长输供热管网经济型安全性分析

1、王淮中国市政工程华北设计研究总院有限公司一，中国城镇供热办会“长输供热管网”含义常规供热管网传统的集中供热一般是将管网的最远供热距离控制在 20km以内（即常规的经济供热半径）。长输供热管网特指管网输送供热距离超过20km ,并具有中继泵站或隔 压站的供热系统，其供热面积通常在1500万m2以上（公称 直径NDN1200）。生中国城镇供热访会一刖三实施长输供热管网的必要性环境污染日益严重大气污染对人民生活影响极为严重，生态环保已成为国家各领域内的重要战略，推动节能减排和环境保护是全社 会的责任。燃煤锅炉是大气污染物排放源之一，目前很多城市实施 煤改燃供热，改善了空气质量，但也存在一些问题：A燃

2、气供热成本高，需政府补贴，给财政增加了负担； 采暖季燃气管网压力不足，影响供热效果。中国城锦供热办乞实施长输供热管网的必要性探索新型供热形式城市周边区域电厂长距离供热是新发展起来的供热模式，余 热回收技术的发展，进一步提高了长输供热管网的经济性。国家发改委、住建部发改环资20152491号文余热暖民 工程实施方案明确提出：工业低品位余热供热在技术经济 上均具有较好的可行性，实施余热暖民，可降低供热成本、 提高能源利用率，减少煤炭消耗和污染物排放，是重要的民 生工程。彳,中国城镇供热协会 一,刖,实施长输供热管网的必要性电厂发电过程仅利用了蒸汽高品位热能，低品位蒸汽热能直 接排放到空气中。如：电

3、厂高温高压蒸汽焙约：3200kJ/kg , 做功发电后的乏汽焰约：2500kJ/kg , 乏汽冷凝成凝结水焙约：500kJ/kg有效利用：3200-2500+500=1200kJ/kg ,约 2000kJ/kg热量排放掉,利用率不到40%。乏汽如用于供热则 可以大幅提高能源利用率。避免建设很多锅炉房，对减轻环境 压力非常有利。;6中国城镇供热前会一前言实施长输供热管网的必要性从能源综合利用和节能环保层面考虑，利用电厂余热通过 长输供热管网对城市实行集中供热非常必要。随着余热利用技术的推广和普及，将有越来越多的城市涉 及到长输供热管网问题。目前太原、石家庄、济南、银川、 洛阳、呼和浩特等城市已将

4、工业余热作为供热发展途径列入 城市供热规划中。长输管网的主要问题是保障供热系统压力平衡，不超压、 不汽化。长输供热管网系统中两种常用加压方式：1、隔压换热系统；2、加压泵站系统亡七中国城镇供热谛会二,长输供热管网设计7、报警系统1、管径选择2、压力选择工敷)4、保温设计 ;春料选择6、赢的、二公中国城镇供热办会管径选择长输管网因距离远，输送能耗非常大，能耗在供热成本中占 据很大比重，合理确定管网经济管径非常重要。如：某长输管网设计流量10000t/h ,输送距离35km ,按 城镇供热管网设计规范推荐的经济比摩阻3070 Pa/m ,选 择管径，DN1200和DN1400的管道都是合适的。管径

5、 方案公称直径比摩阻 (Pa/m)流速 (m/s)运行小时 (h) |耗电(万KW.h )方案一DN140019.71.8943003108方案二DN120042.32.5343007154、上中国城镇供热刃会二,长输供热管网设计管径选择DN1200 和 DN1400 相 比，年耗电量多4046万 kWh。DN1200管网初投资较 低，但项目达产4 5年后， 两方案初投资和运行费用总 和持平，DN1400管道节能 效益和经济效益随着运行时 间增加越来越明显。总费用-DN1200DN1400048121620.中国城镇供热协会二,长输供热管网设计管径选择管道内壁粗糙度对管径的确定具有一定的影响常

6、规计算选取管道内壁粗糙度K=0.5mm。对长输供热管网 来说，降低管道内壁粗糙度是需要深入研究的课题，目前已有 在给排水管道内壁喷涂有机涂料，既可防止管道内壁腐蚀，又 增加管道内壁光滑度，降低管道系统的耗电量。该有机材料耐温性较差，只能用于回水管道上。中国城镇供制办三二,长输供热管网设计设计压力选择常规供热管网目前大部分城市供热管网设计压力为L6 M Pa。长输供热管网地势高差及水力工况波动，均影响管网设计压力的确定。应 经详细水力计算确定管网设计压力。一般为1.62.5MPa。中国城镇供热办会二,长输供热管网设计设计压力选择地势高差问题解决地势高差问题的方案之一就是合理设隔压换热站。隔压站不

7、利之处为存在换热温差，一定程度降低了管网供回 水温差，减少了管网输送能力。对于地势高差不大的长输供热 管线，可适当提高管网设计压力满足地势高差。中国城镇供热办会,二长输供热管网设计设计压力选择设计压力选择，水力工况波动长输供热管网在额定工况稳定运行时，系统不会超压，但在 某些条件下，管网水力工况会发生一定波动，导致部分管网压 力超压或汽化，出现危险状况。动态水力工况分析也是确定设计压力依据之一。中国城镇供热办三二,长输供热管网设计敷设方式规范确定：长输供热管网优选的敷设方式为直埋敷设方式。直埋敷设分为有补偿安装、预热安装和直埋冷安装。补偿器是管网的薄弱环节，一旦补偿器发生损坏，对供热的影 响比

8、较大。长输供热管网，应减少补偿器的使用，减少投资，消除管网今后可能的事故 方式。患点，推荐采用预热安装和直埋冷安装的敷设Z中国显铺供热协合保温设计S 长输供热管网温降控制非常重要，温降过大：输送过程中损失大量热能，造成热能浪费；i降低管网供热能力。保温计算要求：外护层温度不超过50 ;每公里温降不超过0.10.2/kmo中国城镇供热访会二.长输供热管网设计保温设计局部热损是大管径管道热损失主要组成部分，尽量减少局部 热损失，达到节能的目的。重视泄水井、放气井、阀门井内设备的保温；对供热管网补口应做出严格要求，支架：采用绝热型支座回水管热损失较小，通过技术经济分析，可以酌情减少回水 管的保温层厚

9、度，以达到节省投资的目的。中国城镇供热办会二.长输供热管网设计材料选择钢管材料按照城镇供热管网设计规范、城镇供热直埋热水管道技术规程规定，钢管的材料主要有Q235B、20#、 ,也可选用管线钢。常用钢管材料特性类型钢号钢管柿隹强度(MPa)不同温度下许用应力(MPa)420100150焊接钢管Q235BGB/T3091375235113113113无缝钢菅20GB/T8163390245130130130管线钢L290GB/T9711415290138138138心中国城供热办会二,长输供热管网设计材料选择钢管材料例某长输管线管径为DN1400 ,设计温度130。（：，设计压力2.5MPae分

10、别选取Q235B和L290作为钢管材料进行I;檄。壁厚计算:2口+ 0储Q235B： 8=20mm；L290 : 5=18mm综合安全及经济考虑选取L290。公中国城镇供热办会保温管形式选择直埋敷设预制直埋保温管现行标准：高密度聚乙烯外护管硬质聚氨 酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件GB/T29047-2012e该标准主要针对预制管中管工艺进行要求。新国标硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管 GB/T34611-2017 ,改变了传统保温管制造工艺。中国城镇供热协会二,长输供热管网设计保温管形式选择直埋敷设硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管特点：(1)减少了聚乙烯外护管的壁厚。(2)降低了聚

11、乙烯外护管回用料的t理.(3)提高了聚乙烯外护管拉伸屈服强度与断裂伸长率要求.(4)提高了硬质聚氨酯泡沫塑料保温层吸水率的要求.(5)提高了硬质聚氨酯泡沫塑料保温层闭孔率的要求.(6)提高了硬质聚氨酯泡沫塑料保温层耐压强度的要求.(7)提高了预制保温管轴线偏心距的要求。中国城镇供热办会I二,长输供热管网设计保温管形式选择直埋敷设新型硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管，对保温管 的质量更有保障，管道结构三位一体的性能更可靠，可以消除 聚乙烯外护层的开裂问题，并解氐了保温管造价.中国城镇供热办会I二,长输供热管网设计保温管形式选择架空敷设h=13(rc t2= -15 D1420 xl8mm聚

12、81函+霞锌管厂岩urn玻璃棉管导热系数（W/m.。0033 )00470.0394-1容重（kg/m与3060200 “5保;品厚度（mm）100160135157165 161价格（元/ m）2631 Imo1702岩棉管壳：造价居中，容重大，热损失大，吸水性强。玻璃棉管壳： 造价低，容重小，热损失较小。聚氨酯+镀锌管：造价高，热损失小；安装方便.纳米气凝胶复合绝热制品GB/T34336-2017中国城镇供热价会泵站设置中继泵站可以解决系统输送动力不足、降低管网设计压力。中继泵站设计时要考虑长输管网的输送动力、地势高差、水力 工况波动等因素，既保证水泵扬程能够克服管网阻力损失，又 要保证管网系统不超压。中继泵站位置和水泵的选择要综合参考水力分析结果。三中国城镇供热协会二,长输供热管网设计二.长输供热管网设计中国城怎?俣然办会I二,长