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蒸汽管道長距離輸送成功案例分析

來源:/news/724.html時間:2020-11-04
潘存業 楊智麗 李德恒

河北太阳2科技股份有限公司,河北 唐山 063000


摘要:現如今,蒸汽管道長距離輸送已經成為了目前較為普遍使用的一種方法,本文通過對熱網案例進行了一定的分析和研
究,並簡單的介紹了蒸汽管道長距離輸送的成功案例,也從案例中提出了一些實施過程中的技能技術,和在設計當中所使用
一些相關技術措施。希望能夠為蒸汽管道長距離輸送提供一定的借鑒。
關鍵詞:長距離輸送;蒸汽管道;熱負荷
中圖分類號:TU995.3    文獻標識碼:A    文章編號:


引言
實際上供熱管網是供熱係統當中最為重要的一個環節,同時也是連接熱源與用戶之間的一道生命線。但是隨著經濟的快速發展,集中供熱的範圍變得越來越大,甚至有很多區域已經超出了規定中的 8km 供熱範圍。所以目前在開展集中供熱會有兩種選擇:1、多布局式熱遠點,維持著傳統的半徑供熱範圍;2、擴大供熱的半徑範圍,減少布局熱遠點。但是站在節能減排的角度上而言,第 2 種選擇與第 1 種選擇相比較更具備優勢。但是選擇第 2 種方式的基本前提就是要保障供熱管網具備一定的可運行性和可供性,其中的蒸汽管道長度是否充足;在輸送時怎樣去降低管道的壓力損失及熱能損失最大化的滿足用戶的需求。
1 長距離輸送蒸汽的成功條件
1.1 保持末端壓力的措施
目前想要切實的滿足用戶對於蒸汽壓力的需求,需要通過兩種途徑得以實現:將起點的壓力提升、降低輸送時的壓力損失。
(1)提高起點壓力
現如今,如果蒸汽光網的設計壓力為 1.6Mpa,那麽實際上蒸汽網管起點的壓力為 1.0Mpa,而最末端的用戶所需要的蒸汽壓力為 0.5Mpa,如果在輸送的過程中每公裏下降 0.1Mpa進行計算的話,蒸汽輸送的距離僅為 5KM,當將設計中 1.6Mpa的壓力蒸汽網管的起點壓力提高到 1.6Mpa 時,就能夠實現10KM 的距離的蒸汽輸送。如果說每一公裏蒸汽的溫度會下降5-10℃的為依據的話,主要沿途的溫降程度處於 50-100℃範圍內,將輸送的壓力提升,則可以實現 10KM 的蒸汽輸送距離。但是如果在這個過程中持續將溫度提升,有可能會導致蒸汽光網的溫降過大、建設的投入過高、安全係數較低以及熱源端的能耗過高等問題。
(2)降低輸送壓力損失
蒸汽官網在進行輸送的過程中所產生的壓力損失一般有兩個方麵:進局部阻力損失、沿程阻力損失。
局部阻力的產生主要是因為補償器以及彎頭所導致的,補償器的種類非常多主要有:方形補償器、旋轉補償器、波紋管補償器以及套筒補償器等。架空式的蒸汽運輸管道一般都以方形補償器為主,而埋地管道使用更多則是波紋管補償器,而最近幾在架空蒸汽管當中逐漸開始使用旋轉補償器。我國所頒布的《城鎮供熱管網設計規範》中明確的規定了在輸送幹線中如果使用套筒補償器或者波紋管補償器時蒸汽管道當中的局部阻力和沿程阻力之間的比值應該為 0.2,當使用方形補償器時比值應該為 0.9。至於旋轉補償器在該規範當中並沒有進行明確的比值規定,但是因旋轉補償器與方形補償器相比較多了兩個補償筒所以綜合考慮其比值應該是方形補償器的 1.2 倍。針對與架空管道而言使用旋轉補償器能夠明顯有效的減少局部阻力,換而言之,增加了 36%的輸送距離。
以增加管徑的方式來實現降低沿程阻力所帶來的損失。為了能夠有效的說明增加管徑對沿程阻力帶來的影響,其方法是:輸送 1.3Mpa,250℃的蒸汽,並以《實用集中供熱設計手冊》當中規定的蒸汽管道水力計算表為依據,對比了管徑為 DN300~DN600 之間時管道擴大前後的流速和阻力。
1.2 安全降耗措施
在進行長距離蒸汽輸送管道的設計時應該妥善的控製溫降和壓降,以此來保障末端的供汽參數。
1.2.1 控製壓降的措施
實際上壓降的高低與管道的補償方式和走向息息相關。正常情況下管道的走向是以規劃局的規劃紅線作為設計依據的,所以一般在自然的補償下,也會適當的選取補償器來進行補償這樣能夠在一定程度上減少彎頭,從而實現壓降的降低。現階段,長管道中會更多的使用旋轉補償器,這樣能夠實現長距離補償,並且具備較強的靈活性和適用性。隻要設計的合理,壓降問題就能夠妥善的被解決。
1.2.2 控製溫降的措施
(1)選擇合適的保溫材料和厚度
以溫度的實際參數為標準選擇合適的材料。一般溫度在300℃以下時可以選擇高溫玻璃棉材料這也是現階段普遍使用的材料。當溫度高於 300℃時。則應該選擇複合矽酸鋁製品來實現保溫。也就是說在平均溫度中,導熱係數小的材料保溫效果好。
(2)在易散熱處加裝保溫層
在蒸汽輸送的過程中能夠發現,蒸汽管道外麵的保護層的上表麵溫度遠高於下表麵。也就是說熱量散發的方向是向上的,所以應該在上表麵加裝保溫層,從而實現減少溫度流失的損失。
(3)保溫層之間應該用阻燃的鋁箔玻纖布的反射層進行纏繞,在保溫層之間加裝可以耐高溫的鋁箔反射層來控製材料的容量,以此來保障鋁箔的高厚度和發射效果。經過了大量的實踐證明,加裝了鋁箔反射層確實能夠實現降低管道溫度的目的,但是就定量計算方麵沒有明確的標準。
(4)成品的隔熱管托能夠有效的減少因支架而導致的散熱損失。一般隔熱管托處於 450℃時其導熱係數≤0.2W/m•K。由生產廠家的測試結果得知,在 450℃下隔熱管托所產生的損失為 710W/個,而沒有隔熱管托產生的熱損失為3621W/個,兩者之間的差額為 2911W/個。由此可知采用隔熱管托每年能夠節約 2.8t 媒。
(5)設置合理的疏水裝置,這樣能夠在一定程度上保證管道起停時的安全性,待正常運行時能夠關閉;而連續疏水可以根據蒸汽過熱的實際情況來進行合理的設置,從而確保管道中的疏水可以及時的排出,避免對管道的安全造成影響。
2 案例分析
本文以某地區的熱網為例進行了深入的研究和分析。從研究過程中得知,這片區域的供熱管網的供熱範圍大概在360Km2 左右,可供熱半徑為 13.0km,並向東、南、西、北四個方向分別鋪設了熱網管線。四條管線當中東線的末端用戶到電廠的距離為 17.4km,南線到電廠的管線距離為 13.1Km,北線到電廠的光線距離長度為 19Km,而西線方向的熱網正在建設當中,並且會一直向西延伸,其末端用戶到電廠的實際管線距離會超過 10km。
就目前為止這四個方向的主管線長度為 87Km,加上支線的管線長度超過 100km。共計用戶 150 戶左右,東線每月的平均熱負荷基本上都占子啊 32t/h,展最初設計符合的 30%左右;而北線每月的平均熱負荷是 45t/h,在設計熱負荷當中占 55%的比例;而南線方麵的月平均符合則是 61t/h,基本上呈現飽和狀態;東線方麵目前正在隨著熱負荷的不斷增加而一直在擴建當中,目前西線方向的熱負荷是四條線當中最小的,同時也是發展前景最好的。
3 結論:
總而言之,由實際案例可以得知,通過長距離的管道來輸送蒸汽時,需要控製好壓力降、溫度降、熱負荷以及投資等幾個關鍵環節。熱負荷的程度足夠才是確保管道得以安全順利運行的重要基礎;溫度降和壓力降需要將其控製在規定的範圍之內,這也是進行管道設計所必要的基礎條件;在對管道進行投資時需要考慮回收率,這對於建設而言是尤為重要的先決性條件。所以隻要滿足上述的要求,管道的長距離輸送蒸汽具備一定的可行性。

參考文獻
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