對供熱改造中供熱管道設計的研究

馮峰 黃繼磊

南京蘇夏設計集團股份有限公司 江蘇南京 210000

為更好的響應國家的節能減排政策，熱電廠、大型企業利用余熱，對周邊地區實施集中供熱的方式得到了廣泛應用[1]。很多大型的發電廠通過回收供熱改造項目內的余熱，將其轉化供應給工業區，借助新建的供熱管網輸送熱汽，科學、合理設計供熱管網，優化供熱效率，注重熱氣利用率，可加速相關行業的發展。本文通過對云浮發電廠供熱項目管網的研究分析說明管網的設計在實際項目中的意義。

1 工程概況

供熱改造項目以某企業為例，項目初步設計管徑為兩個，分別為DN250、DN350，每根管道的長度為4.60km。起點分界線為電廠機組抽汽供熱接口，終點分界線為園區用戶。DN250管道經過5#冷再、熱再，6#機冷再、熱再之后接出。并在閥門周圍設置減溫器、減壓器，將蒸汽匯合，為聯箱不斷供熱。蒸汽管道DN350設置2根，從供熱聯箱抽出，敷設路線為廠區路高支架，選擇架空安裝形式，鋪設方向朝南。

2 管網設計

供熱管網管徑設計階段，要結合實際，綜合考慮蒸汽、管道壓力及管道水力值，本文在熱負荷基礎上，開展設計探討，結合實際計算出管網的水力承受數值，確定最大流量，合理設計管徑，分析流量情況。

2.1 管網水力計算參數

結合用戶蒸汽參數使用需求，科學判定，合理需求，確定管網水力數值。供熱管網蒸汽參數設置包含：蒸汽操作溫度、末端參數要求、控制參數。蒸汽操作溫度設置為280℃，操作壓力為1.5MPa。末端參數壓力為1.0MPa。參數溫度為220.0℃，管內粗糙度為0.10mm-0.20mm。

2.2 水力數值計算依據

本設計綜合考慮了近期熱負荷數值，經過詳細計算，獲得了管網水力數值，并考慮蒸汽、管道壓力。對比前后投資，綜合考慮，篩選出最佳的管徑方案。園區內管徑設計，以用戶參數為準，切實滿足用戶使用許球球，合理確定管道內的負荷數值。同時考慮園區情況，明確負荷量的不確定性，實施雙管敷設建設方案。

表1 工況一計算結果

2.3 水利數值結算結果

水力計算表內A點為聯箱出口處，B為產業園終點處。

工況一：結合近期內最大流量，合理設置管網管徑，單一管線負荷為50t/h，在此基礎上進行計算，獲得的結果如下表1所示。

基于表1數據能夠得知，電廠蒸汽聯箱出口參數為1.50MPa，運行工況為280℃，管線從電廠內接出，為DN350管線，能夠滿足近期的最大用汽情況，可滿足末端的參數要求。

工況二：單根管線負荷均為35t/h，起點編號為A，終點編號為B，管道流量為35.0t/h，管道管徑為DN350mm，管段展開長度為4600m，計算長度為5980m，起點壓力為1.50MPa，起點溫度為280.0℃，終點壓力為1.29MPa，終點溫度為234.2℃。

基于數據可得知，電廠蒸汽聯箱出口參數為1.50MPa，在280℃工況下，DN350管線從電廠內接出，可滿足近期的平均用汽情況，實現參數提升。

工況三：假設單根管線負荷最小為24.5t/h，起點編號為A，終點編號為B，管道流量為35.0t/h，管道管徑為DN350mm，管段展開長度為4600m，計算長度為5980m，起點壓力為1.50MPa，起點溫度為280.0℃，終點壓力為1.29MPa，終點溫度為224.8.2℃。

經過計算得知，電廠蒸汽聯箱出口參數設置為1.50MPa，在280℃工況下，從電廠內接出DN350管線，可滿足近期最小用汽情況，末端參數余量較大。

3 建議

3.1 供汽聯箱設計建議

供熱蒸汽本身是對外供熱，其服務對象不僅僅是一戶人家，供熱蒸氣源也不止一處。為確保蒸汽混合均勻，應當合理設置入口與出口，本項目使用供汽聯箱。將其視作為匯集母管，主要是匯集供熱蒸汽，橫截面積應當大于供熱蒸汽入口管道的面積之和。供汽聯箱布置在閥門附近，合理設置長度，科學布置相關接口[2]。

3.2 桁架的使用

供熱蒸汽管道一般布置在廠區內或廠區外，會穿越道路及公路，公路寬度設置為10.0m或以上，管道支吊架允許的最大間距為10.0m。廠區道路或廠外公路中間要設置支吊點，不設置支墩，主要是為避免影響交通。還要結合地域情況，合理設計桁架，科學使用桁架結構，一般將桁架跨度設置為20.0m以上，或可在桁架上設置鋼梁，進行生根點管道支吊。由于桁架結構比較復雜，施工周期較長，施工成本較高，要綜合考慮，若非必須要使用，可減少這類結構的應用，以此降低施工成本[3]。

4 結語

綜上所述，結合工況，從廠區內接出2根蒸汽管道，路徑、管徑、流量也相同，電廠蒸汽聯箱出口參數設置為1.5MPa，外供溫度為280℃，結合用戶需求，合理設置參數，以此滿足用戶的使用需求。