關于蒸汽管網設計方面的問題探究

李慧哲

摘 要：近年來國家大力發展集中供熱，新建和擴建的蒸汽管網工程項目較多。蒸汽管網設計時，除了應該遵循有關設計規范外，還要采取必要的措施使管網布置合理適用、減少管道損失，降低工程造價，提高能源利用率。作者根據多年的工作經驗，梳理了蒸汽管道的布置類型、管道敷設方式、熱補償的選擇、保溫等方面的一些設計經驗。

關鍵詞：蒸汽管網；設計；節能

近些年來，我國的國民經濟得到了飛速的發展，為了適應城市居民和各個企業的發展，城市的用汽量逐年遞增。與此同時，為了保護城市的環境，減少城市供暖及生產所排放的有害氣體和物質，緩解大氣污染的狀況，國家正在大力的推行集中供熱制度，逐步取締小型鍋爐供暖。供熱管網是實現集中供熱必不可少的設施，不過造價高、規模大的供熱管網的建設是一項艱巨的工程，在進行供熱管網工程建設的時候需要特別的注意，不能忽視城市規劃和環境保護的因素，文章結合蒸汽管網建設的實際情況，對其建設過程中的幾個要素進行了分析，希望可以對相關的工程建設有所幫助。

1 蒸汽管網布置類型

因為蒸汽管網布置與熱源、熱用戶相互位置之間存在著一定聯系，在進行蒸汽管網布置的時候要保障安全和經濟雙重因素。一些城市熱管網的設計者為了提高供熱的可靠性，降低熱負荷產生的不確定性因素的不良影響，將管網按照網格狀進行布置，可以讓管網在投入使用后更加的方便快捷、安全可靠。不過要注意的是，因為管網的水力施工是一項非常復雜的過程，建設時的不可控因素很多，還往往需要較大的資金投入。很多城市的多熱源聯合供熱系統都是成環狀分布的，將熱用戶的管網直接從大環網上接出，并使其呈分散狀。這種布置方式具有供熱后備性能，運行安全可靠。不過熱網水力工況和控制是一項復雜的工程，需要大量的資金投入，在對其進行建設時需要考慮經濟性和安全性的雙重原則，可以將城市蒸汽管網按照放射狀分支網狀分布。架設好管網主干線骨架以后，要進行敷設連通管的鋪設，注意在作業的時候要將連通管上的閥門關掉，這樣一旦出現主干線分段事故，就能夠利用連通管進行供熱。這種管網布置形式保證了枝狀管網適應不確定熱用戶的發展，在一條干管供熱能力不能達到供熱標準的情況下，要增加臨近支管道的供熱能力，使得蒸汽管網輸送能力符合標準。

2 蒸汽管網的敷設方式

蒸汽管網敷設應在城市建設規劃的指導下進行，考慮熱負荷分布、熱源位置與各地上、地下管道及建筑物、園林綠地的關系和水文地質條件等多種因素。一般采用地埋和架空兩種敷設方式進行蒸汽管網敷設。一般來說為了便于維修，降低成本企業都會采用架空敷設的方式進行熱汽管網的設置。城市的集中供熱要考慮市容市貌和小區總體規劃，往往蒸汽管道采用直埋敷設，此方式占地面積小、保溫性能好、施工周期短，但造價高、檢修不方便。直埋敷設城市供熱的蒸汽管道可以起到更好的保溫效果，讓熱散失的程度降到最低，從而提高能源的利用率，實現節約能源的目的。

3 蒸汽管道的熱補償

為讓蒸汽管道的供熱效果更好，更加安全、穩定地供熱，管網設計時應對管道因受熱時的熱伸長量進行補償，減少管線因溫度變化而產生的冷熱應力，避免因應力集中對管線造成破壞，防止事故發生。自然補償和補償器補償是管道的補償的兩種方式，其優劣點并存，自然補償往往需要占用更大的空間并要增加彎頭。補償器補償主要有方（矩）形補償器、套筒式補償器、波紋管補償器、球形補償器、旋轉式補償器幾種不同的形式，常見的是后三種，此外還有一些體積更小，更輕便、占地少、阻力低的補償器。同時補償距離長可以減少彎頭，降低壓降。每一種補償器都有著各自不同的優點和缺點，施工建設人員需要根據工程建設的實際情況適當地進行選擇，以經濟、安全、合理的原則進行施工，使得補償器能夠發揮更大的作用。球形補償器主要由球體和密封裝置等元件組成，通過其受熱時球體的回轉中心自由轉動可以讓熱力管道吸收管道熱位移，僅為降低管道的應力。除共有的優點外它還具有補償能力大，安裝方便，投資省等優點，安裝形式有水平、垂直、傾斜等。旋轉補償器結構主要有整體密封座、密封壓蓋、大小頭、減磨定心軸承、密封材料、旋轉筒燈構件組成，安裝在熱力管道上需兩個或兩個以上組對成組，形成相對旋轉吸收管道熱位移，從而減少管道之應力。除共有的優點外它還具有補償量大、不產生盲板力（固定支架小）、節約投資等優點，安裝形式多達十多種。

如今在蒸汽管網的建設中，新技術、新工藝的應用讓補償器制造有了新的進展，尤其是一些高彈性的金屬管的應用讓熱損失更少，大大增加了其補償力，能更好地防泄漏。

4 蒸汽管道的保溫

在進行蒸汽管道建設的時候要按照節約能源、提高經濟效益、減少散熱損失、改善工作環境管且防止燙傷的原則。保溫性對于蒸汽管道的建設非常重要，良好的保溫性可以有效的提高管道的熱損失情況，并節省能源，讓管道安全運行。

（1）根據實際的供暖情況來看，供熱管道的鋪設距離越來越長，這樣為了保證供熱管網的末端的供熱參數，可以使用相應的保溫材料進行管道建設，通常來說低于300℃的蒸汽道選用高溫玻璃棉，高于300℃的蒸汽管道選用復合硅酸鋁制品；（2）長距離輸送的蒸汽管道不能像一般的供熱管道一樣采用表面溫降控制法或經濟厚度法計算保溫厚度，應該采取控制溫降法計算保溫層厚度；（3）建議根據管徑的大小進行多層保溫，并在最外層保溫層頂部局部加裝一層（1/2或者1/3）保溫層，這樣可以有效的減少熱量損失；（4）在每層保溫之間應采用阻燃鋁箔玻纖布發射層纏繞，內保溫層需采用耐高溫的鋁箔發射層，即對鋁箔材料容重的控制來確保鋁箔的厚度及反射效果；實踐證明，通過（3）、（4）的措施確實可以有效降低管道溫降，達到節能的效果。

5 結束語

作為城市建設重要內容之一的蒸汽管網工程建設，一定要引起相關部門和單位的重視，其能否安全有效的運行將會直接影響到城市居民生活質量以及企業的生產情況。在進行城市蒸汽管網建設時要依據相應的法律法規和行業規定，遵循技術的使用原則，經濟、環保、合理、安全地進行工程施工。管道的制造、安裝以及管網的啟動運行的每一個環節都要認真地進行施工，不能有一點馬虎，相關的施工建設人員還應該發揮自己的主觀能動性，根據施工的實際情況和自己的經驗進行合理的設計，降低施工的難度和工程成本。與此同時，為了提高蒸汽管網的供熱效果，在保證蒸汽管道安全運行的前提下，相關的管理人員還可以運用不同的供熱措施，最大限度地追求蒸汽管網的安全、經濟運行，提高能源的利用效果，降低供熱成本，減少空氣污染。

參考文獻

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