探討熱電聯供熱網的關鍵技術與應用研究

【摘要】熱電聯產集中供熱處于如火如荼的發展態勢，要充分認識熱電聯產的優勢特性，合理設計熱電聯供熱網的供熱方案及線路，探討和分析熱電聯供熱網的關鍵技術與應用措施，比對選取適宜的直埋供熱管道安裝方式，結合特殊地形進行熱電聯供熱管道的處理和優化，提升熱電聯供熱網的效能。

【關鍵詞】熱電聯產；供熱網；管道；關鍵技術

節能降耗的環保要求日益深化，城市供熱負荷呈現出日益多樣化的趨勢，當前采用熱電聯產的方式替代了原有的小鍋爐，實現了熱能的高效組織和生產，對熱網規模、熱源形式、敷設方式、管網控制等進行綜合性的比對研究，合理設計熱源、管網系統，并采用熱電聯供熱網關鍵技術和處理方法，較好地優化熱網聯產系統的運行效果。

一、熱電聯產概述

熱電聯產的集中供熱系統體現出良好的優勢特點，具體表現為：（1）滿足大規模、遠距離供熱。（2）環保性。熱電聯產具有良好的環保性能，在燃煤超潔凈排放技術的應用下，使大氣污染物的排放在限值以內。（3）節約能源。熱電聯供熱網系統可以通過合理調節的方式，避免熱電聯產中的高峰負荷及“低谷”的能源消耗等問題，實現能源的最大化利用和節約。

在熱電聯供熱網系統的設計分析之中，主要包括以下內容：（1）蒸汽主管道的設計。熱電聯供熱網的蒸汽主管通常敷設于道路一側，并與道路中心線平行。依照熱用戶的實際需求和熱負荷發展情況，采用雙管布設的方式，敷設熱網主干管道。（2）熱力管網的敷設。結合供熱區域及負荷分布狀態，可以采用枝狀供熱管網布設的形式進行建設，并分別采用管廊上架空敷設蒸汽管道、直埋敷設鋼管的方式進行建設。

二、熱電聯供熱網直埋管道的安裝技術

（一）管道安裝

熱電聯供熱網直埋管道通過有補償、無補償安裝的方式進行安裝，考慮直埋供熱管道中是否允許補償器、補償管段的要求，確保熱電聯供熱網的安裝運行效果。同時，要結合不同的管道設計要求和強度要求，進行有補償安裝、無補償冷安裝、無補償預熱安裝。具體來說，當供熱管道直徑≤50cm時，通常優先選取無補償冷安裝的方法，并采用與有補償安裝、無補償預熱安裝相同的壁厚；當供熱管道直徑≥50cm時，如果選擇無補償預熱安裝技術，盡管能夠縮減供熱管道的壁厚，然而需要較大的預熱施工成本；選取無補償冷安裝的方式相對安全，然而難以降低供熱管道的壁厚。因而要根據具體的安裝需求和經濟性比對分析，進行不同方案的選擇，以安裝DN50-140cm的供熱管道為例，要綜合考慮溝槽開挖和管道安裝成本，當供熱管道直徑不斷增大的條件下，越發突顯無補償預熱安裝的優勢，因而可以在除閥門、彎頭等特殊節點部位采用無補償預熱安裝技術。

（二）預熱方法

供熱管道無補償預熱安裝技術可以采用敞槽預熱和覆土預熱兩種方式，其中：敞槽預熱方式相較于覆土預熱而言，所需克服的土壤摩擦力相對較小，也即所需的額外溫度較小，承受的管道內部殘余應力相對較小，體現出比覆土預熱更大的應用優勢。而覆土預熱還需要間隔一段距離安裝一次性補償器，由此也增大了熱電聯供熱網的造價成本，增添了潛在的故障點，不利于供熱網運行的安全穩定性。

（三）特殊節點安裝處理方法

當熱電聯供熱網遭遇河流特殊地段時，要通過直埋敷設的安裝處理方式，確保管頂覆土深度低于河道沖刷線150cm；還要進行抗浮處理，將混凝土蓋板覆蓋于供熱管道上端，增大過河管道的下沉效果。同時，對于地震斷裂帶的特殊地段而言，要選取D2220×15的鋼質套管，將供熱管道敷設于其中，垂直穿越地震斷裂帶，兩側要設計緊急關斷閥；并在下端堆放一定高度的沙袋，使之具有較高的緊實度。

三、熱電聯供熱網管道保溫技術分析

（一）熱電聯供熱網管道保溫結構

在對熱電聯供熱網管道進行保溫技術應用的過程中，要以經濟性、散熱量、外表面溫度為基準，進行保溫結構的合理設計，應當設計熱電聯供熱網管道的防腐層、保溫層、防水層和保護層，并進行直埋敷設管道的保溫厚度的計算和分析。

（二）熱電聯供熱網管道保溫層厚度的影響因素分析

要考慮不同條件下的供熱網管道的保溫層厚度設計和分析，具體來說包括以下方面：（1）不同埋深條件下的供熱網管道保溫層厚度。保溫層厚度與管徑的增大成正比，管道埋深與總的傳熱系數成反比。（2）土壤熱導率條件下的供熱網管道保溫層厚度。保溫層與管徑的大小成正比；土壤導熱率與溫度的變化有直接的關聯，通常來說，含水量較大的土壤凍結狀態下的導熱系數比融化狀態要大。（3）保溫材料導熱系數的影響。熱電聯供熱網管道保溫層的厚度對保溫材料的導熱系數較為敏感，一般來說，要設計選取導熱系數較小的保溫材料，較好地體現供熱網的保溫效果。

四、結語

綜上所述，熱電聯供熱網系統替代了之前的分散式小型鍋爐房結構，通過熱負荷分析進行熱電聯供熱網系統的合理設計，并采用熱電聯供熱網管道的安裝技術、特殊節點處理技術和保溫技術，較好地提升系統節能降耗效果。

參考文獻

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[2]邵天賜.基于粒子群優化算法的熱電聯供生產模擬[J].大眾科技，2018（01）.

作者簡介：石文華（1985.10—），男，漢族，甘肅武威人，本科，助理工程師，研究方向：電力工程技術。