减少集中供热管网热损失的分析

文/张伟 辽宁省城乡建设规划设计院 辽宁沈阳 110000

减少集中供热管网热损失的分析

文/张伟 辽宁省城乡建设规划设计院 辽宁沈阳 110000

本文主要从集中供热管网节能技术应用存在的问题及影响因素两方面的分析结论，思考了集中供热管网节能技术应用的方案，以期为广大供热企业提供帮助。

集中供热管网；节能；措施

1、集中供热管网节能技术应用现状分析

1.1集中供热管网总体设计不够合理规范

目前，高温热水集中供热依然是热电联产的主力，承担城镇集中供热重担的还是锅炉房。在此基础上，燃气、电能、中央空调供热为城镇供热提供了大量辅助。但是整体来说，整个城镇集中供热管网总体设计还是存在问题，主要表现在两个方面，一方面管网输送的效率不高，另一方面供热质量不高。热输送效率不高主要形成原因排除保温热损失外，还存在泄漏和失调问题，尤其是热失。调损失更是主要的因素。这个因素还是造成供热质量不高的罪魁祸首。

1.2集中供热管网使用的材质价差

随着技术的发展，在集中供热管网设计时需要采用很多管材，各种管材的价差是一种不确定的交易成本。管材供应商会依照其存货成本、逆向选择成本、订单处理成本来提供报价，而在施工单位方面，管材价差由执行成本、订单处理成本、逆向选择成本组成。因此，在集中供热管网使用的材质成本方面，存在极大的不确定性。以目前较为流行的低温式热水地板式采暖技术看，在一套建筑面积80 ㎡-1OO㎡的住房中，采用这种采暖工艺，基础配置报价都在20000元以上，更加高档的配置近30000元。在市场环境的影响下，这些价格还极有可能变动。

2、现状调研及分析

通过对某市现有城市集中供热管网调查发现，管网敷设方式主要有地沟、架空、综合管廊、直埋四种敷设方式。直埋管道因管道采用新型保温材料，工作状况比较好。但采用岩棉或珍珠岩瓦保温材料的地沟和架空管道保温脱落严重，通过近几年的普查发现，其脱落造成的热损失较为严重，经济损失也相当大。有效降低管沟内管道的表面接触温度，其节能降耗潜力巨大。通过对某市供热管网现有运行工况分析，粗略估计某市热力管网热损失约达10%，远高于发达国家3%的热损失指标要求。故分析管网现有状况，找出影响管网热损耗的主要因素，以此为依据，研究制定减少管网热损耗的方案具有实际意义。在对管线保温材料类型、保温状况（保温工作是否良好）、管线外表面温度、小室与地沟温度、湿度、裸露附件表面温度余热损耗以及固定支架与管线接触部位热损耗等方面的调研分析中发现，目前一次管网地沟管道的保温主要采用珍珠岩瓦、高温玻璃棉以及聚氨酯泡沫；保温状况不理想以汽网管线最为典型。通过对汽网的实测发现，汽网保温表面温度一般均在80℃左右，裸露附件表面温度均在100℃以上，致使汽网高温、干热，运行人员无法进行基本的维护运行。

3、保温材料性能对比分析

3.1保温材料的性能介绍

3.1.1岩棉

岩棉保温纤维长度一般小于4.0cm，渣球含量在10%～30%之间，岩棉纤维平均直径大于10μm，在产品密度：100kg/m3～200kg/m3之间。这类保温材料成型时要加入有机树脂做粘结剂，而这类树脂在温度超过177℃时开始分解。保温材料因纤维长度太短，渣球含量高，失去粘结剂后，保温材料其自身的强度太低，加上密度高，位于热网管道上端及左右侧的渣球、短纤维开始逐渐下垂，导致管道上部保温层外部的温度越来越高，左右侧保温层外部的温度也逐渐升高，管道上半部分保温性能急剧恶化，热损失很大。

3.1.2水泥珍珠岩

20世纪70年代建设的供热管道多选用水泥珍珠岩瓦材料保温，该材料导热系数低于泡沫混凝土。水泥珍珠岩是无机保温材料，耐老化，具有良好的保温效能，耐火性强，环保性好，施工方便等特点，但其在施工和搬运过程中易碎。水泥珍珠岩相比于岩棉和聚氨酯其重量较大，管沟潮湿或受外来水浸泡后容易发生保温脱落。

3.1.3聚氨酯保温

聚氨酯保温密度大于60kg/m3，保温老化前导热系数小于0.033W/mK，保温抗压强度大于0.3MPa，在沸水中浸没90分钟后，吸水率不大于原体积的10%。聚氨酯保温为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点.聚氨酯导热系数比于岩棉和水泥珍珠岩分别低50%和60%，但聚氨酯保温不能长期耐受150℃以上的高温。

3.2保温材料的对比分析

选取DN1000和DN800两种管径的管道，分别采用岩棉、水泥珍珠岩瓦和聚氨酯的保温材料，在不考虑钢管，只考虑防腐、保温和防护的基础上，在管网供水温度为140℃的情况下，表面温度达到设计要求低于50℃时，选取各种管径保温实际厚度，进行岩棉和水泥珍珠岩瓦两种传统材料与聚氨酯保温材料（预制复合保温管）的对比分析。

3.2.1导热系数比较

在管网供水温度为140℃的情况下，聚氨酯保温材料的导热系数最低，其保温性能明显由于岩棉和水泥珍珠岩

3.2.2工程造价比较

以DN1000管线为例进行工程造价对比，以管线运行使用25年为计算基础，进行保温材料的保温厚度、保温防腐造价、使用寿命、25年内保温更新次数和25年内保温工程总投资进行对比分析可以发现，综合考虑保温更换次数和工程总投资情况，岩棉和水泥珍珠岩的工程总投资分别是聚氨酯预制复合保温管工程总投资的2.4倍和2.1倍。聚氨酯保温地沟管虽然先期建设使用费用略高，但聚氨酯预制复合保温管防水性能好，在有沟敷设的情况下，其良好的外壳防水性，能保证聚氨酯保温的良好运行，同时能避免土建结构渗漏造成的局部腐蚀，延长管道的使用寿命。

3.2.3节热量对比分析

分别选取DN1000和DN800的管道进行对比分析，在达到同样保温效果的情况下，聚氨酯泡沫保温厚度为水泥珍珠岩和岩棉保温

厚度的一半，通过实验对比发现，聚氨酯泡沫节约的热量效果显著。

3.3对比结果

通过对比分析可以看出，聚氨酯保温与传统珍珠岩和岩棉管道保温相比，具有热损失小、运行维护工作量少、密封防水效果好、施工便捷，综合工程造价低等优势，通过预制附件的聚氨酯保温瓦，也能快捷有效地对小室附件进行保温，降低小室内的设备热损失。

结语：

综上所述，城市集中供热事业符合国家节能减排和可持续发展战略，我国相关职能部门要对城市集中供热系统的建设进行指导，要求城市管网建设进行多网合并，推进落实资源整合，城市市政部门也要对现有供热设施进行改造，提高供热系统的热能效率，在不断满足城市居民的用热要求的同时实现资源的有效节约及环境的有力改善，提高城市供热的可持续发展。

［1］张立启.城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的研究［D］.太原理工大学，2014.

［2]赵明.集中供热系统节能问题初探[J].民营科技，2014，(4):26