长距离输送热网技术在岳阳电厂供热中的应用

禹振国　许明春　王磊　甘子君

摘要：华能岳阳电厂一期供热管网工程是湖南省第一条长距离蒸汽输送管线，工程设计流量80t/h，最远用户距离16.2公里。工程综合采用了采用无推力旋转筒补偿器、特殊设计的保温材料和结构、隔热管托和钢套钢地埋管等长距离输送热网技术措施，项目节能与环保效果明显，获得国家能源局“燃煤电厂综合升级改造项目”专项资金奖励。

关键词：长距离输送热网；无推力旋转筒补偿器；保温；隔热管托；钢套钢地埋管 文献标识码：A

中图分类号：TK115 文章编号：1009-2374（2016）20-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.023

2016年3月，国家发改委、能源局等五部委联合下发文件《热电联产管理办法》（发改能源[2016]617号），明确为推进大气污染防治，提高能源利用效率，促进热电产业健康发展，鼓励热电联产机组在技术经济合理的前提下，扩大供热范围，加快替代关停小燃煤锅炉和小热电机组，应关停未关停的燃煤锅炉要达到燃气锅炉污染物排放限值。可以预见，随着国家政策的落地生根，热电联产事业将要迎来蓬勃发展的新阶段。对于热电厂来说，优质的近距离热负荷已经逐步纳入供热范围，过去由于技术条件的限制远距离的热用户无法联网供热，现阶段可采用长距离输送热网技术实现远距离热用户供热。

1 长距离输送热网技术

长距离输送热网技术，即采取特殊的减少沿途水力损失和散热损失的技术措施，将蒸汽管网输送距离由过去的5～6公里提高到15～20公里，甚至到25公里以上，温降由常规设计的每公里15℃～20℃降为每公里8℃以内，压降控制在每公里0.03MPa以内。

2 适当的热补偿方式

常用的补偿方式有自然补偿、波纹管补偿器补偿、套筒补偿器、球形补偿器、方形补偿器及无推力旋转筒补偿器补偿等。管道尽可能利用跨越和走向转折及调整管道高差自然补偿（包括π型、L型和Z型）。为减少压损，没有自然补偿的平直管段推荐采用无推力旋转筒补偿器，该补偿器有如下突出优点：安全性能高；产品的寿命长；补偿量大（可达1000mm），每组补偿器可以补偿350m，相比自然补偿可以使热网的管损大大减少；投资省，因旋转补偿器的补偿距离长，采用的补偿器数量减少，且对土建的固定墩推力小，固定墩的设置数量比较少，固定墩的规模比较小，可以节省土建投资20%～25%。

3 保温材料及保温结构

3.1 常用的保温材料

常用的保温材料有膨胀珍珠岩绝热制品、硅酸钙绝热制品、岩棉、高温玻璃棉、绝热的硅酸铝棉、复合硅酸盐以及新型的纳米复合毯等。对于蒸汽供热管道来说，如蒸汽温度在320℃～350℃之间可以全部采用普通硅酸铝针刺毯的保温结构，在280℃～320℃之间可以采用硅酸铝针刺毯和高温玻璃棉的复合结构，这样可以减少材料的投资，对于温度在250℃左右及以下蒸汽管道，可以直接使用高温玻璃棉管道进行保温。硅酸铝针刺毯的主要技术参数：密度110～130kg/m3，导热系数0.15w/m·k（平均温度500℃），抗拉强度40kPa。高温玻璃棉的主要技术参数：导热系数K=0.033w/m·k（平均温度25℃），纤维直径小于6μm，纤维长度在20～25cm之间。

3.2 保温结构

采用多层保温结构，每层保温材料纵横错开，各层间保温材料纵横错开；在每层保温材料外均包阻燃铝箔

玻纤布反射层；外壳采用环保节能型保护层——彩钢板。

4 隔热管托

采用高效隔热节能型滑动管托，采用导热系数较低、强度较好的隔热瓦块做隔热层，普通管托隔热瓦块厚度20～25mm，合理增加隔热瓦块厚度至50～60mm，容重大于250kg/m3，平均温度25℃时导热系数K=0.045w/m·k，在满足隔热瓦块承重的前提下，尽量缩小管夹长度，提高保温效果。为减少热量传导和摩擦力，管托支撑面下垫聚四氟乙烯隔热板，抗压强度≥8MPa，平均温度25℃时导热系数K≤0.15w/m·k。

5 钢套钢地埋管

1.工作钢管；2.内保温层；3.绝热屏蔽辐射层；4.保温层；5.绝热屏蔽辐射层；6.外保温层；7.绝热屏蔽辐射层；8.空气层（真空层）；9.耐高温隔热材料；10.滑滚（管托）支座；11.钢制外护管；12.防腐层

为降低工程造价和减少运行维护成本，供热工程应尽量采用架空敷设方式，如果需要跨越路网、河沟等必须采用地下穿越方式时，则优先考虑钢套钢地埋管。如图1

所示。

6 华能岳阳电厂一期供热管网工程基本情况

华能岳阳电厂一期供热管网工程是湖南省第一条长距离蒸汽输送管线，包括：建设电厂到云溪工业园主管网12.6公里，5个分支管网共计11.8公里，将电厂一期2×362MW进口燃煤发电机组产生的低压蒸汽，供应热用户44家，最远用户16.2公里（管道长度）。签订协议流量共117t/h，考虑到热用户的同时使用系数，云溪工业园一期热用户设计最大流量约为80t/h，最小流量约为30t/h，平均流量约为50t/h。

该工程由南京苏夏工程设计有限公司负责设计，主要用汽企业参数：0.6～0.9MPa，160℃～190℃。根据用户需求，供热首站操作参数为：P=1.41MPa，T=320℃；设计参数为：P=1.6MPa，T=330℃。主管网12.6公里，主管网末端分汽站处P=1.05MPa，T=212.5℃。

管径选择DN450；壁厚选用Ф480×10；跨距选用18m；管道材质：管道起始端2公里内选用20优质无缝钢管，其余管段采用Q235B高频螺旋缝焊接钢管；埋地蒸汽管道、疏放水管道均采用20#优质无缝钢管，埋地蒸汽管道保护套管采用Q235B高频螺旋缝焊接钢管。

7 一期供热管网工程具体措施

第一，采用先进可靠的SZG-系列耐高压自密封旋转补偿器，使用参数范围：压力为1.0～4.0MPa，温度为

-60℃～420℃，产品结构为双重密封，一为环面密封，密封面厚度不小于4cm；二为端面密封，端面密封面不小于2.5cm，端面密封材料为耐磨高强度不锈钢复合密封件，抗压强度≥50MPa/cm2。产品补偿为PN2.5等级。

第二，主保温厚度为190mm，保温材料选用复合结构形式，一共四层，内两层保温为硅酸铝针刺毯，外两层保温为高温玻璃棉。保温敷设要做好防雨措施，避免受潮进水影响效果；衔接紧实，捆扎牢固，注意错开纵向和环向的拼接缝，环向的拼接缝应斜向下45°角，每层保温均需包裹阻燃铝箔玻纤布反射层，反射层的搭接要达到50mm。保温保护外壳采用0.5mm厚彩钢板，该保护层耐腐蚀性好，不易软化、脆裂，且材质价格低廉，暴露在郊外被人为盗窃破坏的可能性较低，减少了维护成本。

第三，管托的选用。采用低摩擦高效隔热节能型管托，比普通管托的散热损失要减少约40%，滑动管托摩擦系数为0.07～0.10，管道对固定支墩的摩擦推力降低60%。

第四，钢套钢地埋管。按照地方政府规划部门的要求，本管线跨越重要公路均采用地下穿越的方式，主管网共计13段，长度18～186m不等，合计总长度492m，支管网共计11段，其中最长段为临港保税区支线长度为1130m，合计总长度为1490m。直埋敷设管线部分采用自然补偿和外压轴向型波纹管补偿器。钢套钢地埋管采取分段加工，现场焊接组装的方式，采取开挖施工，埋设后恢复路面。

第五，疏放水。在蒸汽管网前、中部设置蒸汽管道启动疏水，在蒸汽管网后部设置启动疏水及连续疏水。疏放水管道均需要保温，减少热力损失。

8 华能岳阳电厂一期供热管网工程效果分析

华能岳阳电厂一期供热管网工程2012年2月开工建设，经紧张的协调和施工调试，当年8月管线贯通，经管道水压强度试验、管道吹扫等程序，于当年9月开始通汽试运行。经检查，所有支吊架受力正常，旋转补偿器动作正常无泄漏。实际流量达到46t/h（设计值的57.6%）时，供热首站的压力为1.2MPa，温度为297℃，最远用户（管道长度16.2公里）压力为0.86MPa，温度为173℃，沿途所有疏水器都无水流出，温降为每公里7.65℃，压降为每公里0.021MPa，稳定运行时工质损失为零。

本供热改造工程实施后，节约标煤约3.8万吨/年，减排大量烟尘1446吨/年、二氧化硫1278吨/年、氮氧化物297吨/年、二氧化碳7.2万吨/年，灰渣6804吨/年。项目节能与环保效果明显，获得国家能源局“燃煤电厂综合升级改造项目”专项资金奖励。

9 结语

华能岳阳电厂一期供热管网工程作为湖南省第一条长距离蒸汽输送管线，综合采用了多种长距离输送热网技术，管道的沿途温降和压降都达到了优良的水平，值得同行借鉴。

参考文献

[1] 丁巧芬.电厂内蒸汽管道所用保温材料的分析与应用[J].热电技术，2013，（4）.

[2] 原鹏.新型补偿器在长距离输送热网中的应用研究

[J].中国新技术新产品，2012，（16）.

[3] 李海雯.钢套钢蒸汽直埋管道长输技术的开发应用

[J].区域供热，2011，（5）.

[4] 南京苏夏工程设计有限公司专利：长输热网方法（专利号：ZL200710133618.5）.