对供热改造中供热管道设计的研究

冯峰 黄继磊

南京苏夏设计集团股份有限公司 江苏南京 210000

为更好的响应国家的节能减排政策，热电厂、大型企业利用余热，对周边地区实施集中供热的方式得到了广泛应用[1]。很多大型的发电厂通过回收供热改造项目内的余热，将其转化供应给工业区，借助新建的供热管网输送热汽，科学、合理设计供热管网，优化供热效率，注重热气利用率，可加速相关行业的发展。本文通过对云浮发电厂供热项目管网的研究分析说明管网的设计在实际项目中的意义。

1 工程概况

供热改造项目以某企业为例，项目初步设计管径为两个，分别为DN250、DN350，每根管道的长度为4.60km。起点分界线为电厂机组抽汽供热接口，终点分界线为园区用户。DN250管道经过5#冷再、热再，6#机冷再、热再之后接出。并在阀门周围设置减温器、减压器，将蒸汽汇合，为联箱不断供热。蒸汽管道DN350设置2根，从供热联箱抽出，敷设路线为厂区路高支架，选择架空安装形式，铺设方向朝南。

2 管网设计

供热管网管径设计阶段，要结合实际，综合考虑蒸汽、管道压力及管道水力值，本文在热负荷基础上，开展设计探讨，结合实际计算出管网的水力承受数值，确定最大流量，合理设计管径，分析流量情况。

2.1 管网水力计算参数

结合用户蒸汽参数使用需求，科学判定，合理需求，确定管网水力数值。供热管网蒸汽参数设置包含：蒸汽操作温度、末端参数要求、控制参数。蒸汽操作温度设置为280℃，操作压力为1.5MPa。末端参数压力为1.0MPa。参数温度为220.0℃，管内粗糙度为0.10mm-0.20mm。

2.2 水力数值计算依据

本设计综合考虑了近期热负荷数值，经过详细计算，获得了管网水力数值，并考虑蒸汽、管道压力。对比前后投资，综合考虑，筛选出最佳的管径方案。园区内管径设计，以用户参数为准，切实满足用户使用许球球，合理确定管道内的负荷数值。同时考虑园区情况，明确负荷量的不确定性，实施双管敷设建设方案。

表1 工况一计算结果

2.3 水利数值结算结果

水力计算表内A点为联箱出口处，B为产业园终点处。

工况一：结合近期内最大流量，合理设置管网管径，单一管线负荷为50t/h，在此基础上进行计算，获得的结果如下表1所示。

基于表1数据能够得知，电厂蒸汽联箱出口参数为1.50MPa，运行工况为280℃，管线从电厂内接出，为DN350管线，能够满足近期的最大用汽情况，可满足末端的参数要求。

工况二：单根管线负荷均为35t/h，起点编号为A，终点编号为B，管道流量为35.0t/h，管道管径为DN350mm，管段展开长度为4600m，计算长度为5980m，起点压力为1.50MPa，起点温度为280.0℃，终点压力为1.29MPa，终点温度为234.2℃。

基于数据可得知，电厂蒸汽联箱出口参数为1.50MPa，在280℃工况下，DN350管线从电厂内接出，可满足近期的平均用汽情况，实现参数提升。

工况三：假设单根管线负荷最小为24.5t/h，起点编号为A，终点编号为B，管道流量为35.0t/h，管道管径为DN350mm，管段展开长度为4600m，计算长度为5980m，起点压力为1.50MPa，起点温度为280.0℃，终点压力为1.29MPa，终点温度为224.8.2℃。

经过计算得知，电厂蒸汽联箱出口参数设置为1.50MPa，在280℃工况下，从电厂内接出DN350管线，可满足近期最小用汽情况，末端参数余量较大。

3 建议

3.1 供汽联箱设计建议

供热蒸汽本身是对外供热，其服务对象不仅仅是一户人家，供热蒸气源也不止一处。为确保蒸汽混合均匀，应当合理设置入口与出口，本项目使用供汽联箱。将其视作为汇集母管，主要是汇集供热蒸汽，横截面积应当大于供热蒸汽入口管道的面积之和。供汽联箱布置在阀门附近，合理设置长度，科学布置相关接口[2]。

3.2 桁架的使用

供热蒸汽管道一般布置在厂区内或厂区外，会穿越道路及公路，公路宽度设置为10.0m或以上，管道支吊架允许的最大间距为10.0m。厂区道路或厂外公路中间要设置支吊点，不设置支墩，主要是为避免影响交通。还要结合地域情况，合理设计桁架，科学使用桁架结构，一般将桁架跨度设置为20.0m以上，或可在桁架上设置钢梁，进行生根点管道支吊。由于桁架结构比较复杂，施工周期较长，施工成本较高，要综合考虑，若非必须要使用，可减少这类结构的应用，以此降低施工成本[3]。

4 结语

综上所述，结合工况，从厂区内接出2根蒸汽管道，路径、管径、流量也相同，电厂蒸汽联箱出口参数设置为1.5MPa，外供温度为280℃，结合用户需求，合理设置参数，以此满足用户的使用需求。