費洪磊

(山西省電力勘測設(shè)計院，山西太原 030001)

0 引言

當(dāng)今社會大氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重，尤其是在沒有實施集中供熱的城市，冬季多以小型燃煤鍋爐區(qū)域供熱，在供暖期間，黑煙蔽日，煙塵滾滾，大氣污染以及能源嚴(yán)重浪費，城區(qū)大氣環(huán)境惡化，對居民的健康帶來極大的威脅。對城市整體實施熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱已是必然趨勢。熱能輸送由熱網(wǎng)承擔(dān)，隨著城市的發(fā)展，供熱規(guī)模逐年增長，管網(wǎng)的選取要滿足城市供熱規(guī)劃的要求，因此集中供熱的主干線管徑的選取在工程設(shè)計中尤為重要，本文以山西省某縣城為例對主干線管徑的選取進(jìn)行對比分析。

1 項目概況

本項目是山西省某縣城集中供熱工程，熱源由2×350 MW煤矸石熱電廠熱網(wǎng)首站提供集中供熱規(guī)模按2030年考慮供熱面積1 300萬m2，供熱負(fù)荷620 MW。

該項目位于山西省境內(nèi)，當(dāng)?shù)貧夂驐l件:

冬季室外采暖計算溫度:－11℃。

采暖期室外平均溫度:－2.3℃。

采暖天數(shù):130 d。

2 當(dāng)?shù)毓嵋?guī)劃

依據(jù)規(guī)劃設(shè)計院編制的當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃(2015～2030)，結(jié)合城市集中供熱的發(fā)展，以及工業(yè)園區(qū)、工業(yè)用熱的布局，合理制定了某縣供熱規(guī)劃，見表1。

表1 某縣城現(xiàn)狀及遠(yuǎn)景供熱規(guī)劃匯總表

3 熱負(fù)荷分析

根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、氣象資料、建筑物狀況、山西省民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及《某縣城總體規(guī)劃》，統(tǒng)籌分析計算匯總見表2。

表2 某縣城現(xiàn)狀與遠(yuǎn)景規(guī)劃熱負(fù)荷分析表

4 熱源分析

本工程熱源的選擇無論是熱電廠還是熱源廠(本文不著重論述熱源情況)，應(yīng)至少滿足當(dāng)?shù)?030年供熱規(guī)劃供熱面積1 300萬m2。建議選用單一的集中熱源并考慮備用熱源。電廠或熱源廠供熱能力要求見表3。

表3 電廠或熱源廠供熱能力要求表

5 供熱主干線管徑選取分析

本文通過熱負(fù)荷分析和熱源分析，針對供熱主干線的選取提出了兩個方案:“常規(guī)式供熱方案”和“基于吸收式換熱的大溫差供熱方案”。對這兩種方案從供熱能力和工程投資兩方面對主干線管徑大小的選取進(jìn)行對比分析。

方案一:常規(guī)式供熱。在常規(guī)供熱的情況下對主干線管徑選取進(jìn)行綜合分析，主干線供、回水管管道經(jīng)濟(jì)比摩阻的選取應(yīng)符合《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》要求30 Pa/m～70 Pa/m。在此前提下根據(jù)供熱能力大小，選取了3種規(guī)格的管徑進(jìn)行比較，見表4。

表4 主干線供回水管管徑對比分析表

方案二:大溫差供熱技術(shù)。在方案一“主干線供回水管管徑對比分析表”中DN900的管徑僅能滿足現(xiàn)狀2015年供熱面積，DN1 000的管徑能滿足未來3年內(nèi)的供熱面積。若要提高DN900或DN1 000管徑供熱能力，那么需要拉大主干線供、回水溫差，采用“基于吸收式換熱的大溫差供熱技術(shù)”對縣城內(nèi)二級換熱站進(jìn)行熱泵改造，利用吸收式熱泵將回水溫度降低，見表5。

表5 主干線管徑改造選取分析表

通過以上兩種方案對主干線管徑大小選取的對比，總結(jié)如下:

1)主干線管徑 DN900，投資7 600萬元，常規(guī)供熱面積為550萬m2～600萬m2。采用大溫差供熱面積可達(dá)930萬m2，但需要增加熱力站改造投資11 000萬元。

2)主干線管徑DN1 000，投資9 000萬元，常規(guī)供熱面積為750萬m2。采用大溫差供熱面積可達(dá)1 100萬m2，可滿足2025年供熱要求，但需要增加熱力站改造投資7 000萬元。

3)主干線管徑DN1 200，投資12 000萬元，常規(guī)供熱面積為1 300萬m2。

6 結(jié)語

通過以上分析，集中供熱主干線管徑若選小了，不但運行年限短，而且將來需要增加二次投資。在滿足該城市遠(yuǎn)期2030年供熱規(guī)劃的前提下，從工程總投資角度考慮，選用DN1 200的管徑是最經(jīng)濟(jì)合理的;從供熱管道的使用壽命(30年)考慮，只有DN1 200的管徑運行年限最長?？梢姵鞘屑泄嶂鞲删€的選取應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃、供熱規(guī)劃以及當(dāng)?shù)責(zé)嵩茨芰y(tǒng)籌分析選取一種適合當(dāng)?shù)匚磥戆l(fā)展的管徑。

［1］DBJ 04-242-2012，山西省—居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院.山西省某縣城總體規(guī)劃(2015～2030年)［Z］.

［3］CJJ 34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］清華大學(xué)擁有“基于吸收式換熱的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)”專利(簡稱“基于吸收式換熱”，專利號:200810101065.X)［P］.