长距离热力管网建设

许来文 梁武民 吕 辉

（河南煤业化工集团焦煤电冶分公司，河南 焦作 454150）

1 管线和热负荷

该单位距离最远热用户12.5千米，途径6个自然村，沿途施工条件复杂，各单位需要的供热参数也不仅相同，为保证供热的安全经济性，满足不同用户的需求，该单位采用分区供热的不同等级的母管供热方式，共分三趟母管，本文着重介绍北区的供热母管，该供热母管管径φ630×10，设计流量150/h。

根据该市集中供热规划和入驻企业所报数据，该地方用热需量需求呈逐年上升之势，因此对供热管道提出了较高的技术要求。管径设计过小不能满足热用户增加的需求，若等到用热量上去再另行敷设管道，无论是经济上、施工难度上还是对地方的影响上都是不划算的。管径设计也不能过大，因为按照常规设计管网管径过大，而流量过小，则会因为沿途温度损失过大而导致管网积水过多无法运行。因此怎样既能保证近期热用户的需求，又能满足将来一段时期的用热需求成为敷设该管线的关键。

2 长输热网专有技术的采用

常规设计方案由于沿途压力损失大、散热损失大，运行经济性差。通常常规管网设计在额定流量下压力损失每公里0.1Mpa，温度下降15～20℃,流量在设计值的60%以下时损失更大，甚至不能满足用户的需求。

鉴于上述原因，该热力管线采用了国家专利技术进行设计建设。长输热网专有技术设计方案压力、温度损失小，可以降低电厂蒸汽出口参数，此技术可降低管网温度和压力提高运行经济性和安全性。该技术温降由常规设计的每公里15～20℃将为8℃以内，压力损失降至0.08Mpa/km。因此能使蒸汽管道的供热半径由常规的6～8公里延长至18～20公里，因此对将来热用户的开拓发展预留了很大的空间，常规设计方案则无法满足企业进一步开拓市场的需求。该技术设计，通过优化可以减少管道附件，以达到降低投资的目的和常规设计方案相比并不增加投资。

3 管网敷设

供热单位接出二根DN530的蒸汽管线，变径成DN600后，沿厂围墙、规划道路架空或埋地敷设，至工业园区，管线全长度约8200m，其中DN600架空管道约1200m，DN500架空管道约20m，DN600埋地管道约5800m。蒸汽管线设计参数为：压力1.50MPa（G），温度 320℃；操作参数为：压力1.45MPa（G），温度 310℃。蒸汽管线属压力管道GB2类。管线敷设方式为：从厂内接出约1000m采用低管墩敷设，其余沿道路埋地敷设，过道路采用桁架或地埋方式敷设。蒸汽管道热补偿主要采用自然补偿、耐高压自密封旋转补偿器补偿以及波纹管补偿。

旋转补偿器选用目前最先进可靠的SZG系列耐高压自密封旋转补偿器，使用参数范围：压力为 1.0～4.0MPa，温度为-60～420℃。产品结构为双重密封，一为环面密封，密封面厚度不小于4cm；二为端面密封，端面密封面不小于2.5cm，端面密封材料为耐磨高强度不锈钢复合密封件，抗压强度≥50MPa。本设计旋转补偿器设计压力为2.5MPa，设计温度320℃，型号为SZG型。

地埋蒸汽管线补偿采用外压轴向型波纹管补偿器。其主要技术要求：操作压力/设计压力1.45/1.6 MPa，操作温度/设计温度310℃/320℃，轴向补偿量400mm，寿命1000次。为防止应用力腐蚀造成的破坏，波纹管补偿器材质：采用316L，且固溶处理；其余均采用20#钢。

为减轻对管架（墩）的推力及减少蒸汽管道温降，蒸汽管道管托为高效隔热节能型管托。滑动管托下底板与预埋件的焊接必须满焊，焊缝高度不得小于最薄件的高度；固定管托下底板与固定管墩（架）预埋钢板的焊接必须周边满焊，固定管托下底板必须与周边满焊，且焊缝高度不得小于最薄件的高度；固定管托上档块与蒸汽主管满焊，但不得与支座相连接。所有管托的卡箍螺栓必须拧紧。

外护管接口做严密性试验，试验压力应为0.2MPa。试验应按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的要求进行。根据《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ104-2005，直埋蒸汽管道接口焊接，采用氩弧焊打底，电焊罩面，工作管焊接质量对直埋蒸汽管道安全十分重要，要求所有的焊缝做100%X射线探伤检验。直埋蒸汽管道接口的外护管的接口处，对补口提出了严格的要求，钢质外护管要做100%超声波探伤和严密性试验。

排潮管如引出地面，开口应下弯，且弯口距地面高度不宜小于0.25m，并应采取防倒灌措施。排潮管宜设置在不影响交通的地方，且应有明显的标志。排潮管的地下部分应采取保温和防腐措施。

表1 长输热网小流量下运行数据汇总

钢质外护管补口套管采用对接焊接是为了外护管的应力传递的稳定性要求，要求多层焊接是为防止穿透性缺陷。补口段钢质外套管的除锈等级要求与直管段相同，但除锈工艺可根据现场条件确定，电火花检漏的耐电压水平也与直管段一致，为的是保证全管线管道的寿命。

要求低点设置启动疏水或连续疏水。疏放水管道需引至地面，排放口朝向应注意安全防烫，疏放水管应根据现场情况设支承，就近排放至雨水口、沟渠或河道。

管道在进行强度试验时，在高点处需设高点放空，低点处设低点排尽，待试验结束后拆除焊死。所需材料按现场实耗计，计入临时设施费。疏水器采用自由浮球式自动排液器。蒸汽管道疏放水的三通开口，建议采用成形三通，如现场开口，需对开口处进行满焊，且焊缝饱满，不得小于管件最薄件厚度，必需时对开口处进行加强。

4 运行技术参数统计

传统管网敷设方式在低于40%设计流量下是无法正常运行的，主要原因是管道温差过大疏水过多，热用户温度不能满足，管网也会发生振动发生危险，长输热网技术的运用，有效解决了这一技术难题，该管网竣工后在蒸汽用量很小的情况下试运成功，现将部分数据汇总如表1。

[1]江苏苏夏设计公司设计文件[Z].

[2]管道安装相关技术规范[Z].