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        技術(shù)文章

        集中供熱鍋爐采暖蒸汽管線(xiàn)熱損失原因分析和解決方法

        時(shí)間:2010-10-27   作者:liujin   來(lái)源:來(lái)信或留言   評論:0
        內容摘要:集中供熱鍋爐采暖蒸汽管線(xiàn)熱損失原因分析和解決處理辦法。獨山子石化于1989年建成了全長(cháng)5400米的廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn),主要用于供熱及生活熱水。2002年建成集中供熱鍋爐后,逐步縮減蒸汽供熱面積,在2005年實(shí)現
        集中供熱鍋爐采暖蒸汽管線(xiàn)熱損失原因分析和解決處理辦法
           獨山子石化于1989年建成了全長(cháng)5400米的廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn),主要用于供熱及生活熱水。2002年建成集中供熱鍋爐后,逐步縮減蒸汽供熱面積,在2005年實(shí)現全區采用集中供熱鍋爐采暖,取消了蒸汽供熱。目前廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)只負責為居民生活、澡堂和賓館熱水提供熱源。根據檢測數據計算,發(fā)現蒸汽線(xiàn)熱損失嚴重,造成巨大的能源浪費,增加了企業(yè)運行管理費用,因此必須盡快予以解決。--

        1 現狀分析
              為了便于分析,選取2007年和2008年1、2月各蒸汽計量點(diǎn)的統計數據作分析,可以看出,廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)2007年平均熱損失率54.95%,僅2008年1、2月平均熱損失率就達到了74.85%,造成的能源損失是非常嚴重的。

        2 原因分析
              針對廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失嚴重的問(wèn)題,下面從蒸汽品質(zhì)、外保溫、蒸汽流速和管托熱損失等四個(gè)方面進(jìn)行分析。
              2.1  蒸汽品質(zhì)
              2007年7月10日至7月14日蒸汽出廠(chǎng)參數見(jiàn)表2。
              從表2的數據可以看出,出廠(chǎng)蒸汽的參數是滿(mǎn)足設計要求的,因此蒸汽供應品質(zhì)不是造成廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失的原因。
              2.2  外保溫
              通過(guò)對現場(chǎng)供熱蒸汽線(xiàn)保溫檢查,架空蒸汽線(xiàn)保溫外觀(guān)情況較好,而地下管線(xiàn)保溫脫落較嚴重,特別是由獨山子客運站至二中東北角處的蒸汽線(xiàn),保溫層脫落嚴重,管線(xiàn)保溫已不能滿(mǎn)足要求。為了便于分析,我們于2008年5月7日至5月9日選取八個(gè)監測點(diǎn)對架空蒸汽線(xiàn)和地下(有管溝)蒸汽線(xiàn)保溫層外部溫度進(jìn)行了檢測分析。
              依據中華人民共和國國家標準《[URL=http://www.cryptoepromo.com]熱力[/URL]輸送系統節能監測方法》GB/T15910-1995,保溫結構表面溫升應不超過(guò)表4或表5規定的允許最大表面溫升。從表3、表4和表5的數據對比可以看出,架空和地下蒸汽管線(xiàn)表面溫度都超過(guò)了國家技術(shù)標準的要求,可見(jiàn)蒸汽管線(xiàn)外保溫不達標是造成蒸汽線(xiàn)熱損失嚴重的原因之一。
              2.3  蒸汽流速
              為保證蒸汽在輸送過(guò)程中的熱品質(zhì),要求達到一定的蒸汽流速,稱(chēng)為經(jīng)濟流速。當蒸汽流速低于經(jīng)濟流速時(shí),將增大蒸汽在輸送過(guò)程中的熱損失。為考察廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)在蒸汽輸送過(guò)程中的流速,我們針對廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn),按照蒸汽最大負荷20t/h,分8段、19個(gè)用汽點(diǎn)對廠(chǎng)外不同管徑蒸汽線(xiàn)的流量和流速進(jìn)行了測算,見(jiàn)表6、表7。
              從表6、表7數據對比,可以看出,按照最大運行負荷計算,近端的DN150和DN200管徑的蒸汽線(xiàn)均能滿(mǎn)足經(jīng)濟流速的要求,但是遠端的DN150、DN300和DN500管徑的蒸汽線(xiàn)的由于輸送距離長(cháng)、負荷逐步降低及管徑與蒸汽負荷不匹配等原因,蒸汽流速遠遠低于經(jīng)濟流速,是造成廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失大的原因之一。

        2.4  管托熱損失
              隨著(zhù)節能工作的深化,通過(guò)應用新型高效[URL=http://www.cryptoepromo.com/jineng.asp]供熱保溫材料[/URL],在提高管道保溫水平,減少管道熱損,已經(jīng)取得共識。但對于管托的熱損,尚未引起普遍重視,因此,在這里對管托熱損失進(jìn)行一次分析。我們知道,目前在蒸汽管線(xiàn)上使用的管托是由鋼制管托支撐板與工藝管道焊接,底板放置在支架梁上,管托的熱損是通過(guò)支撐板與肋板導熱、底板散熱(對于鋼支架底板還存在導熱),把工藝介質(zhì)熱量散發(fā)到大氣中,造成蒸汽管道熱損失。
              目前廠(chǎng)外蒸汽管線(xiàn)總長(cháng)5400米,共有管托609個(gè),采用的是普通鋼制管托,這類(lèi)管托支撐板、肋板從管道接出(管外壁溫度接近介質(zhì)溫度),管托底板直接放置在土建鋼架梁上,管內高溫介質(zhì)的熱量通過(guò)這些熱橋、管托底板把大量的熱量散發(fā)到周?chē)h(huán)境中,其造成的蒸汽熱量損失可由以下計算得出:
              對公稱(chēng)直徑≤900mm的管道平均熱損以q0表示 (單位:kcal/m.h)。
              單個(gè)管托熱損計算
              每個(gè)管托通過(guò)支撐板等熱橋熱損可采用平壁熱損公式計算:
               q=■=■=3003.8kcal/m2·h
              式中:tp——管外壁溫度。取蒸汽平均溫度,(179+154)/2=166.5℃
               ta——環(huán)境溫度。取獨山子地區常年平均溫度7.3℃
               δ——肋板高δ=0.15m
               λ——鋼的導熱系數λ=39kcal/m·h℃=163.8 kJ/m·h℃
               αS——保溫層表面至周?chē)h(huán)境的給熱系數
              管托底板面積f=0.2×0.6=0.12m2。
              管托支撐板與肋板由于部分處在保溫層內,其導熱面積要比底板小得多。一般認為按管托底板面積的60%取值較為合適。
              q1=2837×0.12×60%=213.3kcal/h個(gè)=895.86 kJ/h個(gè)
              每個(gè)管托保溫熱損:
              q2=0.6m/個(gè)×q0=0.6q0kcal/h個(gè)=2.52q0kJ/h個(gè)
              管托總熱損:
              q=q1+q2=(213.3+0.6q0)kcal/h個(gè)=(895.86+2.52q0)kJ/h個(gè)
              全線(xiàn)管托熱損量Q:
              Q=(895.86+2.52q0)kJ/h個(gè)×609個(gè)=(545578.7+
              1534.68q0)kJ/h
              全線(xiàn)管托全年熱損量Q全年:
              Q全年=(545578.7+1534.68q0)kJ/h×24×365
                   =(4779269762+13443797 q0)kJ
                   =(4779.269762+13.4438q0)GJ
              由上式可以看出,管托的熱損量也是非常之大,是造成蒸汽線(xiàn)熱損的原因之一。

              綜上所述,目前廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失超標的主要原因是蒸汽線(xiàn)外保溫不達標、管內蒸汽流速遠低于經(jīng)濟流速及其管托熱損過(guò)大,無(wú)法適應現在的運行工況造成的。若想根本改變現狀,只有采用更加高效,結構合理的保溫方式,按照實(shí)際最大負荷對蒸汽線(xiàn)管徑重新進(jìn)行計算,從而使蒸汽的實(shí)際流速達到蒸汽的經(jīng)濟流速指標,同時(shí)對管托進(jìn)行保溫處理,進(jìn)一步降低管托熱損失,才可以徹底解決該問(wèn)題,這樣不僅增加了經(jīng)濟效益,同時(shí)增加社會(huì )效益。

              通過(guò)以上分析,蒸汽線(xiàn)外保溫不達標及其管托熱損過(guò)大是造成廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失超標的主要原因。因此,應對蒸汽線(xiàn)外保溫、蒸汽線(xiàn)管徑和管托進(jìn)行計算、處理,建議采用自動(dòng)補償耐高溫預制直埋式保溫管解決蒸汽線(xiàn)保溫問(wèn)題,采用與實(shí)際負荷相匹配管徑的蒸汽線(xiàn),確保蒸汽流速在經(jīng)濟流速范圍內,同時(shí)采用隔熱管托解決管托散熱問(wèn)題,可徹底解決廠(chǎng)外蒸汽線(xiàn)熱損失超標問(wèn)題。
        --獨山子石化公司公共事務(wù)管理公司  蔣鯤  武勇
        --獨山子石化礦區服務(wù)事業(yè)部運行發(fā)展處   徐春華

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