張濤

山東省煙臺(tái)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū) 山東煙臺(tái) 264006

1 熱源點(diǎn)供熱參數(shù)對(duì)管損的影響

1.1 機(jī)械能損耗

機(jī)械能損耗即壓力損耗，決定了蒸汽可輸送的距離及范圍。分析影響壓力損耗的參數(shù)，選用《流體輸配管網(wǎng)》4.24章節(jié)室外蒸汽管網(wǎng)水力計(jì)算的公式：

式（1）中，Rm為每米管長(zhǎng)的沿程壓力損失（比摩阻），Pa；K為蒸汽管道的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，取0.2mm；Gt為管段的蒸汽質(zhì)量流量，t/h；ρsh為管段中蒸汽的密度，kg/m3；d為管道的內(nèi)徑，m。對(duì)整段管道近似求壓力損失，即：

式（2）中，R總為總阻力，Pa；L為管道長(zhǎng)度，m。公式分析：具體參數(shù)如K值及ρsh值在計(jì)算中需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正，修正計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜。以此公式數(shù)據(jù)關(guān)系即可推斷出：（a）比摩阻Rm與管徑d成反比，管徑越細(xì)，比摩阻越高。（b）比摩阻Rm與管段內(nèi)質(zhì)量流量Gt成正比，質(zhì)量流量越高，流速越快，比摩阻越高。（c）比摩阻Rm與蒸汽密度ρsh成反比。在長(zhǎng)距離輸送中，飽和蒸汽介質(zhì)內(nèi)含有一定的凝水，其參數(shù)參照《工程熱力學(xué)》附表2“飽和水與飽和水蒸氣表”即可確定。由該表可知，飽和蒸汽比體積與飽和溫度T成反比，即飽和蒸汽密度ρsh與飽和溫度T成正比，一一對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，在中長(zhǎng)距離輸送中，比摩阻Rm與飽和蒸汽溫度T成反比。（d）總阻力R總還與輸送距離L有關(guān)，距離越長(zhǎng)，R總越大。

1.2 熱能損耗

熱能損耗決定了蒸汽在輸送過(guò)程中凝水的比例，也直接決定了熱電廠供汽量與熱用戶用汽量的差值。熱能損失的因素與硬件設(shè)施相關(guān)，采用《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》中（25-107）關(guān)于供熱管道熱損失的公式進(jìn)行分析：

式（3）-（4）中，ΔQ總為總的熱損失量，W；S全管道表面積為全管道表面積，m2；ΔQ單位表面積熱損為單位表面積熱損失量，W；T0為管道外表面溫度，取蒸汽介質(zhì)輸送溫度，℃；Ta為環(huán)境溫度，℃；D1為管道保溫外徑，m；λ為保溫材料導(dǎo)熱率，W/（m·℃）；D0為管道外徑，m；αs為保溫層表面至周圍空氣間的總給熱系數(shù)，W/（m2·℃）。因此有：

2 熱用戶用熱參數(shù)對(duì)管損的影響

2.1 用汽量的影響分析

（1）用汽量對(duì)機(jī)械能的影響。根據(jù)上述計(jì)算和推論結(jié)果，流量越高，比摩阻越高，管道壓降越大，機(jī)械能損失越大，越不利于長(zhǎng)距離輸送。

（2）用汽量對(duì)熱能的影響。根據(jù)上述公式（5），在蒸汽介質(zhì)溫度一定、管線各項(xiàng)硬件設(shè)施條件一定的情況下，同樣長(zhǎng)度的管線其熱量損耗為定值，與用汽量無(wú)關(guān)，則熱用戶用汽量的熱值只要大于管線熱量損耗值，理論上即可供應(yīng)，但與用戶末端蒸汽的含水量有關(guān)。當(dāng)熱用戶用汽量的熱值等于管線熱量損耗值時(shí)，用戶末端出口應(yīng)以凝水為主。因此提高熱用戶用汽量，加強(qiáng)疏水，可以有效減少水擊隱患。

（3）用汽量對(duì)管損率的影響。當(dāng)管線內(nèi)蒸汽介質(zhì)溫度恒定時(shí)，其熱量損耗為定值，即用汽量越高，熱量損耗占供熱量的比例越低。

2.2 針對(duì)熱用戶用汽量的優(yōu)化方法

2.2.1 蒸汽吸收式溴化鋰機(jī)組

蒸汽吸收式溴化鋰機(jī)組使用溴化鋰吸收式制冷循環(huán)，以蒸汽作為高溫?zé)嵩创邉?dòng)溶液循環(huán)，實(shí)現(xiàn)在夏季“以熱制冷”。蒸汽吸收式溴化鋰機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)為大量節(jié)省電能，適用于缺電地區(qū)，且可以利用較低溫度的熱能，有利于能源的綜合利用；缺點(diǎn)為現(xiàn)階段由于政策影響，大部分地區(qū)的蒸汽價(jià)格較高。經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)測(cè)算后，蒸汽吸收式溴化鋰機(jī)組并不一定比傳統(tǒng)以電為主要能源的空調(diào)更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

2.2.2 階梯汽價(jià)模式

熱力公司可根據(jù)自身汽價(jià)、運(yùn)營(yíng)收益以及熱用戶的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)算。階梯汽價(jià)需關(guān)注的指標(biāo)主要有兩方面：

（1）設(shè)身處地為熱用戶考慮，在用汽量增加的情況下可以降低蒸汽價(jià)格，并根據(jù)其廠房、辦公樓的適用模式嘗試推薦使用蒸汽吸收式溴化鋰機(jī)組，達(dá)到夏季補(bǔ)足用汽量的目的；關(guān)鍵在于結(jié)合當(dāng)?shù)仉妰r(jià)測(cè)算后，熱用戶整體投資將優(yōu)于傳統(tǒng)電空調(diào)及傳統(tǒng)冬夏兩季用汽模式，以吸引其采納該方案。

（2）深入測(cè)算自身熱網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律及經(jīng)濟(jì)性，保證在汽價(jià)讓利而增加其夏季用汽量的情形下，自身全年管損率下降，整體經(jīng)濟(jì)效益提升，從而達(dá)到雙贏。

3 熱網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃

供熱系統(tǒng)的整體規(guī)劃優(yōu)化也對(duì)降低管損起著決定性的作用。規(guī)劃的核心理念在于將穩(wěn)定高用汽量企業(yè)置于最末端，且降低主干管的繞行度。熱網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃的目的有四：①保障運(yùn)行安全。穩(wěn)定高用汽量企業(yè)置于最末端時(shí)，根據(jù)上述分析結(jié)果，全干管內(nèi)的凝水量與蒸汽量的比率將會(huì)控制在較小的區(qū)間內(nèi)，有效保證全線穩(wěn)定運(yùn)行，不易發(fā)生水擊。②保障經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)上述分析結(jié)果，全線損耗的蒸汽量相較末端企業(yè)穩(wěn)定使用的蒸汽量很少時(shí)，全線管損率較低，整體經(jīng)濟(jì)效益較高。③便于管徑設(shè)計(jì)。穩(wěn)定高用汽量企業(yè)置于最末端時(shí)，可以依照末端企業(yè)最大用汽量計(jì)算所需管徑，即干管管徑，中途所需變徑較少。根據(jù)上述機(jī)械能分析結(jié)果，管徑較細(xì)時(shí)壓力損耗高，即若將較低用汽量的企業(yè)置于末端，可送汽距離及范圍將會(huì)縮小。④優(yōu)化支線分流。當(dāng)支管線熱用戶所需用汽量與干管末端用戶用汽量相比接近甚至高過(guò)干管末端用戶用汽量時(shí)，蒸汽輸送過(guò)程中支管網(wǎng)的管口壓強(qiáng)較高，容易形成湍流，不僅濕蒸汽內(nèi)的凝水對(duì)管道有較強(qiáng)的沖擊，存在安全隱患，而且會(huì)導(dǎo)致干管、支管內(nèi)流線紊亂，機(jī)械能損耗大，壓力降高，輸送距離變短。因此規(guī)劃園區(qū)的蒸汽管網(wǎng)時(shí)應(yīng)具有前瞻性，統(tǒng)籌考慮區(qū)內(nèi)企業(yè)分布情況，將主干管位置定好，今后有新用熱企業(yè)時(shí)添加枝狀支管道，對(duì)干管影響小，全系統(tǒng)保持較低的管損率、較平穩(wěn)地運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在今后的施工過(guò)程中，要對(duì)施工前、施工中、施工后全時(shí)段過(guò)程進(jìn)行控制，以降低管損、提高經(jīng)濟(jì)效益、保障管道安全運(yùn)行為目的，注重細(xì)節(jié)，把基礎(chǔ)的工作做實(shí)做細(xì)，巧妙結(jié)合理論知識(shí)開(kāi)展商業(yè)洽談工作，這樣才能爭(zhēng)取熱用戶與熱力管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司的雙贏，才能使熱力之樹常青。