新形勢下有色金屬業暖通設計和供熱系統及供熱分析

張國強

（靖遠煤業工程勘察設計有限公司，甘肅 白銀 730913）

隨著工業化進程加快，工業生產中對暖通設計工作提出了更高的要求，然而受到設計因素、設備配置等方面的影響，使得有色金屬加工中暖通設計工作開展過程面臨技術、資金等多方面問題。如何應對這些問題進行有效設計，是工作人員在開展工作時必須完成的任務。暖通設計和供熱系統應用是有效保障有色金屬行業正常發展的強有力后盾。

1 礦產行業中采用的暖通設計方法

1.1 管道井設計

目前，管道井設計主要采用兩種方法。一種是在通道緩步臺上布置管道井，由入口方向里鋪設暖通管道。單通道礦井適宜采用本種布置方法，能夠在相同管道井內布設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。但由于需鋪設的管道較多，容易增大外網施工難度。另一種是在通道平臺上布置管道井，通道旁增設給排水管道。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，管道井內由于布置較多的管道，要依據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高，且保證管道井井內寬度在40cm以上[1]。

1.2 給排水設計

首先，給水設計。盡量避免在明處鋪設給水管，容易遭到設備碰撞、擦掛、損壞。但若在地下設置管道，又難以保護暗設管道。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，排水設計。要先解決主立管問題，盡量不要打彎處理排水管，在設計過程中使用該設計方法情況較少[2,3]。

1.3 注意要點

首先，排水設施設計。通常在地面最低處設置，以便將地面積水排除掉。目前PVC-U高水封排水設施應用較多，要按照5mm～10mm標準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行提升，這樣將難以順暢排出地面積水，水封也會遭到破壞，進而導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施安裝位置難以良好控制，導致地面凹凸不平問題的出現。設施安裝前要先對地面進行澆筑，最后實施二次找坡處理。其次，管道甩口。暖通工程和供熱系統實施過程中，不同專業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，避免在交叉施工時管內進入砂漿碎石、垃圾。否則不僅管徑會被阻塞，水質也會受到影響。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，如果設計方案不夠科學，將會出現扎堆現象，增大了施工與維修的難度。因此，各部門施工人員要加強協作，對立管位置進行科學布置。

2 礦產行業余熱利用系統

隨著環保政策的實施，小型礦井的用熱規模也要隨之發生改變。而燃料鍋爐供暖繼續使用不僅會對環境造成污染，而且與國家的環保政策相沖突。為了通過環評，對大型鍋爐供暖簡單進行改造是不科學的，也是不合理的。礦區內有回風井，回風熱量可充分利用，可以有效利用余熱系統。

目前礦井回風大多直接排入大氣，熱能利用不好，造成大量熱能浪費。因此，科學合理地利用這部分熱能將是新形勢下礦井熱源系統設計的重點。礦井回風利用系統可分為兩種形式：一是回風直接利用空氣源熱泵系統，如圖1所示；二是回風間接利用噴淋水源熱泵系統，如圖2所示。

圖1 乏風-空氣源熱泵系統

圖2 乏風-水源熱泵系統

礦井回風采用空氣源熱泵系統，故需在礦井回風擴散塔上設計回風間對余熱進行回收，并設置帶通風間的熱泵房，增加熱泵機組及輔助設備。蒸發器主要布置在擴散塔上部回風室，回收礦井回風余熱。同時，結合擴散塔的排風功能，對機房布局進行合理的設計，盡量減少主風機阻力。對于回風水源熱泵系統，擴散塔出口應設計噴淋裝置，利用回風熱量對流動水進行加熱，擴散塔下部設計集水池。對于現有供熱系統進行改造。對于新型余熱供熱系統，在設計之初就可以考慮噴淋裝置的合理設計。例如果在自動噴水滅火系統中安裝換熱器，與直接使用排風相比，阻力會增大，噴水滅火器噴頭配件的零散設備維修工作量也會隨之增加。如果礦井回風溫度不高，礦區回風溫度一般低于10℃。在采暖期其可行性有待進一步論證。如果礦井回風溫度高于15℃或達到20℃的情況下，該系統能保證供熱需求，且工作效率高于空氣源熱泵，值得設計人員考慮。

3 礦井暖通施工技術

3.1 施工準備

進行暖通施工前需做好準備工作。一方面，提前準備材料。依據施工需求，詳細區分材料的種類與數量，嚴格規范采購工作，管控材料質量和投入成本。材料入場時，皆需進行必要的檢驗，保證與符合施工標準。另一方面，落實技術交底。由于暖通施工較為復雜，施工質量受施工人員素質能力的影響較大。因此，要向施工人員詳細講解設計圖紙、施工流程以及各個施工環節的注意要點，提升施工人員的綜合素質。

3.2 器具與管道安裝技術

暖通工程和供熱系統施工過程中，管道系統的加裝是施工的重點，施工人員要結合實際情況和圖紙要求，科學處理線路管道。通常情況下，需注意的內容如下：首先，合理選取管道支架。施工人員需將國家標準、工程建設要求等貫徹下去，綜合考慮管道自身強度、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行科學區分。如要預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，科學處理管道甩口[5]。利用木塞、麻絲等材料密封處理各個甩口，合理設置管道預留口，統一管道預留口出入口位置。再次，準確把握管道加裝順序。依據管道尺寸、縱橫數量等因素合理排設管道的安裝順序。最后，合理設計管道穿墻。盡量以斜坡設計、弧形設計來處理橫向管道，避免過多雜質物質阻塞管道，否則管道的輸送功能將會受到影響。部分管道需加裝套管，甚至要對金屬接頭進行加裝，這樣管道質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，要進行復核，確定無問題后，實施灌水試驗，判斷是否有滲漏等現象存在。完成系統通水試驗后，需實施通球試驗，依據管徑2/3的標準控制球體直徑，以此來客觀評價管道的通暢性。

3.3 防漏防堵施工技術

管道漏水、堵塞等問題很容易出現在暖通系統中，進而嚴重影響暖通工程和供熱系統施工質量。針對這種情況，施工人員要特別關注管道漏水與堵塞問題，采取針對性的施工技術。為避免暖通施工中出現堵塞問題，需保證管道與器具內部無雜質殘留。因此在對管道、器具實施安裝之前，要嚴格檢查其內部情況，徹底清理掉內部存在的雜質后，方可以實施安裝工序。為避免漏水問題的出現，既要做好器具防漏水工作外，還需要嚴格檢驗使用管道的滲漏性與通暢性，一旦在檢驗過程中發現問題，要及時更換管道或采取修復技術。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行嚴格控制。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、防滲漏優勢明顯[6]。

3.4 綠色環保施工技術

暖通工程和供熱系統具有繁瑣性、專業性等特點，施工存在較大難度，施工過程中容易出現材料浪費問題，與新時代的綠色環保施工要求相悖。針對這種情況，要切實做好成本控制工作，最大程度上減少材料的浪費。進行施工前，施工單位要深入調研材料市場，優化成本管控體系，調研施工方案的技術性與經濟性。

4 結語

隨著時代的進步，有色金屬加工和礦井暖通設計工作人員需要結合國家最新的法律法規，主要從兩個方面深化暖通設計思路：①對現有鍋爐房和新建鍋爐房的脫硫脫硝除塵系統進行改造，必須配備適當、高效的脫硫除塵系統脫硝除塵系統，②必須有效利用其余熱資源，特別是合理利用礦井通風余熱資源。