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浅析某热企一、二次老旧供热管网系统节能改造

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  • 更新时间2015-09-21
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李晓芳

(乌鲁木齐热力工程设计研究院新疆乌鲁木齐830000)

摘要随着城市建设发展,供热面积的不断增加,在热力网供热系统中,急需进行二次管网改造。本文针对某热企解决现有供热的安全隐患。

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关键词 管网节能 改造 减排

一、前言

我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈,这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。

二、改造原则

(1)管网的改造应满足区域负荷的发展需求并兼顾到近、远期热负荷的发展,经过详细水力计算根据计算结果选取合适的管径。

(2)尽量沿原管网敷设路由。

三热补偿和保温

1.管道保温材料及外保护壳的选定。(1)保温材料的选定。目前,直埋热水管道保温材料大多采用聚氨酯硬质泡沫塑料,它的保温效果较好,还具有一定的抗压强度。因此本工程的热水管道均采用耐高温聚氨酯硬质泡沫塑料。

(2)外保护壳的选定。外保护壳一般有三种形式:①硬聚氯乙烯保护壳;②高密聚乙烯套管保护壳;③玻璃钢保护壳。其中,硬聚氯乙烯保护壳和高密聚乙烯套管保护壳造价相近,玻璃钢保护壳造价较前两种保护壳低约10%~15%;在性能上,前两种保护壳较玻璃钢保护壳强度高、耐久性较长,故使用寿命更长。综上所述,供热管道的外保护壳采用高密聚乙烯套管保护壳。2.管道伸缩器选型。本项目敷设方式虽然确定为无补偿直埋敷设,但无补偿并非完全不设补偿器。在管网敷设过程中,因城区道路等因素的影响和限制,管网的一些局部部位会出现管道自身无法克服的应力问题,这时就必须少量运用固定墩和补偿器来解决,以保证整个一级热网系统的安全运行。

目前在热力管道上使用的伸缩器一般有两种:套筒式伸缩器和波纹管式伸缩器。套管式伸缩器价格较低,但在使用过程中容易漏水,运行检修量较大;波纹管式伸缩器价格较高,但在使用过程中不会漏水,运行中一般不需检修,只需定期检查其有无损伤。

根据上述比较,推荐选用波纹管式伸缩器,这样既可减少运行检修费用,又可减少热水漏失量,从而减少大量热损失和软化水损耗,利于提高热网运行期间的经济效益。

四、管网及其附件

1.阀门设置。根据《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010中的规定,为便于供热管网检修和运行,输送主干线每2 km~3 km装设一个分段阀门;输配支干线每1 km~1.5 km 装设一个分段阀门,支户线起点装设分支阀门,一、二次网分支设分支阀门。阀门全部采用软密封蝶阀。

2.管材、附件。(1)热网主材及附件的选用。①管网管材的选用。管道选用螺旋缝电焊钢管,钢材为Q235-B,设计工作压力1.0 MPa,管径≥250 时,采用螺旋埋弧焊管,管径≤200 时,采用无缝钢管。

②弯头、大小头、三通和封头。弯头:热网管道一般采用热压弯头,弯管采用煨弯,半径=1.5D~2.5D,弯头材质壁厚应与管材一致。大小头:工作压力PN≤1.0 MPa,采用钢板焊制大小头。大小头的材质与管材一致。三通:采用钢管焊制三通,在安装时应在三通干管进行轴向补强。封头:根据《压力管道设计规程》,管径≤DN250,采用平焊封头,DN300≤管径≤DN450 采用加强筋焊接封头,管径≥DN500,采用半球形封头。

(2)管道附件的设置及设备选型。①分段阀的设置及选型。根据国家行业标准《城镇供热管网设计规范》的要求,热网输送干线每隔2 km~3 km 装设分段阀。②放气、放水阀的设置及选型。本热网工程考虑在管网低处设放水阀,高处设放气阀。阀门选型建议采用质量好的蝶阀,耐压1.0 MPa,耐温150℃。

3.管材壁厚的选择。管材壁厚计算公式:

4.防腐、保温措施及材料选型。保温:直埋敷设的供热管道均采用以高密度聚乙烯为外壳,改性聚氨酯泡沫塑料保温的预制保温管。保温材料耐温不小于130℃。

保温接头措施:钢管焊接完成水压试验后,安装接头套管并在接头套管上开两个孔,一个是排气孔,另一个是注塑孔,用热收缩带式或热收缩套把接头套管两头封死后发泡,封发泡口,完成钢管焊接口保温。

防腐:热网管道及附件,应涂刷耐热、耐温、防腐性能良好的涂料。本工程选用环氧煤沥青作为管道防腐涂料。

5.改造一、二次管网材料统计。详见表2、表3、表4、表5、表6。

五、节能量计算

根据《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)新疆维吾尔自治区实施细则》的规定,乌鲁木齐市的采暖期天数是180天,耗热量综合热指标不应超过55 W/㎡,全部房间平均室内计算温度按20℃计算,根据乌鲁木齐经验算法,室内温度每上升或下降1 ℃,热能将增加或减少约5%的幅度,原辖区供热22℃以上的占供热区域总面积的35%左右,综合以上因素,通过调整管网的平衡,调节换热站内运行情况,可综合节热约为25%左右。

改造前采暖期供热单耗为16.92m3/㎡燃气,预计改造后供热单耗为13.7m3/㎡燃气。则改造后可节约(16.92-13.7)×(22+8)万㎡=96.6万方燃气;改造前采暖期供热用电单耗为1.2度/㎡,预计改造后供热单耗为1 度/㎡。则改造后可节约用电量:(1.2-1)×(22+8)万㎡=6 万度电。

根据实际运行情况,一,二次网改造前供热用水单耗0.12 m3/㎡,一,二次网跑冒滴漏等问题失水率为8%,预计改造后失水率为2%。

则改造后可节约软化水量:(0.12×8%-0.12×2%)×(22+8)万㎡=0.22 万方水。

六、结束语

随着实施国家西部大开发政策的不断深入,城市基础设施建设的问题日益显得重要。通过本次工程的实施,能够更好地提高集中供热热源对整个镇区的供热覆盖,改善供热区域内的供热安全和供热质量,完善镇区基础设计的建设;同时也改变了供热企业浪费资源严重,能源投入与产出不成比例的现象。

经过前述章节的技术论证和经济分析,可以得出如下结论:该工程项目的建设是必要的、可行的,也是很迫切的。该项目建成后。

(1)集中供热面积增加,社会效益显著,经济效益较好,节能效果明显。

(2)本地区大气环境污染将得到改善。

(3)提高供热质量,提高供热安全保障度。

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参考文献

[1]CJJ34-2010,城镇供热管网设计规范.

[2]GJJ/T81-2013,城镇供热直埋热水管道技术规程.

[3]CJJ105-2005,城镇供热管网结构设计规范.