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不同熱介質(zhì)下熱力管道的選擇與優(yōu)勢
隨著我國供熱行業(yè)的進(jìn)步，促進(jìn)了城鎮(zhèn)集中供熱的不斷發(fā)展,全國各地越來越多的“上大壓小”工程開始進(jìn)行建設(shè),大機(jī)組區(qū)域集中供熱成為解決工業(yè)和居民的用熱需求的主要途徑。
大機(jī)組輸送熱能的方式是熱力管道輸送，熱力管道的主要功能是將熱力輸送到熱用戶所在地，但因其熱用戶的類型多樣化，對熱介質(zhì)的要求也各有不同，在選擇時應(yīng)綜合考慮熱用戶的使用特點和要求及熱源的型式。
常用的熱介質(zhì)有蒸汽和水，因蒸汽和水在供熱系統(tǒng)中的所處環(huán)境有所不同，兩種熱介質(zhì)各自獨有的優(yōu)勢也不同（如上圖）。接下來我們將對比分析這兩種熱介質(zhì)的優(yōu)點，這對于我們選擇管道有所幫助。
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（一）蒸汽介質(zhì)的熱力管道有如下一些優(yōu)點：
1、蒸汽管網(wǎng)運行時耗電量小。蒸汽可以靠消耗自身的壓力沿管道輸送，僅凝結(jié)水的返回需要耗電。
2、蒸汽作為熱介質(zhì)的適用面較廣泛，既可以滿足工藝負(fù)荷多方面的要求，同時也可滿足生活用熱的要求。
3、蒸汽比容大，密度小，因此當(dāng)系統(tǒng)高差較大時，不會產(chǎn)生水靜壓力的影響，用戶連接方式較為簡單。
4、蒸汽供熱系統(tǒng)的熱惰性小，停、送汽時冷的快、熱的也快，適用于要求間歇用熱的用戶。另外其容易發(fā)現(xiàn)和消除事故，運行較為方便。
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（二）熱水介質(zhì)的熱力管道有如下一些優(yōu)點：
1、當(dāng)系統(tǒng)以熱電廠為熱源時，采用熱水供熱系統(tǒng)可充分利用汽輪機(jī)低壓抽汽，即允許有較多的蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹到更低的壓力，從而得到更大的功能輸出，提高了熱化的經(jīng)濟(jì)效果。
2、熱水供熱系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送，供熱半徑比蒸汽系統(tǒng)大的多。
3、系統(tǒng)中容水量多，水的比熱大，蓄熱能力高，因此在水力工況和熱力工況短時失調(diào)時，不會顯著地引起供熱狀況的波動。
綜上所述，以熱電廠為熱源的供熱系統(tǒng)，因生產(chǎn)工藝負(fù)荷，要求的壓力、溫度較高，多以蒸汽為熱介質(zhì)，從汽輪機(jī)較高的抽汽口抽汽，使用適用溫度范圍小于等于350℃以下的特殊蒸汽保溫管道進(jìn)行輸送。
現(xiàn)市面上的蒸汽保溫管產(chǎn)品主要有預(yù)制架空蒸汽保溫管和預(yù)制直埋蒸汽保溫管兩種，預(yù)制直埋蒸汽保溫管擁有二十多年的發(fā)展歷史，技術(shù)比較成熟，而預(yù)制架空蒸汽保溫管是近幾年出現(xiàn)的新型預(yù)制保溫管，性能優(yōu)良可靠節(jié)能增效明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著，用戶收益明顯，投入市場后反饋踴躍，是長距離、高效能蒸汽熱網(wǎng)的理想選擇。
?預(yù)制架空蒸汽保溫管
若供應(yīng)對象為低位熱能的熱負(fù)荷（供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)等），應(yīng)考慮以熱水作為熱介質(zhì)，充分利用汽輪機(jī)的低壓抽汽。同時管道成本也有所下降，我們常選用適用溫度范圍在-50℃-140℃的冷熱水保溫管作為熱力運輸管道，市面上使用較多的產(chǎn)品以預(yù)制聚氨酯保溫管為主。
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熱力管道中安裝管托遇到問題及解決方案
管托是管道與支撐管道的鋼結(jié)構(gòu)或混凝土支架之間的連接件。起支撐（托）管道作用，是支架的一種形式。
在熱力管道的管托安裝中，正確設(shè)置和安裝各種管托，保證管托的安裝質(zhì)量，使得管道能夠按照設(shè)計要求進(jìn)行熱脹冷縮。
是確保運行和停車時熱力管道的重要措施，根據(jù)補償器的特性合理布置各種補償器，正確地對補償器進(jìn)行冷拉或預(yù)偏裝，在安裝時有必要復(fù)核計算管道膨脹量，確保管托預(yù)偏裝后不會發(fā)生脫架現(xiàn)象，固定管托及其支撐結(jié)構(gòu)務(wù)必具有足夠的剛度和強(qiáng)度。
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熱力管道除具有一般內(nèi)壓管道的特性外，管道輸送熱介質(zhì)時還具有明顯的軸向應(yīng)力和軸向位移。需正確使用各種管托及采取補償措施來吸收應(yīng)力和抵消位移。若沒有合理的補償，管道伸縮會受阻。在管道內(nèi)部引起很大的內(nèi)力，會破壞焊縫、引起或加速焊縫應(yīng)力腐蝕。損壞管件、支架、閥門及儀表一次部件等。因此熱力管道的重中之重是熱力補償器和管托的設(shè)置和安裝。常見的補償有自然補償和補償器補償。自然補償?shù)难a償量小且管道產(chǎn)生橫向位移大。因此采用補償器進(jìn)行補償是行之有效的途徑。
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熱力管道安裝管托的類型
常見的熱力管道的管托有固定管托、滑動管托、滾動管托和導(dǎo)向管托。
固定管托多用于熱力管道的補償器的兩端，將熱力管道分成若干個區(qū)段，管道、管托與支撐結(jié)構(gòu)固定為一體，使之不發(fā)生相對位移，固定管托使管道按照設(shè)計定向膨脹，承受管道膨脹時的推力及收縮時的拉力。因此應(yīng)具有一定的剛性和強(qiáng)度。
滑動管托和滾動管托主要用來支撐管道減小摩擦，靠近具有橫向位移的補償器，如旋轉(zhuǎn)補償器。因不僅有軸向位移，還有垂直于軸向的橫向位移。應(yīng)在與補償器連接的水平管段設(shè)置滑動管托，使得橫向位移不受約束，旋轉(zhuǎn)補償器端水平管段滑動管托設(shè)置。導(dǎo)向管托使用在直管段較長的管段上，以防止由于管道軸向膨脹伸長而引起管道橫向位移。
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如應(yīng)用在波紋補償器兩端，限制管道及補償器的橫向位移，導(dǎo)向管托一般與滑動管托或滾動管托間隔設(shè)置，波紋補償器兩端導(dǎo)向管托布置管托的安裝管托的長度務(wù)必滿足此段管道較大熱膨脹量的要求。除固定管托外的其他類型管托務(wù)必預(yù)偏裝，偏裝量應(yīng)不小于管托所在位置膨脹量的一半，偏裝方向與熱膨脹位移方向相反。固定管托應(yīng)與管道和支撐結(jié)構(gòu)固定為一體，焊縫強(qiáng)度應(yīng)大于管道軸向推力和滑動管托與支撐結(jié)構(gòu)摩擦力之和，滑動管托和導(dǎo)向管托只與管道固定，其焊縫強(qiáng)度應(yīng)大于管托與支撐結(jié)構(gòu)摩擦力
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提高供熱質(zhì)量的方法！加強(qiáng)供熱工程管理
當(dāng)前大部分城鎮(zhèn)已經(jīng)基本實現(xiàn)天然氣與暖氣的統(tǒng)一供應(yīng)，既方便了人們的生活，又提高了能源利用率。但是在實際生活中，供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運行中常常會出現(xiàn)一些故障，影響了供熱質(zhì)量。
為提高供熱質(zhì)量，滿足人們的正常需求，就要在供熱管網(wǎng)的日常運行中加強(qiáng)管理和檢查力度，及時發(fā)現(xiàn)故障，并查明原因采取有效措施進(jìn)行處理，保證供熱系統(tǒng)的正常運作，提高供熱質(zhì)量。以下就供熱管網(wǎng)工程的故障原因及提高供熱質(zhì)量的措施進(jìn)行分析。
一、供熱管網(wǎng)工程常見的故障分析
供熱管網(wǎng)工程中由于供熱系統(tǒng)運行時間較長，管道或管道附件很容易發(fā)生損壞或者腐蝕的現(xiàn)象，以下就管道及管道附件的故障進(jìn)行分析，找出原因，并及時解決。
管道故障
通常所說的管道故障指的是供熱管道出現(xiàn)破損、裂縫、堵塞或者是管道內(nèi)部及外部受到多種因素的影響導(dǎo)致管道被腐蝕，進(jìn)而使管道不能正常運行。
（1）管道的破裂現(xiàn)象在管道所出現(xiàn)的故障中是非常常見的，部分管道在對其進(jìn)行安裝或者維修時，焊接方式采取不當(dāng)或操作人員的操作失誤，就會使得焊接的部位出現(xiàn)參差不齊、夾有泥沙或者是焊接的厚度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等不良狀況，當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，水壓過大會使得焊接處出現(xiàn)破裂，從而導(dǎo)致管道出現(xiàn)故障，影響正常的運行。
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（2）管道腐蝕分為管道的內(nèi)部腐蝕和管道的外部腐蝕。一般來講管道的內(nèi)部腐蝕主要是由于管道內(nèi)相關(guān)的介質(zhì)及運行參數(shù)所引發(fā)的腐蝕現(xiàn)象。管內(nèi)腐蝕還可以分為氣泡腐蝕和溶解氧腐蝕，其中氣泡腐蝕針對的是不連續(xù)運行的熱力管道，由于管道網(wǎng)停止運行后，管內(nèi)會有空氣泡形成，這樣就會使管內(nèi)出現(xiàn)氣泡點腐蝕。而溶解氧腐蝕指的是系統(tǒng)管網(wǎng)中的水沒有經(jīng)過除氧操作，就將管道內(nèi)表面造成了嚴(yán)重的腐蝕，相對來說溶解氧腐蝕是供熱管道內(nèi)部腐蝕發(fā)生的主要原因，一旦時間過長就會很容易導(dǎo)致管道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。而供熱管道的外部腐蝕大部分是與管道所在的環(huán)境、溫度以及管道的質(zhì)量有關(guān)。如果管道所處的環(huán)境或通風(fēng)條件較差，使管道潮濕不通風(fēng)的環(huán)境下，就會導(dǎo)致管道的外部遭到腐蝕，進(jìn)而就會出現(xiàn)管道漏水的現(xiàn)象。此外，管道本身的質(zhì)量好壞也會嚴(yán)重影響到管道的運行，如果管材質(zhì)量較差或者保溫方式結(jié)構(gòu)不夠完善，也會導(dǎo)致管道發(fā)生外部腐蝕。
（3）管道堵塞也是管道出現(xiàn)故障的其中一種情況，造成管道堵塞的原因有很多，但最主要的就是在管網(wǎng)系統(tǒng)施工完畢后，沒有對管道進(jìn)行系統(tǒng)有效地清洗，時間一長，各種雜質(zhì)堆積到一起，就造成了管道堵塞。
管道附件故障
通常引起供熱管網(wǎng)出現(xiàn)問題的不僅僅只是管道出現(xiàn)故障，其管道的附件出現(xiàn)故障也會導(dǎo)致供熱管網(wǎng)不能正常運行。管道附件故障主要是指閘閥、補償器或者其他附件發(fā)生損壞，從而引起供熱管網(wǎng)出現(xiàn)問題。閘閥故障主要包括閘閥的破裂、腐蝕、脫落等，一旦這樣的問題出現(xiàn)，其后果也是很嚴(yán)重的。另外，補償器的破損也是導(dǎo)致管道附件故障的一種，需要引起注意。當(dāng)然，引起管道故障的因素不僅是以上所詳細(xì)介紹的這幾種，還有很多其它的因素也會造成管道的故障，它們對管道的影響也不容忽視，例如：在管網(wǎng)正常運行過程中突然發(fā)生停電停泵現(xiàn)象，很容易會造成水擊等等。
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二、加強(qiáng)供熱管道工程管理提高供熱質(zhì)量
供熱管道發(fā)生故障之前一般都會有些許預(yù)兆或前期癥狀的表現(xiàn)，這就需要相關(guān)部門加強(qiáng)供熱管道的日常維護(hù)管理，盡量避免或降低供熱管網(wǎng)的故障發(fā)生率。可以通過以下幾點措施來提高供熱質(zhì)量。
設(shè)計和施工方面
在設(shè)計施工方面可以采取劃分熱網(wǎng)主次、分段控制供熱管網(wǎng)，以及設(shè)置備用熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)這三種措施。劃分熱網(wǎng)主次可以減少因提高可靠性所需增加的投資，同時也提高了供熱管網(wǎng)的可控制性，在出現(xiàn)事故的情況下運行質(zhì)量高、控制方便、而且能實現(xiàn)限額供熱。在供熱管網(wǎng)上裝設(shè)分段控制閥，可將熱網(wǎng)管線合理分段，也是提高熱網(wǎng)可靠性保障的有效措施之一。熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的備用可以保證在不停暖的情況下對故障部位的修復(fù)。在進(jìn)行城市供熱系統(tǒng)規(guī)劃時，應(yīng)兼顧遠(yuǎn)期規(guī)劃，分步實施，待用熱設(shè)施發(fā)展到大規(guī)模用熱，應(yīng)考慮采用環(huán)狀布置，以保證后期規(guī)劃的系統(tǒng)熱平衡及故障發(fā)生時便捷處理，提高管網(wǎng)可靠性。對于中型枝狀管網(wǎng)。可采用單管連通管將干線連接成環(huán)狀布置，該連通管可用作供水管和回水管的備用管。這樣，可實現(xiàn)在出現(xiàn)故障時的反方向供熱，大大提高供熱系統(tǒng)的可靠性。
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運行管理方面
加強(qiáng)供熱管網(wǎng)的日常管理對于降低供熱管網(wǎng)故障率來講，是一項有效的預(yù)防措施。供熱一般在冬季進(jìn)行，因此在夏季不供熱的時候，要對供熱管網(wǎng)進(jìn)行全面檢查維修，對于破損、裂縫等管道進(jìn)行維修，對于腐蝕的管道進(jìn)行加固，必要時可以換掉舊的管道重新安裝，對于閥門等管道部件進(jìn)行檢查更換，以保證冬季供暖系統(tǒng)的正常運行。另外，對于熱水供暖時使用的水質(zhì)要進(jìn)行檢驗，要嚴(yán)格控制系統(tǒng)采用經(jīng)過除氧的軟化水，這樣就要求水處理和除氧系統(tǒng)能夠有效運行，化驗方法操作得當(dāng)，水中溶解氧的濃度和pH值才能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。只有達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后的水質(zhì)方可進(jìn)行供熱使用，因為不達(dá)標(biāo)的水質(zhì)中含有大量的化學(xué)離子，會造成管道滲漏或堵塞。
供熱管道工程發(fā)生故障的處理
要成立相應(yīng)的組織領(lǐng)導(dǎo)小組，選拔一批掌握新技術(shù)、新方法的技術(shù)人才，以便在處理事故時能準(zhǔn)確、及時。在供熱公司的工具配備時，要保證工具齊全，要配備有先進(jìn)的維修設(shè)備和工具，對易損、常用、關(guān)鍵設(shè)備和部件進(jìn)行儲備，為保證故障處理及時和搶修順利進(jìn)行。另外還要對熱網(wǎng)的關(guān)鍵部位及部件定期檢查，并記錄在冊，針對這些易于出現(xiàn)故障的地方做好事故突發(fā)時的應(yīng)急搶修預(yù)案。從而能大大減少故障發(fā)生的頻率及事故發(fā)生時進(jìn)行及時有效處理。另外要加強(qiáng)維修人員的專業(yè)知識技能，提高維修人員的專業(yè)素質(zhì)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，積極做好供熱管道系統(tǒng)管理工作，提高供熱質(zhì)量。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市現(xiàn)代化建設(shè)也在不斷進(jìn)步，絕大部分城鎮(zhèn)早已實現(xiàn)了暖氣與天然氣的供應(yīng)，這樣不僅方便了老百姓的日常生活，也使得老百姓的生活質(zhì)量得到了全面的提高，與此同時也提高了我們對能源的利用率。但在實際生活中，這些天然氣與暖氣統(tǒng)一形成的供熱管網(wǎng)在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)很多問題，不僅影響了供熱的質(zhì)量，也對人們的生活造成了很大的影響。
因此，為了提高供熱管網(wǎng)的供熱質(zhì)量，滿足人們的正常生活需要，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對供熱管網(wǎng)日常運行的監(jiān)督與管理，在發(fā)生故障時能及時有效地解決，保證供熱系統(tǒng)的正常運行，這樣既提高了供熱質(zhì)量，又為人們的日常生活提供了保障。