長距離熱力管網(wǎng)建設(shè)

許來文 梁武民 呂 輝

（河南煤業(yè)化工集團(tuán)焦煤電冶分公司，河南 焦作 454150）

1 管線和熱負(fù)荷

該單位距離最遠(yuǎn)熱用戶12.5千米，途徑6個自然村，沿途施工條件復(fù)雜，各單位需要的供熱參數(shù)也不僅相同，為保證供熱的安全經(jīng)濟(jì)性，滿足不同用戶的需求，該單位采用分區(qū)供熱的不同等級的母管供熱方式，共分三趟母管，本文著重介紹北區(qū)的供熱母管，該供熱母管管徑φ630×10，設(shè)計流量150/h。

根據(jù)該市集中供熱規(guī)劃和入駐企業(yè)所報數(shù)據(jù)，該地方用熱需量需求呈逐年上升之勢，因此對供熱管道提出了較高的技術(shù)要求。管徑設(shè)計過小不能滿足熱用戶增加的需求，若等到用熱量上去再另行敷設(shè)管道，無論是經(jīng)濟(jì)上、施工難度上還是對地方的影響上都是不劃算的。管徑設(shè)計也不能過大，因為按照常規(guī)設(shè)計管網(wǎng)管徑過大，而流量過小，則會因為沿途溫度損失過大而導(dǎo)致管網(wǎng)積水過多無法運行。因此怎樣既能保證近期熱用戶的需求，又能滿足將來一段時期的用熱需求成為敷設(shè)該管線的關(guān)鍵。

2 長輸熱網(wǎng)專有技術(shù)的采用

常規(guī)設(shè)計方案由于沿途壓力損失大、散熱損失大，運行經(jīng)濟(jì)性差。通常常規(guī)管網(wǎng)設(shè)計在額定流量下壓力損失每公里0.1Mpa，溫度下降15～20℃,流量在設(shè)計值的60%以下時損失更大，甚至不能滿足用戶的需求。

鑒于上述原因，該熱力管線采用了國家專利技術(shù)進(jìn)行設(shè)計建設(shè)。長輸熱網(wǎng)專有技術(shù)設(shè)計方案壓力、溫度損失小，可以降低電廠蒸汽出口參數(shù)，此技術(shù)可降低管網(wǎng)溫度和壓力提高運行經(jīng)濟(jì)性和安全性。該技術(shù)溫降由常規(guī)設(shè)計的每公里15～20℃將為8℃以內(nèi)，壓力損失降至0.08Mpa/km。因此能使蒸汽管道的供熱半徑由常規(guī)的6～8公里延長至18～20公里，因此對將來熱用戶的開拓發(fā)展預(yù)留了很大的空間，常規(guī)設(shè)計方案則無法滿足企業(yè)進(jìn)一步開拓市場的需求。該技術(shù)設(shè)計，通過優(yōu)化可以減少管道附件，以達(dá)到降低投資的目的和常規(guī)設(shè)計方案相比并不增加投資。

3 管網(wǎng)敷設(shè)

供熱單位接出二根DN530的蒸汽管線，變徑成DN600后，沿廠圍墻、規(guī)劃道路架空或埋地敷設(shè)，至工業(yè)園區(qū)，管線全長度約8200m，其中DN600架空管道約1200m，DN500架空管道約20m，DN600埋地管道約5800m。蒸汽管線設(shè)計參數(shù)為：壓力1.50MPa（G），溫度 320℃；操作參數(shù)為：壓力1.45MPa（G），溫度 310℃。蒸汽管線屬壓力管道GB2類。管線敷設(shè)方式為：從廠內(nèi)接出約1000m采用低管墩敷設(shè)，其余沿道路埋地敷設(shè)，過道路采用桁架或地埋方式敷設(shè)。蒸汽管道熱補償主要采用自然補償、耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補償器補償以及波紋管補償。

旋轉(zhuǎn)補償器選用目前最先進(jìn)可靠的SZG系列耐高壓自密封旋轉(zhuǎn)補償器，使用參數(shù)范圍：壓力為 1.0～4.0MPa，溫度為-60～420℃。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為雙重密封，一為環(huán)面密封，密封面厚度不小于4cm；二為端面密封，端面密封面不小于2.5cm，端面密封材料為耐磨高強度不銹鋼復(fù)合密封件，抗壓強度≥50MPa。本設(shè)計旋轉(zhuǎn)補償器設(shè)計壓力為2.5MPa，設(shè)計溫度320℃，型號為SZG型。

地埋蒸汽管線補償采用外壓軸向型波紋管補償器。其主要技術(shù)要求：操作壓力/設(shè)計壓力1.45/1.6 MPa，操作溫度/設(shè)計溫度310℃/320℃，軸向補償量400mm，壽命1000次。為防止應(yīng)用力腐蝕造成的破壞，波紋管補償器材質(zhì)：采用316L，且固溶處理；其余均采用20#鋼。

為減輕對管架（墩）的推力及減少蒸汽管道溫降，蒸汽管道管托為高效隔熱節(jié)能型管托。滑動管托下底板與預(yù)埋件的焊接必須滿焊，焊縫高度不得小于最薄件的高度；固定管托下底板與固定管墩（架）預(yù)埋鋼板的焊接必須周邊滿焊，固定管托下底板必須與周邊滿焊，且焊縫高度不得小于最薄件的高度；固定管托上檔塊與蒸汽主管滿焊，但不得與支座相連接。所有管托的卡箍螺栓必須擰緊。

外護(hù)管接口做嚴(yán)密性試驗，試驗壓力應(yīng)為0.2MPa。試驗應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235的要求進(jìn)行。根據(jù)《城鎮(zhèn)供熱直埋蒸汽管道技術(shù)規(guī)程》CJJ104-2005，直埋蒸汽管道接口焊接，采用氬弧焊打底，電焊罩面，工作管焊接質(zhì)量對直埋蒸汽管道安全十分重要，要求所有的焊縫做100%X射線探傷檢驗。直埋蒸汽管道接口的外護(hù)管的接口處，對補口提出了嚴(yán)格的要求，鋼質(zhì)外護(hù)管要做100%超聲波探傷和嚴(yán)密性試驗。

排潮管如引出地面，開口應(yīng)下彎，且彎口距地面高度不宜小于0.25m，并應(yīng)采取防倒灌措施。排潮管宜設(shè)置在不影響交通的地方，且應(yīng)有明顯的標(biāo)志。排潮管的地下部分應(yīng)采取保溫和防腐措施。

表1 長輸熱網(wǎng)小流量下運行數(shù)據(jù)匯總

鋼質(zhì)外護(hù)管補口套管采用對接焊接是為了外護(hù)管的應(yīng)力傳遞的穩(wěn)定性要求，要求多層焊接是為防止穿透性缺陷。補口段鋼質(zhì)外套管的除銹等級要求與直管段相同，但除銹工藝可根據(jù)現(xiàn)場條件確定，電火花檢漏的耐電壓水平也與直管段一致，為的是保證全管線管道的壽命。

要求低點設(shè)置啟動疏水或連續(xù)疏水。疏放水管道需引至地面，排放口朝向應(yīng)注意安全防燙，疏放水管應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)支承，就近排放至雨水口、溝渠或河道。

管道在進(jìn)行強度試驗時，在高點處需設(shè)高點放空，低點處設(shè)低點排盡，待試驗結(jié)束后拆除焊死。所需材料按現(xiàn)場實耗計，計入臨時設(shè)施費。疏水器采用自由浮球式自動排液器。蒸汽管道疏放水的三通開口，建議采用成形三通，如現(xiàn)場開口，需對開口處進(jìn)行滿焊，且焊縫飽滿，不得小于管件最薄件厚度，必需時對開口處進(jìn)行加強。

4 運行技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計

傳統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)方式在低于40%設(shè)計流量下是無法正常運行的，主要原因是管道溫差過大疏水過多，熱用戶溫度不能滿足，管網(wǎng)也會發(fā)生振動發(fā)生危險，長輸熱網(wǎng)技術(shù)的運用，有效解決了這一技術(shù)難題，該管網(wǎng)竣工后在蒸汽用量很小的情況下試運成功，現(xiàn)將部分?jǐn)?shù)據(jù)匯總?cè)绫?。

[1]江蘇蘇夏設(shè)計公司設(shè)計文件[Z].

[2]管道安裝相關(guān)技術(shù)規(guī)范[Z].