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不同熱介質下熱力管道的選擇與優(yōu)勢
隨著我國供熱行業(yè)的進步,促進了城鎮(zhèn)集中供熱的不斷發(fā)展,全國各地越來越多的“上大壓小”工程開始進行建設,大機組區(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,對熱介質的要求也各有不同,在選擇時應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的優(yōu)點,這對于我們選擇管道有所幫助。
(一)蒸汽介質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,僅凝結水的返回需要耗電。
2、蒸汽作為熱介質的適用面較廣泛,既可以滿足工藝負荷多方面的要求,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。

(二)熱水介質的熱力管道有如下一些優(yōu)點:
1、當系統(tǒng)以熱電廠為熱源時,采用熱水供熱系統(tǒng)可充分利用汽輪機低壓抽汽,即允許有較多的蒸汽在汽輪機內膨脹到更低的壓力,從而得到更大的功能輸出,提高了熱化的經(jīng)濟效果。
2、熱水供熱系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠距離輸送,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)工藝負荷,要求的壓力、溫度較高,多以蒸汽為熱介質,從汽輪機較高的抽汽口抽汽,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行輸送。
現(xiàn)市面上的蒸汽保溫管產(chǎn)品主要有預制架空蒸汽保溫管和預制直埋蒸汽保溫管兩種,預制直埋蒸汽保溫管擁有二十多年的發(fā)展歷史,技術比較成熟,而預制架空蒸汽保溫管是近幾年出現(xiàn)的新型預制保溫管,性能優(yōu)良可靠節(jié)能增效明顯,經(jīng)濟效益顯著,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。

?預制架空蒸汽保溫管
若供應對象為低位熱能的熱負荷(供暖、通風、熱水供應等),應考慮以熱水作為熱介質,充分利用汽輪機的低壓抽汽。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構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,正確設置和安裝各種管托,保證管托的安裝質量,使得管道能夠按照設計要求進行熱脹冷縮。
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,正確地對補償器進行冷拉或預偏裝,在安裝時有必要復核計算管道膨脹量,確保管托預偏裝后不會發(fā)生脫架現(xiàn)象,固定管托及其支撐結構務必具有足夠的剛度和強度。

熱力管道除具有一般內壓管道的特性外,管道輸送熱介質時還具有明顯的軸向應力和軸向位移。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。在管道內部引起很大的內力,會破壞焊縫、引起或加速焊縫應力腐蝕。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、管托與支撐結構固定為一體,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。因此應具有一定的剛性和強度。
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,如旋轉補償器。因不僅有軸向位移,還有垂直于軸向的橫向位移。應在與補償器連接的水平管段設置滑動管托,使得橫向位移不受約束,旋轉補償器端水平管段滑動管托設置。導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。