探讨热电联供热网的关键技术与应用研究

【摘要】热电联产集中供热处于如火如荼的发展态势，要充分认识热电联产的优势特性，合理设计热电联供热网的供热方案及线路，探讨和分析热电联供热网的关键技术与应用措施，比对选取适宜的直埋供热管道安装方式，结合特殊地形进行热电联供热管道的处理和优化，提升热电联供热网的效能。

【关键词】热电联产；供热网；管道；关键技术

节能降耗的环保要求日益深化，城市供热负荷呈现出日益多样化的趋势，当前采用热电联产的方式替代了原有的小锅炉，实现了热能的高效组织和生产，对热网规模、热源形式、敷设方式、管网控制等进行综合性的比对研究，合理设计热源、管网系统，并采用热电联供热网关键技术和处理方法，较好地优化热网联产系统的运行效果。

一、热电联产概述

热电联产的集中供热系统体现出良好的优势特点，具体表现为：（1）满足大规模、远距离供热。（2）环保性。热电联产具有良好的环保性能，在燃煤超洁净排放技术的应用下，使大气污染物的排放在限值以内。（3）节约能源。热电联供熱网系统可以通过合理调节的方式，避免热电联产中的高峰负荷及“低谷”的能源消耗等问题，实现能源的最大化利用和节约。

在热电联供热网系统的设计分析之中，主要包括以下内容：（1）蒸汽主管道的设计。热电联供热网的蒸汽主管通常敷设于道路一侧，并与道路中心线平行。依照热用户的实际需求和热负荷发展情况，采用双管布设的方式，敷设热网主干管道。（2）热力管网的敷设。结合供热区域及负荷分布状态，可以采用枝状供热管网布设的形式进行建设，并分别采用管廊上架空敷设蒸汽管道、直埋敷设钢管的方式进行建设。

二、热电联供热网直埋管道的安装技术

（一）管道安装

热电联供热网直埋管道通过有补偿、无补偿安装的方式进行安装，考虑直埋供热管道中是否允许补偿器、补偿管段的要求，确保热电联供热网的安装运行效果。同时，要结合不同的管道设计要求和强度要求，进行有补偿安装、无补偿冷安装、无补偿预热安装。具体来说，当供热管道直径≤50cm时，通常优先选取无补偿冷安装的方法，并采用与有补偿安装、无补偿预热安装相同的壁厚；当供热管道直径≥50cm时，如果选择无补偿预热安装技术，尽管能够缩减供热管道的壁厚，然而需要较大的预热施工成本；选取无补偿冷安装的方式相对安全，然而难以降低供热管道的壁厚。因而要根据具体的安装需求和经济性比对分析，进行不同方案的选择，以安装DN50-140cm的供热管道为例，要综合考虑沟槽开挖和管道安装成本，当供热管道直径不断增大的条件下，越发突显无补偿预热安装的优势，因而可以在除阀门、弯头等特殊节点部位采用无补偿预热安装技术。

（二）预热方法

供热管道无补偿预热安装技术可以采用敞槽预热和覆土预热两种方式，其中：敞槽预热方式相较于覆土预热而言，所需克服的土壤摩擦力相对较小，也即所需的额外温度较小，承受的管道内部残余应力相对较小，体现出比覆土预热更大的应用优势。而覆土预热还需要间隔一段距离安装一次性补偿器，由此也增大了热电联供热网的造价成本，增添了潜在的故障点，不利于供热网运行的安全稳定性。

（三）特殊节点安装处理方法

当热电联供热网遭遇河流特殊地段时，要通过直埋敷设的安装处理方式，确保管顶覆土深度低于河道冲刷线150cm；还要进行抗浮处理，将混凝土盖板覆盖于供热管道上端，增大过河管道的下沉效果。同时，对于地震断裂带的特殊地段而言，要选取D2220×15的钢质套管，将供热管道敷设于其中，垂直穿越地震断裂带，两侧要设计紧急关断阀；并在下端堆放一定高度的沙袋，使之具有较高的紧实度。

三、热电联供热网管道保温技术分析

（一）热电联供热网管道保温结构

在对热电联供热网管道进行保温技术应用的过程中，要以经济性、散热量、外表面温度为基准，进行保温结构的合理设计，应当设计热电联供热网管道的防腐层、保温层、防水层和保护层，并进行直埋敷设管道的保温厚度的计算和分析。

（二）热电联供热网管道保温层厚度的影响因素分析

要考虑不同条件下的供热网管道的保温层厚度设计和分析，具体来说包括以下方面：（1）不同埋深条件下的供热网管道保温层厚度。保温层厚度与管径的增大成正比，管道埋深与总的传热系数成反比。（2）土壤热导率条件下的供热网管道保温层厚度。保温层与管径的大小成正比；土壤导热率与温度的变化有直接的关联，通常来说，含水量较大的土壤冻结状态下的导热系数比融化状态要大。（3）保温材料导热系数的影响。热电联供热网管道保温层的厚度对保温材料的导热系数较为敏感，一般来说，要设计选取导热系数较小的保温材料，较好地体现供热网的保温效果。

四、结语

综上所述，热电联供热网系统替代了之前的分散式小型锅炉房结构，通过热负荷分析进行热电联供热网系统的合理设计，并采用热电联供热网管道的安装技术、特殊节点处理技术和保温技术，较好地提升系统节能降耗效果。

参考文献

[1]程亚航，王迎春，杨东升，杨宝渠.基于禁忌粒子群的多能源热电联供优化方法研究[J].太阳能学报，2018（04）.

[2]邵天赐.基于粒子群优化算法的热电联供生产模拟[J].大众科技，2018（01）.

作者简介：石文华（1985.10—），男，汉族，甘肃武威人，本科，助理工程师，研究方向：电力工程技术。