关于蒸汽管网设计方面的问题探究

李慧哲

摘 要：近年来国家大力发展集中供热，新建和扩建的蒸汽管网工程项目较多。蒸汽管网设计时，除了应该遵循有关设计规范外，还要采取必要的措施使管网布置合理适用、减少管道损失，降低工程造价，提高能源利用率。作者根据多年的工作经验，梳理了蒸汽管道的布置类型、管道敷设方式、热补偿的选择、保温等方面的一些设计经验。

关键词：蒸汽管网；设计；节能

近些年来，我国的国民经济得到了飞速的发展，为了适应城市居民和各个企业的发展，城市的用汽量逐年递增。与此同时，为了保护城市的环境，减少城市供暖及生产所排放的有害气体和物质，缓解大气污染的状况，国家正在大力的推行集中供热制度，逐步取缔小型锅炉供暖。供热管网是实现集中供热必不可少的设施，不过造价高、规模大的供热管网的建设是一项艰巨的工程，在进行供热管网工程建设的时候需要特别的注意，不能忽视城市规划和环境保护的因素，文章结合蒸汽管网建设的实际情况，对其建设过程中的几个要素进行了分析，希望可以对相关的工程建设有所帮助。

1 蒸汽管网布置类型

因为蒸汽管网布置与热源、热用户相互位置之间存在着一定联系，在进行蒸汽管网布置的时候要保障安全和经济双重因素。一些城市热管网的设计者为了提高供热的可靠性，降低热负荷产生的不确定性因素的不良影响，将管网按照网格状进行布置，可以让管网在投入使用后更加的方便快捷、安全可靠。不过要注意的是，因为管网的水力施工是一项非常复杂的过程，建设时的不可控因素很多，还往往需要较大的资金投入。很多城市的多热源联合供热系统都是成环状分布的，将热用户的管网直接从大环网上接出，并使其呈分散状。这种布置方式具有供热后备性能，运行安全可靠。不过热网水力工况和控制是一项复杂的工程，需要大量的资金投入，在对其进行建设时需要考虑经济性和安全性的双重原则，可以将城市蒸汽管网按照放射状分支网状分布。架设好管网主干线骨架以后，要进行敷设连通管的铺设，注意在作业的时候要将连通管上的阀门关掉，这样一旦出现主干线分段事故，就能够利用连通管进行供热。这种管网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展，在一条干管供热能力不能达到供热标准的情况下，要增加临近支管道的供热能力，使得蒸汽管网输送能力符合标准。

2 蒸汽管网的敷设方式

蒸汽管网敷设应在城市建设规划的指导下进行，考虑热负荷分布、热源位置与各地上、地下管道及建筑物、园林绿地的关系和水文地质条件等多种因素。一般采用地埋和架空两种敷设方式进行蒸汽管网敷设。一般来说为了便于维修，降低成本企业都会采用架空敷设的方式进行热汽管网的设置。城市的集中供热要考虑市容市貌和小区总体规划，往往蒸汽管道采用直埋敷设，此方式占地面积小、保温性能好、施工周期短，但造价高、检修不方便。直埋敷设城市供热的蒸汽管道可以起到更好的保温效果，让热散失的程度降到最低，从而提高能源的利用率，实现节约能源的目的。

3 蒸汽管道的热补偿

为让蒸汽管道的供热效果更好，更加安全、稳定地供热，管网设计时应对管道因受热时的热伸长量进行补偿，减少管线因温度变化而产生的冷热应力，避免因应力集中对管线造成破坏，防止事故发生。自然补偿和补偿器补偿是管道的补偿的两种方式，其优劣点并存，自然补偿往往需要占用更大的空间并要增加弯头。补偿器补偿主要有方（矩）形补偿器、套筒式补偿器、波纹管补偿器、球形补偿器、旋转式补偿器几种不同的形式，常见的是后三种，此外还有一些体积更小，更轻便、占地少、阻力低的补偿器。同时补偿距离长可以减少弯头，降低压降。每一种补偿器都有着各自不同的优点和缺点，施工建设人员需要根据工程建设的实际情况适当地进行选择，以经济、安全、合理的原则进行施工，使得补偿器能够发挥更大的作用。球形补偿器主要由球体和密封装置等元件组成，通过其受热时球体的回转中心自由转动可以让热力管道吸收管道热位移，仅为降低管道的应力。除共有的优点外它还具有补偿能力大，安装方便，投资省等优点，安装形式有水平、垂直、倾斜等。旋转补偿器结构主要有整体密封座、密封压盖、大小头、减磨定心轴承、密封材料、旋转筒灯构件组成，安装在热力管道上需两个或两个以上组对成组，形成相对旋转吸收管道热位移，从而减少管道之应力。除共有的优点外它还具有补偿量大、不产生盲板力（固定支架小）、节约投资等优点，安装形式多达十多种。

如今在蒸汽管网的建设中，新技术、新工艺的应用让补偿器制造有了新的进展，尤其是一些高弹性的金属管的应用让热损失更少，大大增加了其补偿力，能更好地防泄漏。

4 蒸汽管道的保温

在进行蒸汽管道建设的时候要按照节约能源、提高经济效益、减少散热损失、改善工作环境管且防止烫伤的原则。保温性对于蒸汽管道的建设非常重要，良好的保温性可以有效的提高管道的热损失情况，并节省能源，让管道安全运行。

（1）根据实际的供暖情况来看，供热管道的铺设距离越来越长，这样为了保证供热管网的末端的供热参数，可以使用相应的保温材料进行管道建设，通常来说低于300℃的蒸汽道选用高温玻璃棉，高于300℃的蒸汽管道选用复合硅酸铝制品；（2）长距离输送的蒸汽管道不能像一般的供热管道一样采用表面温降控制法或经济厚度法计算保温厚度，应该采取控制温降法计算保温层厚度；（3）建议根据管径的大小进行多层保温，并在最外层保温层顶部局部加装一层（1/2或者1/3）保温层，这样可以有效的减少热量损失；（4）在每层保温之间应采用阻燃铝箔玻纤布发射层缠绕，内保温层需采用耐高温的铝箔发射层，即对铝箔材料容重的控制来确保铝箔的厚度及反射效果；实践证明，通过（3）、（4）的措施确实可以有效降低管道温降，达到节能的效果。

5 结束语

作为城市建设重要内容之一的蒸汽管网工程建设，一定要引起相关部门和单位的重视，其能否安全有效的运行将会直接影响到城市居民生活质量以及企业的生产情况。在进行城市蒸汽管网建设时要依据相应的法律法规和行业规定，遵循技术的使用原则，经济、环保、合理、安全地进行工程施工。管道的制造、安装以及管网的启动运行的每一个环节都要认真地进行施工，不能有一点马虎，相关的施工建设人员还应该发挥自己的主观能动性，根据施工的实际情况和自己的经验进行合理的设计，降低施工的难度和工程成本。与此同时，为了提高蒸汽管网的供热效果，在保证蒸汽管道安全运行的前提下，相关的管理人员还可以运用不同的供热措施，最大限度地追求蒸汽管网的安全、经济运行，提高能源的利用效果，降低供热成本，减少空气污染。

参考文献

[1]张骅，王海波.全国化工热工设计技术中心站2004年论文集[C].2004：199-201.

[2]苏文涛.斯琴供热管网的规划设计[J].内蒙古科技与经济，2005，（12）：189-192.