1、1南通天电长输热网及降低热耗技术的应用摘要：热电联产供热是实现节能减排的有效途经之一，而大机组热电联产替代小机组集中供热，取得的效益更加显著。本文主要以南通天生港发电有限公司替代三家小热电集中供热长距离热网为例，闸述了采用长距离热网输送的特点，以及采用高效多层保温材料、隔热节能管托、直埋蒸汽管道、旋转补偿器、增加保温层间铝箔玻纤布反射层和改进保温施工工艺等措施，降低热网输送损耗，取得了显著的经济效益和社会效益。 关键词：集中供热长输热网降耗技术效益 中图分类号： TU995 文献标识码： A 文章编号： 一、 概况 南通市西城区原有南通天电公司、宏达热电、南通热电、江山热电等多家供热企业，除南
2、通天电公司外，其它几家规模较小，设备陈旧耗能大、运营成本较高，对周边人居环境影响较大。为此，市委市政府在进行充分论证后，作出了由南通天电公司改造现有机组， “以大代小“替代三家小热电实施西城区集中供热的决策。 按照城市热网设计规范，热电厂供热半径一般小于 6km，最长不超过 8km。常规的蒸汽供热主管道设计比摩阻可取 4080 Pa/m，温降 1520/km，压降 0.060.1MPa。南通天电公司替代三家小热电供热最大供热半径达 19 km 多，显然采用常规设计热网技术设计则无法满足各热用户蒸汽参数要求。因此，采取有2效的技术措施是解决长距离输送热网热耗问题是实现西城区集中供热的必要前提。
3、二、 措施 2.1 采用高效保温材料和改进的施工技术 2.1.1 保温材料的选择，根据本工程管网起点供热温度 330的特点，利用硅酸铝棉针刺毯和高温离心玻璃棉在不同温度下两者导热系数的差异，选用了主管道保温内层采用硅酸铝棉针刺毯，中间层及外层采用高温离心玻璃棉的组合方式，以达到最佳效果。两者导热系数随温度变化曲线如图 1。 图 1 硅酸铝棉针刺毯和高温玻璃棉导热系数随温度变化曲线 2.1.2 保温材料分层及厚度的确定，根据经济合理的原则，通过计算确定保温材料的厚度，见下表 1： 表 1 保温材料的厚度 2.1.3 保温施工技术的改进， （1）管道保温采用多层保温棉分层进行施工，见下表 2： 表
4、 2 保温材料的分层 保温棉按照每层外径计算周长尺寸足尺订货，搭接处现场 45削边3角，与管道接触密贴。同一层沿管道轴向错缝 100mm 以上，搭接处应位于管道中心线向下 30范围内，同时每一段保温棉内外层之间必须轴向错缝和环向错节，每层保温棉在按照规范要求采用镀锌铁丝捆扎后，最外层采用打包带捆扎抽紧，打包带捆扎间距为 300mm。在逐层捆扎施工过程中所出现的轴向和环向间隙，应采用同材质的散装棉料填充密实。 （2）层间采用铝箔玻纤布热反射层 在逐层施工的同时，每层保温棉外增加 GAT-FG1005-2 阻燃型铝箔玻纤布（其结构为：6.5u 铝箔/阻燃胶粘剂/玻纤布）作为热反射层，施工时铝箔反射
5、面朝内缠绕包扎。铝箔玻纤布的采用，除了能在以后运行过程中有效地减少管网热损，还能在施工过程中防止突降雨水对保温棉的损坏。 （3）在保温顶部增加 1/3 圆弧顶层 根据热量的散发方向是向上的特点，以及对各热电厂供热管网运行以来保温现状的分析，由于在保温棉自重加上保温外金属保护层重量的长期作用下，保温棉在管道顶部约 1/3 管周位置被压缩，导致纤维脆化、断裂， 往往在运行三五年后实测只有原设计的 2/3 厚度左右，除了具有安全隐患以外，还给管网带来了极大的温度损失。因此，该工程在设计厚度的保温棉顶部增加了 1/3 圆周的顶层（50mm 厚） 。 2.2 安装高效隔热节能型管托 为了减少热损，确保蒸
6、汽管网终端供热参数，同时也为减小管道对固定管架的推力，长输热网管道管托采用低摩阻高效隔热节能型管托，4该管托结构如下图 2 所示： 图 2 低摩阻高效隔热管托示意图 该管托由上下管夹箍、隔热环、支承板、上底板、下底板等组成。通过 50mm80mm 厚度的高效隔热环将管道和管托隔开，管夹箍表面温度比管道温度降低 150250左右，大大降低了向大气的传热温差，就最大限度地阻止了热能流失。经热态试验后计算及与普通管托相比，管托部位的热损失减少 80%左右。 2.3 采取一系列技术措施减少管道压降来减少管网热耗 由于干饱和蒸汽的比容相对较大，比容与压降成反比，压降小时温降也相应变小。因此采取一系列技术
7、措施来减少管网的压降，同时也是提高管网供热温度、减少管网供热能耗的有效措施。具体如下： 2.3.1 优化管道布置，对管网进行合理布置，在满足热补偿的前提下，尽可能直线布置，减少弯头的局部阻力，以降低压损。 2.3.2 合理选择管道管径，选用合适的管道管径，在满足末端热用户用汽压力需求的前提下，选用最小的管径。 2.3.3 选用合理的热补偿装置，架空管道选用 GSJ-V 型系列无推力旋转补偿器补偿，旋转补偿器除了具有免维护、使用寿命长、推力小、性价比高的优点，最主要的是其补偿量大，最大可 200m300m 只需安装 1组，与常规的型补偿器 60m80m 设置 1 组相比，大大减少了弯头，降低了压
8、损。 2.3.4 采用蒸汽管道直埋，在具备条件的地段采用直埋蒸汽管道敷设5技术，直埋蒸汽管采用内固定的型式分段作为补偿单元，补偿采用外压轴线保温管补偿器，无弯头，热补偿压降最小。 2.3.5 合理设置疏水方式，在蒸汽管网的前部、中部设置启动疏水器组，仅在高差较大处和后部设置连续疏水器组，减少了供热蒸汽的损失。三、安全性和效益 3.1.安全性 （1）管网选用了 GSJ-V 型系列无推力旋转补偿器补偿，旋转补偿器除了具有补偿量大的特点以外，与波纹管补偿器、套筒伸缩器相比较，更具有耐高压、推力小、免维护、使用寿命长的优点。 （2）低摩擦副高效隔热节能管托按照安装位置和滑动长度的不同，长度大于 700
9、mm 的管托都增加了管夹箍的数量（三道） ，增强了管托与管道的连接强度；同时由于管托在支撑面采取聚四氟乙烯板与不锈钢滑动使管托位移滑动所产生的对管架推力减少了 2/3；另外根据设计要求，间隔设置了防跳导向板，有效地避免了管道送汽时的安全。 （3）直埋蒸汽管道外护管采用环氧煤沥青玻璃钢特加强级防腐，并联合采用了镁合金牺牲阳极保护阳极装置，能确保直埋管道 25 年以上的设计寿命。 （4）启动疏水阀组在每次停送汽时使用，安装在管道高差较大处及后部的连续疏水器组在管网运行中连续疏水工作，确保了管网启停和正常运行的安全。 3.2 显著的社会效益和经济效益 6南通天电公司通过长距离热网输送管道替代三家小热
10、电供热，实现了大机组长距离集中供热可行性，供热管道长达 29 公里。通过计算，每年可节约标准煤耗量 79776t ，可减少 SO2 排放 5600 t/a 。该项目被国家列为 2009 年十大重点节能工程循环经济和资源节约重大示范项目，同时成为重点工业污染治理工程建设扩大内需项目，获得国家补助资金1000 万元。取得了良好的社会效益与经济效益。 四、结语 通过以上一系列技术措施的应用，可以使蒸汽管道的温降由常规设计的 1520/km 降至 57/km，压降可由常规的 0.060.1Mpa 降至现在的 0.020.03MPa。目前南通天电公司至原南通热电热用户最长距离长达 19.6 km，供热管网末端的压降、温降均优于设计值，实现了大机组长距离集中供热的可行性，大幅度降低燃料消耗和大气污染，唱响了节能减排和谐主旋律。
