蘭州西站及動車所集中供暖技術難題研究

馬新倉

蘭州西站及動車所集中供暖技術難題研究

馬新倉

摘 要：寶蘭客專蘭州西站及動車所的供暖屬于大型站房、高大空間廠房供暖的典型案例，供暖質量直接關系西站及動車開通品質。建設前期，建設單位與市政供熱部門、設計部門深度對接，汲取以往供暖存在的問題，綜合考慮各種不利因素，通過實地調查，充分掌握一次熱源各種參數，提出優化要求，最終敲定供暖方案。經過開通后一個采暖期的運行，各項指標都達到設計要求，供暖質量和穩定性得到鐵路局和各用戶好評。

關鍵詞：蘭州西站；動車所；供暖；方案優化

1 蘭州西站及動車所概況

寶蘭客專蘭州西站站房位于蘭州市七里河區，地處蘭州市中心地帶，北廣場北側為城市主干道西津西路，南廣場南側為南山路（原建西西路），站房中心線距離武威路約1200m；蘭州西動車所自蘭州西站西端引出，順新建蘭新第二雙線南側走行，動車走行線上跨蘭新第二雙線，動車所設在蘭州市七里河區范坪村，距蘭州西站約6km，在新建南山路南側緊鄰南山路，蘭州西站及動車所交通便利，隨著蘭新客專開通，既有隴海、包蘭、蘭新、蘭青以及正在或即將建設的蘭渝、寶蘭、中川、蘭合、包蘭二線等干線鐵路匯集于此，未來的蘭州西站，將是一座現代化并聚集地方特色的大型客運中心，高峰期客運發送量每小時可達到1．37萬人，預計到2020年年發送旅客量3300余萬人，到2030年年發送旅客量4500萬人，建成后的蘭州西站，可將客運專線、市郊鐵路、城市公交、軌道交通等基礎設施融為一體，形成大型綜合交通樞紐，為蘭州的加快發展提供強有力的支撐。

2 供暖需求及周邊供暖設施狀況

蘭州西站站房總建筑面積16萬m2（含出站層城市通廊、出租車通道、物流通道等），站房最大跨度66m，最大高度39．55m，設計空調系統需要熱量為10939kW，地板采暖總耗熱量為8244kW；目前正在實施的西站周邊配套蘭新開通的生產生活房屋8棟/24717m2，總計需要熱負荷1722kW，供暖半徑1．2km；動車所檢修庫及周邊配套生產生活房屋20棟/48791m2，需要熱負荷10374kW，供暖半徑2．0km。

經現場調查并與地方熱力公司對接，西站及動車所周邊供暖設施現狀為：蘭州西站北側西津西路有自西向東市政DN500熱網管道，主要承擔蘭州西站七里河地區供暖，已基本趨于飽和；正在建設的南山路有蘭州市西熱東輸項目建設辦公室正在施工的自西向東DN1200供熱管網，既是城市未來發展的需要，又作為對西津路原有供熱管網的有效補充，但因南山路建設時序問題，部分管道因拆遷等影響還未與西站連通。

3 供暖方案優化

3.1 蘭州西站內換熱站（2座）

蘭州西站原設計南北站房的供熱熱源系統各自獨立，且在南北站房換熱站中分別為周邊配套生產房屋預留部分供暖條件，根據建設單位與市政供熱部門（即蘭州市西熱東輸項目建設辦公室）在2011年9月簽訂的“關于寶蘭客專相關設施接入蘭州市集中供熱管網相關事宜”等初步協議，同意新建蘭州西站供暖系統接入蘭州市西熱東輸市政供熱管網，西站北廣場北側西津路有市政高溫一次熱水管網可延伸接入西站，且該協議提供一次網供回水溫度130/70℃、壓力1．6MPa熱源（熱力公司以熱電廠提供參數為依據），本工程的供熱系統是利用市政高溫熱水經板式水-水換熱器后供空調系統及低溫地板供熱使用。

優化原因：一是考慮到西站高大空間供暖特殊性以及周邊配套房屋遠期規劃發展的需要，且高大空間站房設置獨立換熱站供暖無論從管理還是供暖效果上都比較穩妥；二是通過對蘭州市西熱東輸項目建設辦公室已投入使用的換熱站實際熱參數現場調查，實際供回水溫度基本保持在90/70℃，一次網到換熱站的實際壓力為0．8MPa左右。

基于以上兩點，相關單位進行技術對接后，確定在南北站房換熱站內不預留用于生產辦公房屋的熱負荷，考慮西站周邊遠期土地開發和既有生產生活房屋供暖的需要，決定在南站房西側新建獨立的換熱站用于生產生活配套房屋供暖熱源；同時將原設計的一次網熱源供回溫度由130/70℃調整至90/70℃，供水壓力由原1．6MPa調整到1．0MPa，按照站房內所需熱負荷在北站房設置用于空調水換熱量為3650kW/臺板式換熱器2臺，用于地板采暖熱水換熱量為2350kW/臺板式換熱器2臺；南站房設置用于空調熱水換熱量為3000kW/臺板式換熱器2臺，用于地板采暖熱水用換熱量為2100kW/臺板式換熱器2臺；冬季空調熱水的供回水溫度為60/50℃，地板供暖供回水溫度為55/45℃，經核算完全能保證西站站內供暖負荷需要。

3.2 蘭西動車所換熱站

因考慮到范坪電廠至南山路供熱管道鋪設無法與動車所同步投入使用，且動車所機車洗刷和融冰除雪庫融冰設備生產用熱水等情況，原設計在動車所設置2臺7MW水煤漿熱水鍋爐，用于動車所生產用熱水和冬季供暖。

優化原因：一是按照蘭州市有關大氣污染防治的相關規定，有集中供熱熱網地區，嚴格控制獨立供熱鍋爐審批，在納入熱電聯產集中供熱管網規劃的地方一律實施集中供熱，不容許設置燃煤鍋爐；二是從范坪電廠到西站市區有一條正在實施的主供熱管網（DN1200），由西至東將鋪設在新建的南山路下，距離動車所主庫不足500m，在主管網未通之前，與西熱東輸項目建設辦公室相關人員溝通，在主管網2014年供暖期未通之前，采取技術措施處理，確保提前給動車所供暖（即在DN1200管道未連通端加設閥門，且在范坪站設置減壓閥裝置，確保動車所用氣；三是通過與西熱東輸項目建設辦公室有關負責人對接，在保證供暖的同時，能提供生產用熱水。

基于以上3點，各方多次深入對接后，決定取消動車所鍋爐房，改建換熱站，由西熱東輸項目建設辦公室提供一次管網，考慮到動車所動車檢修大庫高大廠房實際需要，在該換熱站采用分系統供暖方式，即動車檢修庫與其他生產生活房屋采用獨立的板式換熱系統，確保高大廠房供暖質量，同時，對廠房內散熱器數量、分布等進行加強設計。即檢查庫以散熱器系統供熱為主，其中高大廠房按不小于5℃設計散熱器系統作為值班采暖，工作時間散熱量不足部分及冷車吸熱部分由暖風機系統負擔；散熱器采用鋼鋁復合柱翼型及鋼制圓翼型，工作壓力1．0MPa，邊跨附屬房屋采用GLZ-600型鋼鋁復合柱翼型散熱器，檢修庫采用GLZ-1200型鋼鋁復合柱翼型散熱器，散熱器之間連接管道采用DN32，庫內檢修坑采用DN40鋼制圓翼型；旋流式暖風機庫房上部吊裝78臺，型號為QFGN-56/AL型，0．48kW，380V，風量4500CMH，散熱量41．9kW，水阻5．2kPa，經口風速5m/s；熱空氣幕XLFM-65/AL型，22200CMH，散熱量110kW。

熱力站內設置一套生活采暖換熱機組，供熱能力Q=18000kW，一套生產用熱換熱機組，供熱能力Q=2200kW，一次網輸入供回水溫度95/70℃，換熱站內阻力H=165kPa，SD輸出供暖供回水溫度85/65℃，熱負荷18000kW，3臺換熱器并聯運行，輸出生產用熱供回水溫度85/65℃，熱負荷2200kW，2臺換熱器并聯運行，供暖系統采用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．26～0．29MPa，立式變頻補水泵2臺（一備一用），臥式變頻補水泵3臺（三用一備），生產系統用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．15～0．18MPa，立式變頻補水泵2臺（一備一用），臥式變頻補水泵2臺（一用一備），預留板式換熱機組及其定壓設施為后期擴大生產預留條件。

3.3 西站南站房西側換熱站

經過對動車所、蘭州西站周邊遠期發展的預想，在確保動車所及西站既有生產生活房屋供暖的基礎上，根據寶蘭客專開通后動車所及蘭州西站周邊后期擴大生產的需要，在既有條件基礎上分別預留一定擴能條件。

西站南站房西側配套生產房屋熱力站內設置一套采暖換熱機組，供熱能力Q=6800kW，采用板式換熱器2臺，一次網輸入供回水溫度95/70℃，換熱站內阻力H=115kPa，SD輸出供回水溫度85/65℃，供暖系統采用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．26～0．29MPa，立式變頻補水泵2臺（一用一備），臥式變頻補水泵3臺（二用一備），土建預留2臺機組安裝條件，作為后期擴容使用。

4 實施過程需要重點盯控的事項

（1）根據市政供熱系統周邊條件，選定熱源并給熱源單位提供供熱需要負荷、壓力、供暖半徑及用熱性質等，與熱源供應單位簽訂相關實施協議，明確雙方責任義務，提出準確供暖時間，為雙方開展工作提供依據。

（2）根據熱源部門提供理論供熱參數（溫度、壓力、流量），通過對周邊已投入使用的換熱站實際供熱參數對設計參數進行修正，并以此為依據進行相關管道大小、設備類型的選擇，確保供暖質量。

（3）與路、地相關規劃部門深度結合，選擇合理、最優的一、二網鋪設路徑，避免出現廢棄工程、二次遷改工程。組織相關各方（相關規劃部門、西熱東輸項目建設辦公室、各設計院、相關施工單位、管網路徑相關配合單位等）現場調查、方案討論、圖紙審查，按照設計方案最優、遷改數量最少、對后期規劃影響最小的原則進行設計。

西站及動車所供熱管網方案涉及單位多（設計單位3家，施工單位近10家，鐵路既有線管理單位、在建道路建設單位5家），涉及穿越鐵路既有線3處，市政在建涵洞2處，且因各單位施工時序不一致，臨時加工廠、材料場、場地標高等相關問題影響，交叉施工多。針對現狀，建設單位組織各家現場查看后，按照制約工程節點先易后難、臨時工程讓位永久工程的原則，在不影響站房總體施工的前提下，要求各單位排出管路敷設路徑施工計劃和提供場地時間，并通過定期組織現場協調督促，確保一次網、二次網施工有序按期推進。

（4）加強施工過程盯控，確保管網施工質量。室外熱網直埋保溫管道能在0．6～1．2m凍土層內直埋熱損失比普通的管道降低40%以上，工作使用壽命比其他絕熱防腐材料提高3～5倍以上，壽命可以達到30～50年，因此，把控好原材料和施工質量環節是工程能否達標的關鍵，在施工中嚴格控制定位放線、溝槽開挖、管材質量、管道焊接、管件安裝、焊縫探傷、接口防腐保溫、嚴密性試驗、隱蔽工程驗收、填砂、填土夯實等方面，重點盯控，確保施工質量。

5 供暖設施存在的不足

（1）因蘭州市市政配套連接西津西路與南山路下穿涵（T112#、S260#）南北兩側延伸段未完成，雖然與相關各方結合后盡量按照道路設計標高下埋管道，但局部地段受地形、拆遷等原因限制，在該道路延伸段施工時需要做一定遷改。

（2）因南山路主管路未連通，西站供暖一次網管道是從西津路DN500管道接口后由北向南穿越S260#涵洞，下穿機車廠專用線與南山路DN1200管道連接，再由DN1200管道變徑為DN800管道由南向北穿越既有線、T112#涵洞后，分別由DN250支管接入換熱站，多次變徑使得進入站房一次網流量達不到設計要求（僅為設計值的一半），未能完全達到西站設計一次網的流量和溫度。

（3）按照相關節能要求，西站熱風幕主配電按照熱風幕總功率的2/3設計，如果所有熱風幕同時開啟后，因受電流等影響熱風幕風速偏小，送風溫度偏低，門口有冷風倒灌現象，未能有效隔絕室內外空氣，需要車站按照車流組織等情況，對熱風幕實行人工控制。

6 幾點思考

對大型火車站候車室、高大生產廠房供暖問題的幾點思考如下：

（1）選擇可靠的熱源是關鍵。高大車站候車室及生產廠房屬于旅客聚集地或主要生產場所，可靠、穩定的熱源是能否保證供暖質量的關鍵。

（2）充分考慮各種不利因素。高大站房候車室及廠房因空間高、外圍護結構保溫條件較弱（外圍護及屋面鋼結構較多，多以玻璃幕墻、大窗戶為主），因此在進行室內熱負荷計算時，要充分考慮以上諸多因素并附加一定的保險系數，外部要提供充足且穩定的供熱熱源。

（3）供暖末端設備選型要合理。廠區內末端采暖設備采用散熱器與熱風系統相結合的方式，以散熱器為主要負荷進行設計，在底層窗戶下采用散熱器，在窗戶以上區域高大空間，采用暖風機通過設置分層送風口進行供暖；大型鐵路站房候車室選用中央空調系統與地暖采暖相結合的方式供暖，依據送風半徑等參數確定風機功率、送風速度，確保室內溫度場及速度場的均勻性，從而達到預期供暖效果。

（4）改變室外供暖管道單一的安裝方式。針對廠區直埋管道一旦滲漏引起不必要開挖，影響廠區正常生產，建議在具備條件的地段采取明敷架設的形式，即把供熱管道與廠區道路、綠化、圍墻等相關結構，做進一步深化設計，在確保廠區整體美觀協調的情況下，明敷設管道不但降低建設費用，而且為后期維修和故障處理提供便利。

（5）聚氨酯保溫鋼管滲漏報警線。制造高溫預制直埋保溫管時，在靠近鋼管的保溫層中，埋設報警線，一旦管道某處發生滲漏，通過警報線的傳導，便可在專用檢測儀表上報警并顯示出漏水的準確位置和滲漏程度的大小，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網安全運行。

（6）加強溝通協調，確保一、二網供暖系統穩定。每個采暖期一、二網注水是一個關鍵環節，需要熱站管理單位、二網及末端設備管理單位緊密配合，共同完成注水工作。一是二網及末端設備經過間歇期，管道、閥門、入戶裝置等銹蝕、閥門開關不靈、保溫脫落等在所難免，通過對注水過程巡檢，發現問題及時處理，確保系統注水穩定；二是熱站開啟泵、注水壓力等需要給予末端設備配合，逐步緩慢升壓，既避免升壓過快破壞末端設備，又避免二網失水嚴重造成換熱站或鍋爐房設備安全事故。

馬新倉：蘭州鐵路局蘭州樞紐工程建設指揮部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責任編輯 盧敏

中圖分類號：TU248.8

文獻標識碼：B

文章編號：1672-061X（2015）05-0074-03