淺析某熱企一、二次老舊供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能改造

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830000）

淺析某熱企一、二次老舊供熱管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能改造

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830000）

隨著城市建設(shè)發(fā)展，供熱面積的不斷增加，在熱力網(wǎng)供熱系統(tǒng)中，急需進(jìn)行二次管網(wǎng)改造。本文針對(duì)某熱企解決現(xiàn)有供熱的安全隱患。

管網(wǎng)節(jié)能 改造 減排

一、前言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題反應(yīng)強(qiáng)烈，這種狀況與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理、增長(zhǎng)方式粗放直接相關(guān)。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會(huì)承受不起，經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以為繼。只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受?chē)?guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注。

二、改造原則

（1）管網(wǎng)的改造應(yīng)滿(mǎn)足區(qū)域負(fù)荷的發(fā)展需求并兼顧到近、遠(yuǎn)期熱負(fù)荷的發(fā)展，經(jīng)過(guò)詳細(xì)水力計(jì)算根據(jù)計(jì)算結(jié)果選取合適的管徑。

（2）盡量沿原管網(wǎng)敷設(shè)路由。

三熱補(bǔ)償和保溫

1.管道保溫材料及外保護(hù)殼的選定。（1）保溫材料的選定。目前，直埋熱水管道保溫材料大多采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料，它的保溫效果較好，還具有一定的抗壓強(qiáng)度。因此本工程的熱水管道均采用耐高溫聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。

（2）外保護(hù)殼的選定。外保護(hù)殼一般有三種形式：①硬聚氯乙烯保護(hù)殼；②高密聚乙烯套管保護(hù)殼；③玻璃鋼保護(hù)殼。其中，硬聚氯乙烯保護(hù)殼和高密聚乙烯套管保護(hù)殼造價(jià)相近，玻璃鋼保護(hù)殼造價(jià)較前兩種保護(hù)殼低約10％～15％；在性能上，前兩種保護(hù)殼較玻璃鋼保護(hù)殼強(qiáng)度高、耐久性較長(zhǎng)，故使用壽命更長(zhǎng)。綜上所述，供熱管道的外保護(hù)殼采用高密聚乙烯套管保護(hù)殼。

2.管道伸縮器選型。本項(xiàng)目敷設(shè)方式雖然確定為無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)，但無(wú)補(bǔ)償并非完全不設(shè)補(bǔ)償器。在管網(wǎng)敷設(shè)過(guò)程中，因城區(qū)道路等因素的影響和限制，管網(wǎng)的一些局部部位會(huì)出現(xiàn)管道自身無(wú)法克服的應(yīng)力問(wèn)題，這時(shí)就必須少量運(yùn)用固定墩和補(bǔ)償器來(lái)解決，以保證整個(gè)一級(jí)熱網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

目前在熱力管道上使用的伸縮器一般有兩種：套筒式伸縮器和波紋管式伸縮器。套管式伸縮器價(jià)格較低，但在使用過(guò)程中容易漏水，運(yùn)行檢修量較大；波紋管式伸縮器價(jià)格較高，但在使用過(guò)程中不會(huì)漏水，運(yùn)行中一般不需檢修，只需定期檢查其有無(wú)損傷。

根據(jù)上述比較，推薦選用波紋管式伸縮器，這樣既可減少運(yùn)行檢修費(fèi)用，又可減少熱水漏失量，從而減少大量熱損失和軟化水損耗，利于提高熱網(wǎng)運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)效益。

四、管網(wǎng)及其附件

1.閥門(mén)設(shè)置。根據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ34-2010中的規(guī)定，為便于供熱管網(wǎng)檢修和運(yùn)行，輸送主干線每2 km～3 km裝設(shè)一個(gè)分段閥門(mén)；輸配支干線每1 km～1.5 km裝設(shè)一個(gè)分段閥門(mén)，支戶(hù)線起點(diǎn)裝設(shè)分支閥門(mén)，一、二次網(wǎng)分支設(shè)分支閥門(mén)。閥門(mén)全部采用軟密封蝶閥。

2.管材、附件。（1）熱網(wǎng)主材及附件的選用。①管網(wǎng)管材的選用。管道選用螺旋縫電焊鋼管，鋼材為Q235-B，設(shè)計(jì)工作壓力1.0 MPa，管徑≥250時(shí)，采用螺旋埋弧焊管，管徑≤200時(shí)，采用無(wú)縫鋼管。

②彎頭、大小頭、三通和封頭。彎頭：熱網(wǎng)管道一般采用熱壓彎頭，彎管采用煨彎，半徑=1.5D～2.5D，彎頭材質(zhì)壁厚應(yīng)與管材一致。大小頭：工作壓力PN≤1.0 MPa，采用鋼板焊制大小頭。大小頭的材質(zhì)與管材一致。三通：采用鋼管焊制三通，在安裝時(shí)應(yīng)在三通干管進(jìn)行軸向補(bǔ)強(qiáng)。封頭：根據(jù)《壓力管道設(shè)計(jì)規(guī)程》，管徑≤DN250，采用平焊封頭，DN300≤管徑≤DN450采用加強(qiáng)筋焊接封頭，管徑≥DN500，采用半球形封頭。

（2）管道附件的設(shè)置及設(shè)備選型。①分段閥的設(shè)置及選型。根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，熱網(wǎng)輸送干線每隔2 km～3 km裝設(shè)分段閥。②放氣、放水閥的設(shè)置及選型。本熱網(wǎng)工程考慮在管網(wǎng)低處設(shè)放水閥，高處設(shè)放氣閥。閥門(mén)選型建議采用質(zhì)量好的蝶閥，耐壓1.0 MPa，耐溫150℃。

由于本工程換熱站與各用熱單位地形高差很小，因此考慮管網(wǎng)的承壓能力等級(jí)為1.0 MPa，管徑分別為DN400、DN350、DN300、DN250、DN200、DN150、DN125、DN100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25，其計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1　管材壁厚選用

4.防腐、保溫措施及材料選型。保溫：直埋敷設(shè)的供熱管道均采用以高密度聚乙烯為外殼，改性聚氨酯泡沫塑料保溫的預(yù)制保溫管。保溫材料耐溫不小于130℃。

保溫接頭措施：鋼管焊接完成水壓試驗(yàn)后，安裝接頭套管并在接頭套管上開(kāi)兩個(gè)孔，一個(gè)是排氣孔，另一個(gè)是注塑孔，用熱收縮帶式或熱收縮套把接頭套管兩頭封死后發(fā)泡，封發(fā)泡口，完成鋼管焊接口保溫。

防腐：熱網(wǎng)管道及附件，應(yīng)涂刷耐熱、耐溫、防腐性能良好的涂料。本工程選用環(huán)氧煤瀝青作為管道防腐涂料。

5.改造一、二次管網(wǎng)材料統(tǒng)計(jì)。詳見(jiàn)表2、表3、表4、表5、表6。

表2　友好小區(qū)需要改建的管網(wǎng)工程量統(tǒng)計(jì)

表3　蓄科院小區(qū)需要改建的管網(wǎng)工程量統(tǒng)計(jì)

表4　養(yǎng)護(hù)處小區(qū)需要改建的管網(wǎng)工程量統(tǒng)計(jì)

表5　需要改建的二次管網(wǎng)工程總量統(tǒng)計(jì)

表6　需要改建的一次管網(wǎng)工程總量統(tǒng)計(jì)

五、節(jié)能量計(jì)算

根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）新疆維吾爾自治區(qū)實(shí)施細(xì)則》的規(guī)定，烏魯木齊市的采暖期天數(shù)是180天，耗熱量綜合熱指標(biāo)不應(yīng)超過(guò)55 W/㎡，全部房間平均室內(nèi)計(jì)算溫度按20℃計(jì)算，根據(jù)烏魯木齊經(jīng)驗(yàn)算法，室內(nèi)溫度每上升或下降1℃，熱能將增加或減少約5％的幅度，原轄區(qū)供熱22℃以上的占供熱區(qū)域總面積的35％左右，綜合以上因素，通過(guò)調(diào)整管網(wǎng)的平衡，調(diào)節(jié)換熱站內(nèi)運(yùn)行情況，可綜合節(jié)熱約為25％左右。

改造前采暖期供熱單耗為16.92m3/㎡燃?xì)猓A(yù)計(jì)改造后供熱單耗為13.7m3/㎡燃?xì)狻t改造后可節(jié)約（16.92-13.7）×（22+8）萬(wàn)㎡=96.6萬(wàn)方燃?xì)猓桓脑烨安膳诠嵊秒妴魏臑?.2度/㎡，預(yù)計(jì)改造后供熱單耗為1度/㎡。則改造后可節(jié)約用電量：（1.2-1）×（22+8）萬(wàn)㎡=6萬(wàn)度電。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，一，二次網(wǎng)改造前供熱用水單耗0.12 m3/㎡，一，二次網(wǎng)跑冒滴漏等問(wèn)題失水率為8％，預(yù)計(jì)改造后失水率為2％。

則改造后可節(jié)約軟化水量：（0.12×8％-0.12×2％）×（22+8）萬(wàn)㎡=0.22萬(wàn)方水。

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著實(shí)施國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)政策的不斷深入，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的問(wèn)題日益顯得重要。通過(guò)本次工程的實(shí)施，能夠更好地提高集中供熱熱源對(duì)整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)的供熱覆蓋，改善供熱區(qū)域內(nèi)的供熱安全和供熱質(zhì)量，完善鎮(zhèn)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建設(shè)；同時(shí)也改變了供熱企業(yè)浪費(fèi)資源嚴(yán)重，能源投入與產(chǎn)出不成比例的現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)前述章節(jié)的技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)分析，可以得出如下結(jié)論：該工程項(xiàng)目的建設(shè)是必要的、可行的，也是很迫切的。該項(xiàng)目建成后。

（1）集中供熱面積增加，社會(huì)效益顯著，經(jīng)濟(jì)效益較好，節(jié)能效果明顯。

（2）本地區(qū)大氣環(huán)境污染將得到改善。

（3）提高供熱質(zhì)量，提高供熱安全保障度。

［1］CJJ34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范.

［2］GJJ/T81-2013，城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程.

［3］CJJ105-2005，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.