城市集中供热工程主干线管径的选取分析

费洪磊

(山西省电力勘测设计院，山西太原 030001)

0 引言

当今社会大气环境污染日益严重，尤其是在没有实施集中供热的城市，冬季多以小型燃煤锅炉区域供热，在供暖期间，黑烟蔽日，烟尘滚滚，大气污染以及能源严重浪费，城区大气环境恶化，对居民的健康带来极大的威胁。对城市整体实施热电联产集中供热已是必然趋势。热能输送由热网承担，随着城市的发展，供热规模逐年增长，管网的选取要满足城市供热规划的要求，因此集中供热的主干线管径的选取在工程设计中尤为重要，本文以山西省某县城为例对主干线管径的选取进行对比分析。

1 项目概况

本项目是山西省某县城集中供热工程，热源由2×350 MW煤矸石热电厂热网首站提供集中供热规模按2030年考虑供热面积1 300万m2，供热负荷620 MW。

该项目位于山西省境内，当地气候条件:

冬季室外采暖计算温度:－11℃。

采暖期室外平均温度:－2.3℃。

采暖天数:130 d。

2 当地供热规划

依据规划设计院编制的当地总体规划(2015～2030)，结合城市集中供热的发展，以及工业园区、工业用热的布局，合理制定了某县供热规划，见表1。

表1 某县城现状及远景供热规划汇总表

3 热负荷分析

根据当地的地理位置、气象资料、建筑物状况、山西省民用建筑节能设计标准以及《某县城总体规划》，统筹分析计算汇总见表2。

表2 某县城现状与远景规划热负荷分析表

4 热源分析

本工程热源的选择无论是热电厂还是热源厂(本文不着重论述热源情况)，应至少满足当地2030年供热规划供热面积1 300万m2。建议选用单一的集中热源并考虑备用热源。电厂或热源厂供热能力要求见表3。

表3 电厂或热源厂供热能力要求表

5 供热主干线管径选取分析

本文通过热负荷分析和热源分析，针对供热主干线的选取提出了两个方案:“常规式供热方案”和“基于吸收式换热的大温差供热方案”。对这两种方案从供热能力和工程投资两方面对主干线管径大小的选取进行对比分析。

方案一:常规式供热。在常规供热的情况下对主干线管径选取进行综合分析，主干线供、回水管管道经济比摩阻的选取应符合《城镇供热管网设计规范》要求30 Pa/m～70 Pa/m。在此前提下根据供热能力大小，选取了3种规格的管径进行比较，见表4。

表4 主干线供回水管管径对比分析表

方案二:大温差供热技术。在方案一“主干线供回水管管径对比分析表”中DN900的管径仅能满足现状2015年供热面积，DN1 000的管径能满足未来3年内的供热面积。若要提高DN900或DN1 000管径供热能力，那么需要拉大主干线供、回水温差，采用“基于吸收式换热的大温差供热技术”对县城内二级换热站进行热泵改造，利用吸收式热泵将回水温度降低，见表5。

表5 主干线管径改造选取分析表

通过以上两种方案对主干线管径大小选取的对比，总结如下:

1)主干线管径 DN900，投资7 600万元，常规供热面积为550万m2～600万m2。采用大温差供热面积可达930万m2，但需要增加热力站改造投资11 000万元。

2)主干线管径DN1 000，投资9 000万元，常规供热面积为750万m2。采用大温差供热面积可达1 100万m2，可满足2025年供热要求，但需要增加热力站改造投资7 000万元。

3)主干线管径DN1 200，投资12 000万元，常规供热面积为1 300万m2。

6 结语

通过以上分析，集中供热主干线管径若选小了，不但运行年限短，而且将来需要增加二次投资。在满足该城市远期2030年供热规划的前提下，从工程总投资角度考虑，选用DN1 200的管径是最经济合理的;从供热管道的使用寿命(30年)考虑，只有DN1 200的管径运行年限最长。可见城市集中供热主干线的选取应结合当地总体规划、供热规划以及当地热源能力统筹分析选取一种适合当地未来发展的管径。

［1］DBJ 04-242-2012，山西省—居住建筑节能设计标准［S］.

［2］山西省城乡规划设计院.山西省某县城总体规划(2015～2030年)［Z］.

［3］CJJ 34-2010，城镇供热管网设计规范［S］.

［4］清华大学拥有“基于吸收式换热的热电联产集中供热技术”专利(简称“基于吸收式换热”，专利号:200810101065.X)［P］.