馬新倉(cāng)

蘭州西站及動(dòng)車所集中供暖技術(shù)難題研究

馬新倉(cāng)

摘 要：寶蘭客專蘭州西站及動(dòng)車所的供暖屬于大型站房、高大空間廠房供暖的典型案例，供暖質(zhì)量直接關(guān)系西站及動(dòng)車開通品質(zhì)。建設(shè)前期，建設(shè)單位與市政供熱部門、設(shè)計(jì)部門深度對(duì)接，汲取以往供暖存在的問題，綜合考慮各種不利因素，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，充分掌握一次熱源各種參數(shù)，提出優(yōu)化要求，最終敲定供暖方案。經(jīng)過(guò)開通后一個(gè)采暖期的運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，供暖質(zhì)量和穩(wěn)定性得到鐵路局和各用戶好評(píng)。

關(guān)鍵詞：蘭州西站；動(dòng)車所；供暖；方案優(yōu)化

1 蘭州西站及動(dòng)車所概況

寶蘭客專蘭州西站站房位于蘭州市七里河區(qū)，地處蘭州市中心地帶，北廣場(chǎng)北側(cè)為城市主干道西津西路，南廣場(chǎng)南側(cè)為南山路（原建西西路），站房中心線距離武威路約1200m；蘭州西動(dòng)車所自蘭州西站西端引出，順新建蘭新第二雙線南側(cè)走行，動(dòng)車走行線上跨蘭新第二雙線，動(dòng)車所設(shè)在蘭州市七里河區(qū)范坪村，距蘭州西站約6km，在新建南山路南側(cè)緊鄰南山路，蘭州西站及動(dòng)車所交通便利，隨著蘭新客專開通，既有隴海、包蘭、蘭新、蘭青以及正在或即將建設(shè)的蘭渝、寶蘭、中川、蘭合、包蘭二線等干線鐵路匯集于此，未來(lái)的蘭州西站，將是一座現(xiàn)代化并聚集地方特色的大型客運(yùn)中心，高峰期客運(yùn)發(fā)送量每小時(shí)可達(dá)到1．37萬(wàn)人，預(yù)計(jì)到2020年年發(fā)送旅客量3300余萬(wàn)人，到2030年年發(fā)送旅客量4500萬(wàn)人，建成后的蘭州西站，可將客運(yùn)專線、市郊鐵路、城市公交、軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施融為一體，形成大型綜合交通樞紐，為蘭州的加快發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

2 供暖需求及周邊供暖設(shè)施狀況

蘭州西站站房總建筑面積16萬(wàn)m2（含出站層城市通廊、出租車通道、物流通道等），站房最大跨度66m，最大高度39．55m，設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)需要熱量為10939kW，地板采暖總耗熱量為8244kW；目前正在實(shí)施的西站周邊配套蘭新開通的生產(chǎn)生活房屋8棟/24717m2，總計(jì)需要熱負(fù)荷1722kW，供暖半徑1．2km；動(dòng)車所檢修庫(kù)及周邊配套生產(chǎn)生活房屋20棟/48791m2，需要熱負(fù)荷10374kW，供暖半徑2．0km。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并與地方熱力公司對(duì)接，西站及動(dòng)車所周邊供暖設(shè)施現(xiàn)狀為：蘭州西站北側(cè)西津西路有自西向東市政DN500熱網(wǎng)管道，主要承擔(dān)蘭州西站七里河地區(qū)供暖，已基本趨于飽和；正在建設(shè)的南山路有蘭州市西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室正在施工的自西向東DN1200供熱管網(wǎng)，既是城市未來(lái)發(fā)展的需要，又作為對(duì)西津路原有供熱管網(wǎng)的有效補(bǔ)充，但因南山路建設(shè)時(shí)序問題，部分管道因拆遷等影響還未與西站連通。

3 供暖方案優(yōu)化

3.1 蘭州西站內(nèi)換熱站（2座）

蘭州西站原設(shè)計(jì)南北站房的供熱熱源系統(tǒng)各自獨(dú)立，且在南北站房換熱站中分別為周邊配套生產(chǎn)房屋預(yù)留部分供暖條件，根據(jù)建設(shè)單位與市政供熱部門（即蘭州市西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室）在2011年9月簽訂的“關(guān)于寶蘭客專相關(guān)設(shè)施接入蘭州市集中供熱管網(wǎng)相關(guān)事宜”等初步協(xié)議，同意新建蘭州西站供暖系統(tǒng)接入蘭州市西熱東輸市政供熱管網(wǎng)，西站北廣場(chǎng)北側(cè)西津路有市政高溫一次熱水管網(wǎng)可延伸接入西站，且該協(xié)議提供一次網(wǎng)供回水溫度130/70℃、壓力1．6MPa熱源（熱力公司以熱電廠提供參數(shù)為依據(jù)），本工程的供熱系統(tǒng)是利用市政高溫?zé)崴?jīng)板式水-水換熱器后供空調(diào)系統(tǒng)及低溫地板供熱使用。

優(yōu)化原因：一是考慮到西站高大空間供暖特殊性以及周邊配套房屋遠(yuǎn)期規(guī)劃發(fā)展的需要，且高大空間站房設(shè)置獨(dú)立換熱站供暖無(wú)論從管理還是供暖效果上都比較穩(wěn)妥；二是通過(guò)對(duì)蘭州市西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室已投入使用的換熱站實(shí)際熱參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，實(shí)際供回水溫度基本保持在90/70℃，一次網(wǎng)到換熱站的實(shí)際壓力為0．8MPa左右。

基于以上兩點(diǎn)，相關(guān)單位進(jìn)行技術(shù)對(duì)接后，確定在南北站房換熱站內(nèi)不預(yù)留用于生產(chǎn)辦公房屋的熱負(fù)荷，考慮西站周邊遠(yuǎn)期土地開發(fā)和既有生產(chǎn)生活房屋供暖的需要，決定在南站房西側(cè)新建獨(dú)立的換熱站用于生產(chǎn)生活配套房屋供暖熱源；同時(shí)將原設(shè)計(jì)的一次網(wǎng)熱源供回溫度由130/70℃調(diào)整至90/70℃，供水壓力由原1．6MPa調(diào)整到1．0MPa，按照站房?jī)?nèi)所需熱負(fù)荷在北站房設(shè)置用于空調(diào)水換熱量為3650kW/臺(tái)板式換熱器2臺(tái)，用于地板采暖熱水換熱量為2350kW/臺(tái)板式換熱器2臺(tái)；南站房設(shè)置用于空調(diào)熱水換熱量為3000kW/臺(tái)板式換熱器2臺(tái)，用于地板采暖熱水用換熱量為2100kW/臺(tái)板式換熱器2臺(tái)；冬季空調(diào)熱水的供回水溫度為60/50℃，地板供暖供回水溫度為55/45℃，經(jīng)核算完全能保證西站站內(nèi)供暖負(fù)荷需要。

3.2 蘭西動(dòng)車所換熱站

因考慮到范坪電廠至南山路供熱管道鋪設(shè)無(wú)法與動(dòng)車所同步投入使用，且動(dòng)車所機(jī)車洗刷和融冰除雪庫(kù)融冰設(shè)備生產(chǎn)用熱水等情況，原設(shè)計(jì)在動(dòng)車所設(shè)置2臺(tái)7MW水煤漿熱水鍋爐，用于動(dòng)車所生產(chǎn)用熱水和冬季供暖。

優(yōu)化原因：一是按照蘭州市有關(guān)大氣污染防治的相關(guān)規(guī)定，有集中供熱熱網(wǎng)地區(qū)，嚴(yán)格控制獨(dú)立供熱鍋爐審批，在納入熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱管網(wǎng)規(guī)劃的地方一律實(shí)施集中供熱，不容許設(shè)置燃煤鍋爐；二是從范坪電廠到西站市區(qū)有一條正在實(shí)施的主供熱管網(wǎng)（DN1200），由西至東將鋪設(shè)在新建的南山路下，距離動(dòng)車所主庫(kù)不足500m，在主管網(wǎng)未通之前，與西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室相關(guān)人員溝通，在主管網(wǎng)2014年供暖期未通之前，采取技術(shù)措施處理，確保提前給動(dòng)車所供暖（即在DN1200管道未連通端加設(shè)閥門，且在范坪站設(shè)置減壓閥裝置，確保動(dòng)車所用氣；三是通過(guò)與西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室有關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)接，在保證供暖的同時(shí)，能提供生產(chǎn)用熱水。

基于以上3點(diǎn)，各方多次深入對(duì)接后，決定取消動(dòng)車所鍋爐房，改建換熱站，由西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室提供一次管網(wǎng)，考慮到動(dòng)車所動(dòng)車檢修大庫(kù)高大廠房實(shí)際需要，在該換熱站采用分系統(tǒng)供暖方式，即動(dòng)車檢修庫(kù)與其他生產(chǎn)生活房屋采用獨(dú)立的板式換熱系統(tǒng)，確保高大廠房供暖質(zhì)量，同時(shí)，對(duì)廠房?jī)?nèi)散熱器數(shù)量、分布等進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。即檢查庫(kù)以散熱器系統(tǒng)供熱為主，其中高大廠房按不小于5℃設(shè)計(jì)散熱器系統(tǒng)作為值班采暖，工作時(shí)間散熱量不足部分及冷車吸熱部分由暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)；散熱器采用鋼鋁復(fù)合柱翼型及鋼制圓翼型，工作壓力1．0MPa，邊跨附屬房屋采用GLZ-600型鋼鋁復(fù)合柱翼型散熱器，檢修庫(kù)采用GLZ-1200型鋼鋁復(fù)合柱翼型散熱器，散熱器之間連接管道采用DN32，庫(kù)內(nèi)檢修坑采用DN40鋼制圓翼型；旋流式暖風(fēng)機(jī)庫(kù)房上部吊裝78臺(tái)，型號(hào)為QFGN-56/AL型，0．48kW，380V，風(fēng)量4500CMH，散熱量41．9kW，水阻5．2kPa，經(jīng)口風(fēng)速5m/s；熱空氣幕XLFM-65/AL型，22200CMH，散熱量110kW。

熱力站內(nèi)設(shè)置一套生活采暖換熱機(jī)組，供熱能力Q=18000kW，一套生產(chǎn)用熱換熱機(jī)組，供熱能力Q=2200kW，一次網(wǎng)輸入供回水溫度95/70℃，換熱站內(nèi)阻力H=165kPa，SD輸出供暖供回水溫度85/65℃，熱負(fù)荷18000kW，3臺(tái)換熱器并聯(lián)運(yùn)行，輸出生產(chǎn)用熱供回水溫度85/65℃，熱負(fù)荷2200kW，2臺(tái)換熱器并聯(lián)運(yùn)行，供暖系統(tǒng)采用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．26～0．29MPa，立式變頻補(bǔ)水泵2臺(tái)（一備一用），臥式變頻補(bǔ)水泵3臺(tái)（三用一備），生產(chǎn)系統(tǒng)用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．15～0．18MPa，立式變頻補(bǔ)水泵2臺(tái)（一備一用），臥式變頻補(bǔ)水泵2臺(tái)（一用一備），預(yù)留板式換熱機(jī)組及其定壓設(shè)施為后期擴(kuò)大生產(chǎn)預(yù)留條件。

3.3 西站南站房西側(cè)換熱站

經(jīng)過(guò)對(duì)動(dòng)車所、蘭州西站周邊遠(yuǎn)期發(fā)展的預(yù)想，在確保動(dòng)車所及西站既有生產(chǎn)生活房屋供暖的基礎(chǔ)上，根據(jù)寶蘭客專開通后動(dòng)車所及蘭州西站周邊后期擴(kuò)大生產(chǎn)的需要，在既有條件基礎(chǔ)上分別預(yù)留一定擴(kuò)能條件。

西站南站房西側(cè)配套生產(chǎn)房屋熱力站內(nèi)設(shè)置一套采暖換熱機(jī)組，供熱能力Q=6800kW，采用板式換熱器2臺(tái)，一次網(wǎng)輸入供回水溫度95/70℃，換熱站內(nèi)阻力H=115kPa，SD輸出供回水溫度85/65℃，供暖系統(tǒng)采用膨脹水箱定壓，定壓范圍0．26～0．29MPa，立式變頻補(bǔ)水泵2臺(tái)（一用一備），臥式變頻補(bǔ)水泵3臺(tái)（二用一備），土建預(yù)留2臺(tái)機(jī)組安裝條件，作為后期擴(kuò)容使用。

4 實(shí)施過(guò)程需要重點(diǎn)盯控的事項(xiàng)

（1）根據(jù)市政供熱系統(tǒng)周邊條件，選定熱源并給熱源單位提供供熱需要負(fù)荷、壓力、供暖半徑及用熱性質(zhì)等，與熱源供應(yīng)單位簽訂相關(guān)實(shí)施協(xié)議，明確雙方責(zé)任義務(wù)，提出準(zhǔn)確供暖時(shí)間，為雙方開展工作提供依據(jù)。

（2）根據(jù)熱源部門提供理論供熱參數(shù)（溫度、壓力、流量），通過(guò)對(duì)周邊已投入使用的換熱站實(shí)際供熱參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正，并以此為依據(jù)進(jìn)行相關(guān)管道大小、設(shè)備類型的選擇，確保供暖質(zhì)量。

（3）與路、地相關(guān)規(guī)劃部門深度結(jié)合，選擇合理、最優(yōu)的一、二網(wǎng)鋪設(shè)路徑，避免出現(xiàn)廢棄工程、二次遷改工程。組織相關(guān)各方（相關(guān)規(guī)劃部門、西熱東輸項(xiàng)目建設(shè)辦公室、各設(shè)計(jì)院、相關(guān)施工單位、管網(wǎng)路徑相關(guān)配合單位等）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、方案討論、圖紙審查，按照設(shè)計(jì)方案最優(yōu)、遷改數(shù)量最少、對(duì)后期規(guī)劃影響最小的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

西站及動(dòng)車所供熱管網(wǎng)方案涉及單位多（設(shè)計(jì)單位3家，施工單位近10家，鐵路既有線管理單位、在建道路建設(shè)單位5家），涉及穿越鐵路既有線3處，市政在建涵洞2處，且因各單位施工時(shí)序不一致，臨時(shí)加工廠、材料場(chǎng)、場(chǎng)地標(biāo)高等相關(guān)問題影響，交叉施工多。針對(duì)現(xiàn)狀，建設(shè)單位組織各家現(xiàn)場(chǎng)查看后，按照制約工程節(jié)點(diǎn)先易后難、臨時(shí)工程讓位永久工程的原則，在不影響站房總體施工的前提下，要求各單位排出管路敷設(shè)路徑施工計(jì)劃和提供場(chǎng)地時(shí)間，并通過(guò)定期組織現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)督促，確保一次網(wǎng)、二次網(wǎng)施工有序按期推進(jìn)。

（4）加強(qiáng)施工過(guò)程盯控，確保管網(wǎng)施工質(zhì)量。室外熱網(wǎng)直埋保溫管道能在0．6～1．2m凍土層內(nèi)直埋熱損失比普通的管道降低40%以上，工作使用壽命比其他絕熱防腐材料提高3～5倍以上，壽命可以達(dá)到30～50年，因此，把控好原材料和施工質(zhì)量環(huán)節(jié)是工程能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，在施工中嚴(yán)格控制定位放線、溝槽開挖、管材質(zhì)量、管道焊接、管件安裝、焊縫探傷、接口防腐保溫、嚴(yán)密性試驗(yàn)、隱蔽工程驗(yàn)收、填砂、填土夯實(shí)等方面，重點(diǎn)盯控，確保施工質(zhì)量。

5 供暖設(shè)施存在的不足

（1）因蘭州市市政配套連接西津西路與南山路下穿涵（T112#、S260#）南北兩側(cè)延伸段未完成，雖然與相關(guān)各方結(jié)合后盡量按照道路設(shè)計(jì)標(biāo)高下埋管道，但局部地段受地形、拆遷等原因限制，在該道路延伸段施工時(shí)需要做一定遷改。

（2）因南山路主管路未連通，西站供暖一次網(wǎng)管道是從西津路DN500管道接口后由北向南穿越S260#涵洞，下穿機(jī)車廠專用線與南山路DN1200管道連接，再由DN1200管道變徑為DN800管道由南向北穿越既有線、T112#涵洞后，分別由DN250支管接入換熱站，多次變徑使得進(jìn)入站房一次網(wǎng)流量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求（僅為設(shè)計(jì)值的一半），未能完全達(dá)到西站設(shè)計(jì)一次網(wǎng)的流量和溫度。

（3）按照相關(guān)節(jié)能要求，西站熱風(fēng)幕主配電按照熱風(fēng)幕總功率的2/3設(shè)計(jì)，如果所有熱風(fēng)幕同時(shí)開啟后，因受電流等影響熱風(fēng)幕風(fēng)速偏小，送風(fēng)溫度偏低，門口有冷風(fēng)倒灌現(xiàn)象，未能有效隔絕室內(nèi)外空氣，需要車站按照車流組織等情況，對(duì)熱風(fēng)幕實(shí)行人工控制。

6 幾點(diǎn)思考

對(duì)大型火車站候車室、高大生產(chǎn)廠房供暖問題的幾點(diǎn)思考如下：

（1）選擇可靠的熱源是關(guān)鍵。高大車站候車室及生產(chǎn)廠房屬于旅客聚集地或主要生產(chǎn)場(chǎng)所，可靠、穩(wěn)定的熱源是能否保證供暖質(zhì)量的關(guān)鍵。

（2）充分考慮各種不利因素。高大站房候車室及廠房因空間高、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫條件較弱（外圍護(hù)及屋面鋼結(jié)構(gòu)較多，多以玻璃幕墻、大窗戶為主），因此在進(jìn)行室內(nèi)熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)，要充分考慮以上諸多因素并附加一定的保險(xiǎn)系數(shù)，外部要提供充足且穩(wěn)定的供熱熱源。

（3）供暖末端設(shè)備選型要合理。廠區(qū)內(nèi)末端采暖設(shè)備采用散熱器與熱風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的方式，以散熱器為主要負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，在底層窗戶下采用散熱器，在窗戶以上區(qū)域高大空間，采用暖風(fēng)機(jī)通過(guò)設(shè)置分層送風(fēng)口進(jìn)行供暖；大型鐵路站房候車室選用中央空調(diào)系統(tǒng)與地暖采暖相結(jié)合的方式供暖，依據(jù)送風(fēng)半徑等參數(shù)確定風(fēng)機(jī)功率、送風(fēng)速度，確保室內(nèi)溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)的均勻性，從而達(dá)到預(yù)期供暖效果。

（4）改變室外供暖管道單一的安裝方式。針對(duì)廠區(qū)直埋管道一旦滲漏引起不必要開挖，影響廠區(qū)正常生產(chǎn)，建議在具備條件的地段采取明敷架設(shè)的形式，即把供熱管道與廠區(qū)道路、綠化、圍墻等相關(guān)結(jié)構(gòu)，做進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)，在確保廠區(qū)整體美觀協(xié)調(diào)的情況下，明敷設(shè)管道不但降低建設(shè)費(fèi)用，而且為后期維修和故障處理提供便利。

（5）聚氨酯保溫鋼管滲漏報(bào)警線。制造高溫預(yù)制直埋保溫管時(shí)，在靠近鋼管的保溫層中，埋設(shè)報(bào)警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過(guò)警報(bào)線的傳導(dǎo)，便可在專用檢測(cè)儀表上報(bào)警并顯示出漏水的準(zhǔn)確位置和滲漏程度的大小，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網(wǎng)安全運(yùn)行。

（6）加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，確保一、二網(wǎng)供暖系統(tǒng)穩(wěn)定。每個(gè)采暖期一、二網(wǎng)注水是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要熱站管理單位、二網(wǎng)及末端設(shè)備管理單位緊密配合，共同完成注水工作。一是二網(wǎng)及末端設(shè)備經(jīng)過(guò)間歇期，管道、閥門、入戶裝置等銹蝕、閥門開關(guān)不靈、保溫脫落等在所難免，通過(guò)對(duì)注水過(guò)程巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保系統(tǒng)注水穩(wěn)定；二是熱站開啟泵、注水壓力等需要給予末端設(shè)備配合，逐步緩慢升壓，既避免升壓過(guò)快破壞末端設(shè)備，又避免二網(wǎng)失水嚴(yán)重造成換熱站或鍋爐房設(shè)備安全事故。

馬新倉(cāng)：蘭州鐵路局蘭州樞紐工程建設(shè)指揮部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責(zé)任編輯 盧敏

中圖分類號(hào)：TU248.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-061X（2015）05-0074-03