新形勢下有色金屬業(yè)暖通設(shè)計(jì)和供熱系統(tǒng)及供熱分析

張國強(qiáng)

（靖遠(yuǎn)煤業(yè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 白銀 730913）

隨著工業(yè)化進(jìn)程加快，工業(yè)生產(chǎn)中對暖通設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求，然而受到設(shè)計(jì)因素、設(shè)備配置等方面的影響，使得有色金屬加工中暖通設(shè)計(jì)工作開展過程面臨技術(shù)、資金等多方面問題。如何應(yīng)對這些問題進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，是工作人員在開展工作時(shí)必須完成的任務(wù)。暖通設(shè)計(jì)和供熱系統(tǒng)應(yīng)用是有效保障有色金屬行業(yè)正常發(fā)展的強(qiáng)有力后盾。

1 礦產(chǎn)行業(yè)中采用的暖通設(shè)計(jì)方法

1.1 管道井設(shè)計(jì)

目前，管道井設(shè)計(jì)主要采用兩種方法。一種是在通道緩步臺(tái)上布置管道井，由入口方向里鋪設(shè)暖通管道。單通道礦井適宜采用本種布置方法，能夠在相同管道井內(nèi)布設(shè)污水管與采暖給水管道，這樣不但可以提升美觀度，排水管道流水噪音問題也可得到解決。但由于需鋪設(shè)的管道較多，容易增大外網(wǎng)施工難度。另一種是在通道平臺(tái)上布置管道井，通道旁增設(shè)給排水管道。本種布置方式的施工難度較小，后期管理起來較為便捷。需注意的是，管道井內(nèi)由于布置較多的管道，要依據(jù)自上而下的順序排布分戶閥門與水表，合理控制管道中心標(biāo)高，且保證管道井井內(nèi)寬度在40cm以上[1]。

1.2 給排水設(shè)計(jì)

首先，給水設(shè)計(jì)。盡量避免在明處鋪設(shè)給水管，容易遭到設(shè)備碰撞、擦掛、損壞。但若在地下設(shè)置管道，又難以保護(hù)暗設(shè)管道。針對這種情況，將給水管引入后，只需做好地面留頭處理即可。其次，排水設(shè)計(jì)。要先解決主立管問題，盡量不要打彎處理排水管，在設(shè)計(jì)過程中使用該設(shè)計(jì)方法情況較少[2,3]。

1.3 注意要點(diǎn)

首先，排水設(shè)施設(shè)計(jì)。通常在地面最低處設(shè)置，以便將地面積水排除掉。目前PVC-U高水封排水設(shè)施應(yīng)用較多，要按照5mm～10mm標(biāo)準(zhǔn)控制篦子頂面和地面的高差[4]。但一些施工人員施工過程不夠規(guī)范，篦子頂面高度與地面高度不等，甚至比地面要高，難以順利排出地面積水。或由于篦子頂面過低，施工人員在水封中填入白水泥等物品，以此來對篦子高度進(jìn)行提升，這樣將難以順暢排出地面積水，水封也會(huì)遭到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致排水管中的臭氣無法順利排出。此外，地面排水過程中，地面坡度坡向排水設(shè)施安裝位置難以良好控制，導(dǎo)致地面凹凸不平問題的出現(xiàn)。設(shè)施安裝前要先對地面進(jìn)行澆筑，最后實(shí)施二次找坡處理。其次，管道甩口。暖通工程和供熱系統(tǒng)實(shí)施過程中，不同專業(yè)交叉施工存在著較多的管道甩口，需利用木塞、麻絲封緊外漏敞口，避免在交叉施工時(shí)管內(nèi)進(jìn)入砂漿碎石、垃圾。否則不僅管徑會(huì)被阻塞，水質(zhì)也會(huì)受到影響。最后，立管位置確定，上供下回式布置方式為暖通管道的主要布置形式，如果設(shè)計(jì)方案不夠科學(xué)，將會(huì)出現(xiàn)扎堆現(xiàn)象，增大了施工與維修的難度。因此，各部門施工人員要加強(qiáng)協(xié)作，對立管位置進(jìn)行科學(xué)布置。

2 礦產(chǎn)行業(yè)余熱利用系統(tǒng)

隨著環(huán)保政策的實(shí)施，小型礦井的用熱規(guī)模也要隨之發(fā)生改變。而燃料鍋爐供暖繼續(xù)使用不僅會(huì)對環(huán)境造成污染，而且與國家的環(huán)保政策相沖突。為了通過環(huán)評，對大型鍋爐供暖簡單進(jìn)行改造是不科學(xué)的，也是不合理的。礦區(qū)內(nèi)有回風(fēng)井，回風(fēng)熱量可充分利用，可以有效利用余熱系統(tǒng)。

目前礦井回風(fēng)大多直接排入大氣，熱能利用不好，造成大量熱能浪費(fèi)。因此，科學(xué)合理地利用這部分熱能將是新形勢下礦井熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。礦井回風(fēng)利用系統(tǒng)可分為兩種形式：一是回風(fēng)直接利用空氣源熱泵系統(tǒng)，如圖1所示；二是回風(fēng)間接利用噴淋水源熱泵系統(tǒng)，如圖2所示。

圖1 乏風(fēng)-空氣源熱泵系統(tǒng)

圖2 乏風(fēng)-水源熱泵系統(tǒng)

礦井回風(fēng)采用空氣源熱泵系統(tǒng)，故需在礦井回風(fēng)擴(kuò)散塔上設(shè)計(jì)回風(fēng)間對余熱進(jìn)行回收，并設(shè)置帶通風(fēng)間的熱泵房，增加熱泵機(jī)組及輔助設(shè)備。蒸發(fā)器主要布置在擴(kuò)散塔上部回風(fēng)室，回收礦井回風(fēng)余熱。同時(shí)，結(jié)合擴(kuò)散塔的排風(fēng)功能，對機(jī)房布局進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，盡量減少主風(fēng)機(jī)阻力。對于回風(fēng)水源熱泵系統(tǒng)，擴(kuò)散塔出口應(yīng)設(shè)計(jì)噴淋裝置，利用回風(fēng)熱量對流動(dòng)水進(jìn)行加熱，擴(kuò)散塔下部設(shè)計(jì)集水池。對于現(xiàn)有供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造。對于新型余熱供熱系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)之初就可以考慮噴淋裝置的合理設(shè)計(jì)。例如果在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中安裝換熱器，與直接使用排風(fēng)相比，阻力會(huì)增大，噴水滅火器噴頭配件的零散設(shè)備維修工作量也會(huì)隨之增加。如果礦井回風(fēng)溫度不高，礦區(qū)回風(fēng)溫度一般低于10℃。在采暖期其可行性有待進(jìn)一步論證。如果礦井回風(fēng)溫度高于15℃或達(dá)到20℃的情況下，該系統(tǒng)能保證供熱需求，且工作效率高于空氣源熱泵，值得設(shè)計(jì)人員考慮。

3 礦井暖通施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行暖通施工前需做好準(zhǔn)備工作。一方面，提前準(zhǔn)備材料。依據(jù)施工需求，詳細(xì)區(qū)分材料的種類與數(shù)量，嚴(yán)格規(guī)范采購工作，管控材料質(zhì)量和投入成本。材料入場時(shí)，皆需進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，保證與符合施工標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，落實(shí)技術(shù)交底。由于暖通施工較為復(fù)雜，施工質(zhì)量受施工人員素質(zhì)能力的影響較大。因此，要向施工人員詳細(xì)講解設(shè)計(jì)圖紙、施工流程以及各個(gè)施工環(huán)節(jié)的注意要點(diǎn)，提升施工人員的綜合素質(zhì)。

3.2 器具與管道安裝技術(shù)

暖通工程和供熱系統(tǒng)施工過程中，管道系統(tǒng)的加裝是施工的重點(diǎn)，施工人員要結(jié)合實(shí)際情況和圖紙要求，科學(xué)處理線路管道。通常情況下，需注意的內(nèi)容如下：首先，合理選取管道支架。施工人員需將國家標(biāo)準(zhǔn)、工程建設(shè)要求等貫徹下去，綜合考慮管道自身強(qiáng)度、管道承受的壓力，合理選擇管道類型，且對不同的支架方式進(jìn)行科學(xué)區(qū)分。如要預(yù)埋高密度焊接處理后的管道，利用脹塞加固處理支路上的管道。其次，科學(xué)處理管道甩口[5]。利用木塞、麻絲等材料密封處理各個(gè)甩口，合理設(shè)置管道預(yù)留口，統(tǒng)一管道預(yù)留口出入口位置。再次，準(zhǔn)確把握管道加裝順序。依據(jù)管道尺寸、縱橫數(shù)量等因素合理排設(shè)管道的安裝順序。最后，合理設(shè)計(jì)管道穿墻。盡量以斜坡設(shè)計(jì)、弧形設(shè)計(jì)來處理橫向管道，避免過多雜質(zhì)物質(zhì)阻塞管道，否則管道的輸送功能將會(huì)受到影響。部分管道需加裝套管，甚至要對金屬接頭進(jìn)行加裝，這樣管道質(zhì)量功能可以得到保持，有助于管道使用壽命的延長。此外，完成管道安裝工作后，要進(jìn)行復(fù)核，確定無問題后，實(shí)施灌水試驗(yàn)，判斷是否有滲漏等現(xiàn)象存在。完成系統(tǒng)通水試驗(yàn)后，需實(shí)施通球試驗(yàn)，依據(jù)管徑2/3的標(biāo)準(zhǔn)控制球體直徑，以此來客觀評價(jià)管道的通暢性。

3.3 防漏防堵施工技術(shù)

管道漏水、堵塞等問題很容易出現(xiàn)在暖通系統(tǒng)中，進(jìn)而嚴(yán)重影響暖通工程和供熱系統(tǒng)施工質(zhì)量。針對這種情況，施工人員要特別關(guān)注管道漏水與堵塞問題，采取針對性的施工技術(shù)。為避免暖通施工中出現(xiàn)堵塞問題，需保證管道與器具內(nèi)部無雜質(zhì)殘留。因此在對管道、器具實(shí)施安裝之前，要嚴(yán)格檢查其內(nèi)部情況，徹底清理掉內(nèi)部存在的雜質(zhì)后，方可以實(shí)施安裝工序。為避免漏水問題的出現(xiàn)，既要做好器具防漏水工作外，還需要嚴(yán)格檢驗(yàn)使用管道的滲漏性與通暢性，一旦在檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)更換管道或采取修復(fù)技術(shù)。管道更換過程中，要對管道接口與其他管道接口的緊密性進(jìn)行嚴(yán)格控制。目前硅樹脂粘膠劑使用較為廣泛，粘膠劑的耐高溫性能顯著，且防水、防滲漏優(yōu)勢明顯[6]。

3.4 綠色環(huán)保施工技術(shù)

暖通工程和供熱系統(tǒng)具有繁瑣性、專業(yè)性等特點(diǎn)，施工存在較大難度，施工過程中容易出現(xiàn)材料浪費(fèi)問題，與新時(shí)代的綠色環(huán)保施工要求相悖。針對這種情況，要切實(shí)做好成本控制工作，最大程度上減少材料的浪費(fèi)。進(jìn)行施工前，施工單位要深入調(diào)研材料市場，優(yōu)化成本管控體系，調(diào)研施工方案的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

隨著時(shí)代的進(jìn)步，有色金屬加工和礦井暖通設(shè)計(jì)工作人員需要結(jié)合國家最新的法律法規(guī)，主要從兩個(gè)方面深化暖通設(shè)計(jì)思路：①對現(xiàn)有鍋爐房和新建鍋爐房的脫硫脫硝除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，必須配備適當(dāng)、高效的脫硫除塵系統(tǒng)脫硝除塵系統(tǒng)，②必須有效利用其余熱資源，特別是合理利用礦井通風(fēng)余熱資源。