹，可以形成良好的保溫效果。氣凝膠材料也稱之為納米微孔隔熱材料，該材料的主要構(gòu)成為二氧化硅粉末，并且通過一系列比較復雜的復合工藝，將其直接制作成納米纖維保溫材料。內(nèi)超高溫反射層材料及主材料設(shè)置為玻璃纖維和鋁箔復合型防水纖維材料，是保溫層比較常見的施工方法，主要包含表面材料的涂抹灌注施工等，在蒸汽管道當中綁扎和預制的使用方法相對較多，同時部分位置也會使用直接灌注的施工方法[1]。

針對各種保溫材料和施工方法的選擇，需要根據(jù)熱力管網(wǎng)的管道介質(zhì)情況和相關(guān)機制參數(shù)進行設(shè)定，不同的保溫材料在使用過程中的強度適應性溫度范圍均有所不同，可以根據(jù)和蒸汽介質(zhì)之間的距離情況，通過使用不同形式的多保溫層結(jié)構(gòu)，可以形成良好的管道保溫處理效果，比如在一段1.5MPa，250℃的架空蒸汽管道內(nèi)部可以通過使用多層綁扎的保溫處理方法，從內(nèi)到外依次作為工作管使用20mm規(guī)格的氣凝膠材料和耐超高溫的防輻射層，以及60mm的高溫玻璃棉材料，可以進一步提高熱力管網(wǎng)的保溫效果。

對于蒸汽管道而言，保溫效果質(zhì)量主要取決于各層材質(zhì)是否符合要求，同時也直接取決于管道施工過程中外部保溫材料的綁扎是否緊密和科學，需要根據(jù)熱力管網(wǎng)工程施工要求來進行保溫施工。蒸汽管網(wǎng)管道還需要具備良好的防水、防腐蝕等效果，具有一定的材料強度以及防護性作用，在實際工作過程中不會產(chǎn)生明顯的變形問題，同時在管道的外層部位需要盡可能做好防高溫處理工作，進一步降低管道內(nèi)部介質(zhì)的散熱程度，有效實現(xiàn)管道的良好保溫處理效果。

為了有效滿足熱力管網(wǎng)施工的便利性，通常情況下會使用制管式施工方法，可以根據(jù)熱力管網(wǎng)的設(shè)計工作要求，在廠家內(nèi)部進行管道材料的制作，同時各保溫層和外套鋼管需要通過預制的方法進行制作，需要根據(jù)項目工程中的施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的情況，對外部鋼套管進行必要的防腐蝕處理，成品之后需要直接運輸?shù)焦こ淌┕がF(xiàn)場，直接進行埋地鋪設(shè)作業(yè)。通過預制管材料的使用，在實際施工過程中的施工流程比較便捷，但是相關(guān)接收單位無法更加直觀的對工程施工現(xiàn)場的質(zhì)量進行控制，需要對預制廠家的管道材料進行有效掌控，充分保證熱力管網(wǎng)的保溫效果[2]。

1.2 熱力管網(wǎng)施工細節(jié)控制

在管道施工過程中，通常情況下一些設(shè)計圖紙當中并不會明確標注各環(huán)節(jié)的細節(jié)問題，因此對于介質(zhì)的熱量散失也會產(chǎn)生直接性影響。

第一，地埋管上口部分施工。熱力管線在經(jīng)過河道等區(qū)域，通常情況下會使用鋼套管來進行防護處理，套管入土的位置和出土的位置通常情況下會高于地表，同時會制作出相應的防雨帽進行覆蓋。在工程實際施工過程中，對于地埋管套出入土點的上口位置有效做好施工質(zhì)量控制工作。首先，需要有效控制管道高出地面的實際高度，建議需要至少超過地面以上20cm，具體需要根據(jù)當?shù)赜昙镜膶嶋H降水量來進行測定，如果地埋管套上口的高度較低，并且在遇到暴雨天氣環(huán)境下，地表水會逐漸蔓延雨水，會從套管上口位置直接倒灌到地埋工作管和鋼套管的縫隙當中，同時工作管道內(nèi)部的蒸汽熱量會將滲入的雨水儲備，輕則會造成熱力管道間隙內(nèi)部的保溫提出現(xiàn)腐爛，進而會造成保溫效果大折扣。重則會造成工作管的外保管位置，由于外部和內(nèi)部溫度差影響而產(chǎn)生破裂損壞問題。其次，要嚴格封閉套管上口的防雨帽，防雨帽封閉程度不足很有可能會造成雨水的滲透，針對靠近出入土點的管道間隙保溫處理效果造成直接性影響，工作管的熱量會將滲透部分的雨水快速增發(fā)，進而會出現(xiàn)長時間的熱量散失情況，甚至滲透到內(nèi)部的雨水也會進一步被蒸發(fā)[3]。

1.3 頂部排氣閥處理

新建熱力管線工程項目在建設(shè)完成之后，必須要有效做好水壓試驗工作，管道高點部分的排氣閥，在注水工作過程中需要做好內(nèi)部空氣的排放，保證水壓試驗可以順利進行，同時也用于管線停機，在投入使用過程中管道內(nèi)部不會產(chǎn)生凝氣避免出現(xiàn)管道腐蝕情況。有些高壓管道如果沒有安裝安全閥也可以使用自動排氣閥避免出現(xiàn)爆管問題。在工程實際施工當中，部分工程施工單位在進行管道保溫處理工作中，只做好主管道的保溫處理，而忽略了管道排氣閥的保溫處理。由于排氣閥和工作內(nèi)管之間直接進行銜接，內(nèi)管當中的蒸汽介質(zhì)在傳輸工作過程中，會直接充滿整個管閥和閥門口位置，在閥門封閉完全的條件下蒸汽熱量會直接透過金屬排放到外部，排氣閥也很有可能會造成跑氣現(xiàn)象。在管道正式投入使用工作之前，要確保排氣閥完全關(guān)閉同時保溫處理完善，尤其對于保溫和主管道的銜接位置，需要有效做好密封處理，避免雨水大量滲透到其中[4]。

2 熱用戶用氣量的優(yōu)化處理方法

在實際應用工作過程中，用氣單位可以根據(jù)自己的實際用氣量情況，向相關(guān)熱力公司申報總用氣量大小，其中比較常見的用氣量需求情況可以將其分為兩種形式，即產(chǎn)生工藝所需要消耗的蒸汽和冬季采暖所需要的蒸汽，其中生產(chǎn)工藝流程當中所需要使用的蒸汽通常不具有機械性條件，全年均保持穩(wěn)定狀態(tài)，或者是呈固定周期變化，但是冬季采暖所使用的器具具有非常明顯的季節(jié)性調(diào)節(jié)特點，各個地區(qū)均有所不同這種蒸汽的消耗量經(jīng)常會造成冬季蒸汽負荷量加大，以及和夏季蒸汽負荷之間存在不對等各種問題，用劑量的減少則意味著管損率和管線運營維護工作成本有所提升。對于這類企業(yè)單位而言，全年的經(jīng)濟收益也會表現(xiàn)出當下兩極分化條件，并且在此工作基礎(chǔ)之上本文可以有效提出可嘗試性，推薦用戶通過使用蒸汽吸收式方法，進一步提高蒸汽輸送效率以及降低蒸汽疏通過程中管道所產(chǎn)生的損耗問題。

通過該基礎(chǔ)的有效使用溴化鋰吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，在工作過程中可以以蒸汽作為高溫熱源催動溶液循環(huán)，可以有效實現(xiàn)在夏季環(huán)境下以熱制冷的工作效果。蒸汽吸收式溴化鋰機組在工作過程中的最大優(yōu)勢，表現(xiàn)在節(jié)省大量的電能資源，更加適用于一些缺少電能資源的地區(qū)，同時可以有效使用較低的工作溫度和熱能，提高能源的綜合使用效率。缺點問題主要表現(xiàn)在政策因素方面的影響，大部分地區(qū)的蒸汽價格相對較高，并且經(jīng)過綜合的測算和分析之后，蒸汽吸收式溴化鋰基礎(chǔ)在工作當中，并不一定比傳統(tǒng)以電為主的能源空調(diào)工作更加經(jīng)濟實惠[5]。

3 結(jié)語

通過降低管道的整體損耗量，則可以實現(xiàn)將更多的蒸汽資源輸送給對應的用戶端，通常情況下，相關(guān)蒸汽供應工作的企業(yè)單位更加重視對管損率的控制，由于管水率可以更加直觀地反映出管道送氣的盈利情況，有效結(jié)合實踐工作經(jīng)驗以及相關(guān)理論知識，從熱力管網(wǎng)的硬件設(shè)施改善、熱源點供熱以及熱用戶用熱等各個不同角度，有效控制熱力管網(wǎng)蒸汽輸送過程中的蒸汽損耗量，有效保證蒸汽輸送過程中出現(xiàn)的能量損耗問題得以全面控制。