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        強化北方城市集中供熱設計的思考分析

        2014-05-21 04:28:33董廣武王強
        新媒體研究 2014年7期
        關鍵詞:集中供熱設計

        董廣武+王強

        摘 要 現(xiàn)如今,我國的經(jīng)濟在快速地發(fā)展,居民的生活質(zhì)量有了顯著地提高,對于城市集中供熱而言,由于其自身的環(huán)境影響較低、供熱范圍廣、易被控制以及能源利用率高等優(yōu)勢而得到了很好的發(fā)展。在普及城市集中供熱時,對于室內(nèi)采暖系統(tǒng)而言,其也采取了熱計量,但是,隨之而來也出現(xiàn)了一些問題,故而,在設計城市集中供熱時,要求也就更高。在設計供熱管網(wǎng)時,不可避免的會出現(xiàn)技術問題,文章針對幾個技術問題展開了研究。

        關鍵詞 北方城市;集中供熱;設計

        中圖分類號:TU995 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)07-0151-02

        對于城市供熱系統(tǒng)而言,其有著很多的特點,具體有分支多、熱用戶的分布區(qū)域廣等。在設計城市的熱力管網(wǎng)時,要充分的對系統(tǒng)的安全性以及經(jīng)濟性進行考慮。在開展規(guī)劃設計時,若想要使要幾條輸配主干線有很好的布置,則要按照熱源位置、熱用戶分布以及城市規(guī)模來實施,在此過程中,若想要使不同的主干線得到逐步的完善,則要以供熱能力以及熱用戶情況為基礎,這樣在發(fā)展不確定熱用戶時才可以與之相適應。一條干管若供熱能力不夠,則在對相鄰干管進行敷設時,需要對其的供熱能力進行加大,這樣供熱管網(wǎng)的輸配能力才可以達到最優(yōu)化,和環(huán)狀管網(wǎng)相比,無需利用較大管道的埋入去等負荷的對熱用戶進行確定。

        1 對水力平衡元件進行推廣使用,進而對水輸送系數(shù)進行提高

        在供熱系統(tǒng)中,若想要把熱媒介質(zhì)給各用戶進行輸送,則利用的就是閉式管路系統(tǒng)。若一個供熱管網(wǎng)的設計是合理的,而且可以根據(jù)設計工況進行運行,則各用戶應當都可以對相應的設計流量進行獲得,這樣才可以和其負荷要求相符合。但是,在實際的運行過程中,因為水力平衡元件的缺乏,其作用是對環(huán)路剩余壓頭進行消除,故而,大多數(shù)管網(wǎng)系統(tǒng)中的近段環(huán)路在對剩余壓頭實施消除時,可以利用的只有管線的管徑所發(fā)生的變化,但是,對于目前管網(wǎng)上的控制閥門而言,其既沒有調(diào)節(jié)功能,也無法對流量進行顯示的,這樣就無法根據(jù)設計要求對末端用戶和部分環(huán)路的流量進行輸配。若供熱系統(tǒng)存在冷熱不均的現(xiàn)象以及出現(xiàn)熱力失調(diào)的狀況,則主要的原因就是系統(tǒng)出現(xiàn)水力失調(diào)的現(xiàn)象,也就是沒有均勻的對流量進行分配。一旦熱力工況失調(diào),運行方式就會變?yōu)椤靶夭?,大流量”。但是,事實上,從根本上來說,大流量運行方式是無法對系統(tǒng)中水力的失調(diào)進行消除的,只會增加能耗。也就是說,大水泵是大流量的條件,這樣就會對電耗有所增加,同時還會導致大熱源的出現(xiàn),進而熱源的運行就會出現(xiàn)低負荷的現(xiàn)象,熱源熱效率也會有所降低。對于管網(wǎng)而言,其只能小溫差運行,但是,這樣輸送能耗就會有所增加,散熱器的散熱功效也會受到影響。

        另外,系統(tǒng)的可調(diào)性也會由于大流量而有所降低,即若系統(tǒng)有過大的流量,對于近端多余的流量則無法進行調(diào)節(jié),所以也就無法在末端出現(xiàn),這時若回水溫度過高,則就是假象,一旦發(fā)生這樣的情況,對于整個供熱系統(tǒng)而言,其熱耗就會增加,輸水系統(tǒng)的熱效率也會出現(xiàn)下降的狀況。因此,在設計時,要計算采暖系統(tǒng)的水力平衡,這樣各環(huán)路的水量才會滿足設計要求。在建筑物入口和室外各環(huán)路處的采暖供水管路上,要對平衡閥或者其他的水力平衡元件進行安裝,同時還要對水力平衡進行調(diào)試。為了很好的對管網(wǎng)進行初調(diào)節(jié),需要在各熱力入口處和一、二次管網(wǎng)各分支處對平衡調(diào)節(jié)閥進行裝置,需要其調(diào)節(jié)性能較好,這樣各環(huán)路水量才能對設計要求進行滿足。眼下,市場上主要有兩種水力平衡元件,即自動調(diào)節(jié)閥和手動調(diào)節(jié)閥,要具體的根據(jù)系統(tǒng)的運行方式進行選用。

        2 熱力管網(wǎng)中波紋管補償?shù)膽?/p>

        對于敷設熱力管網(wǎng)而言,補償器是有著非常重要的作用的,其可以對管道的安全運行進行保證。由于波紋管補償具有不易滲漏、流動阻力小、占地面積小、節(jié)省鋼材、重量輕以及體積小等優(yōu)勢,故而,其已經(jīng)逐漸占據(jù)至關重要的位置,同時也很有發(fā)展前景。眼下,在制造波紋管時,在突破傳統(tǒng)的材料以及工藝的基礎上以高彈性金屬管為材料,其被滾壓一次后就能成型,同時采取多層金屬結(jié)構(gòu),這樣就可以對其承壓能力和補償能力進行提高,如果在對波紋管補償進行制造時對新技術進行了應用,那么在熱力管網(wǎng)中可以更加可靠安全的進行應用。

        雖然波紋補償器的優(yōu)勢有很多,但是也無法忽視其劣勢。比如軸向型波紋補償器,其具有設備投資高、管壁較薄無法對扭力進行承受以及對主固定支架形成壓力推力等。大部分的設計人員在認識波紋補償器時并不周到,所以在設計時,無論是選定補償管系還是計算都存在不合理的現(xiàn)象。根據(jù)位移形式對波紋管補償器進行分類,主要有角向、橫向和軸向三種,每一種都存在著自身的優(yōu)勢和劣勢,因此,在對波紋補償器進行選用時,要以使用條件的不同為基礎,這樣就使波紋補償器的正常工作有了保障,同時還要合理經(jīng)濟的進行選型。

        3 熱力管道的直埋敷設

        對于供熱管網(wǎng)的直埋敷設而言,由于其具有保溫性能好、施工周期短、工程造價低以及占地面積小等優(yōu)勢,故而,在實際的工程中被廣泛的應用。和管溝敷設或者架空相比,熱水管道直埋可以使供熱管道的保溫結(jié)構(gòu)直接的和周圍土壤進行接觸,從而管道在熱脹冷縮時就會被土壤摩擦力限制,此時,管道的狀態(tài)為錨固,同時在熱脹冷縮時會對位移勢能進行形成,管道壁對其進行了儲存,導致管道受力的復雜化。在對管道進行直埋敷設時,主要有三種手段,具體為有補償?shù)闹甭穹笤O、無補償?shù)闹甭穹笤O以及一次性補償?shù)闹甭穹笤O。目前,在所有的敷設方式中,應用最多的就是有補償直埋,由于其可以比較方便的進行施工。在實際施工時,安放補償器時要盡量的對合理性進行保持,這樣,對于管道補償器而言,其各分段長度才可以和最大的安裝長度相接近。對于無補償直埋敷設來說,其作為“冷緊”式直埋中的一類,具體的工藝過程為:在完成焊接管道的工作后,預熱管道使其出現(xiàn)變形,這樣一部分的熱應力就可以被釋放出來,接著對管溝進行回填夯實,對管道進行嵌固時運用土壤摩擦力。而且,其工程造價是最低的,因為不需要對補償器及固定支墩進行裝設。但是,施工卻是比較復雜的,而且在預熱管線時,管線中只有熱態(tài)應力水平會發(fā)生改變,并不能使其的全補償值發(fā)生改變。一次補償直埋敷設也是“冷緊”式直埋中的一類,具體的工藝過程為:在完成焊接管道后回填溝槽,接著預熱管道從使管道熱伸長,這樣一次性補償器才可以進行吸收,同時快速的把一次性補償器外殼及管道焊死,避免再次進行伸縮,完成預熱后,溫降會導致管道形成熱應力,并以拉應力表現(xiàn)出來,在管道再次受熱時,就能對所形成的熱應力進行抑制。

        供熱管網(wǎng)的直埋敷設要注意:盡量使直埋管道保持直線敷設,并使管道的自然彎曲在5°內(nèi);對于主干線引出來的分支干線,要設置“Z”形彎管和“L”形彎管;對于水平彎管處而言,其應力是比較集中的,故而就有較大的受力,應對彎頭的曲率半徑進行加大、對彎頭壁厚進行增加;對于土壤下沉性大于等于二級的地區(qū),要對直埋敷設采取一定的辦法。

        4 結(jié)束語

        對于熱力管線工程來說,其能否正常運行是直接和居民的生活質(zhì)量有關系的,在設計時,要堅持安全適用、經(jīng)濟合理以及技術先進的原則。設計管網(wǎng)、制造和安裝管道以及啟動運行管網(wǎng),這些對于一項系統(tǒng)工程而言,每個環(huán)節(jié)都對工程的成敗有直接的影響。

        參考文獻

        [1]劉穎.集中供熱管網(wǎng)的設計及優(yōu)化淺談[J].科技創(chuàng)新導報,2010(08):78-79.

        [2]劉治華.集中供熱設計的問題探討[J].中國科技財富,2009(04):122-123.

        [3]代國棟.淺析集中供熱系統(tǒng)存在問題[J].商場現(xiàn)代化,2010(10):235-236.endprint

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