摘要：本文从生产、技术、经济管理等角度分析了当前供热蒸汽管道的设计要点，并针对“大直径、长距离”的特殊管线设计进行了探讨研究，推导了极限运输距离的经济性和实用性价值，希望能够为相关单位提供参考借鉴。
关键词： 大直径；长距离；供热蒸汽管线；经济设计
随着我国工业化发展，石油化工和冶金电力产业发展迅速， 环境问题成为了影响社会工业化和生态建设关注的话题。为了减少环境的污染，推行绿色节能生产，很多工业生产单位都采用了集中供热体系，并通过能源回收体系，实现了节能降耗、能源循环利用。本文针对大直径供热蒸汽管线的经济性设计进行了研究分析，探讨该设计建设对工业生产经济的重要性，现将其分析如下。
1、简述大直径、长距离供热蒸汽管线
集中供热系统是工厂生产改造的重点，通过优化供热蒸汽管线，提升运输效率可以满足高产量生产的供热需求。长距离、大直径供热蒸汽管线也是很多企业改造优化的重点。
供热管网布置与热媒种类,热源与热用户相互位置有一定的关系，其布置应考虑系统的安全性和经济性。工业供热系统的特点是热用户分布区域广，分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停工修复时。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网象市政给水管网一样成网格状布置，但这样存在一定的问题，热网水力工况和控制的十分复杂，同时网格状管网投资非常高。在工业多热源联合供热时，有些设计时将热网主干线设计成环管网环状布置，用户管网是从大环网上接出的枝状管网，这种布置方式具有供热的后备性能，运行安全可靠，但热网的水力工况和控制的比较复杂，投资也很高。
大直径、长距离供热蒸汽管线的直径范围多控制在600-800mm；而蒸汽管线的输送距离从十几公里到几十公里不等。
一个完整的大直径、长距离供热蒸汽管道的耗资巨大。后期生产运行中的能源损耗和热能损耗更是令人咋舌。在提倡低成本高收益的经济时代，如何借助前期的设计优化，确保蒸汽管路运行经济性成为了企业的重点。本文针对长距离、大直径的蒸汽管道经济性设计为研究对象，分析了该建设途径的可行性。
2.集中供热经济价值研究
集中供热网由输热干线、配热干线、支线等组成。输热干线自热源引出，一般不接支线；配热干线自输热干线或直接从热源接出，通过配热支线向用户供热。热网管径根据水力计算确定。在大型管网中，有时为保证管网压力工况，集中调节供热介质参数，而在输热干线或输热干线与配热干线连接处设置热网站（如图1所示）。
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（图1 供热系统）
2.1集中供热价值理论研究
集中供热经济对比与分散供热体系，由于方案和布局、装置和设备和环保初期设计方式和理念不同，导致经济比较中存在一些问题，最终实现了全环节供热全反应。这也为不同工业生产环境提出了多种费用要求。对此，年耗总费用法体现了其经济性，且整个工程也可以分为多个过程。
集中供热系统设计时候，第一个过程是蒸汽发生的过程，第二个过程是蒸汽传输的过程，第三个过程是热能利用和循环使用的过程。三个阶段的总费用为集中供热年耗费总费用。在总费用低于总成本时候，才能够体现供热的经济性。对比分散供热环境，供热热源大多来源于大型的高效设备和联合热电生产环境，集中节能在第一过程中表现明显。而在第三、第二过程中，分散供热锅炉和热力设备也形成了一个自然的系统，且不需要长距离传输，仅有供热锅炉组合压力针对自身设备参数进行分布调节，整个系统也不会因为参数悬殊而造成一定影响，相关单位也不需要针对回收能量的压差发电设备而发生问题，在生产中也要及时控制设备亏损和能量损耗，最终确定集中供热经济价值。考虑到集中供热的优越性并不是必然的，且设计也存在一定的差异和争议。建议按照国家电力相关要求，利用热电联合应用，加强一次能源的充分利用价值，提升分散供热方案的经济性和实用性，最终提升整个电厂和供热锅炉的实用性。
城市集中供热作为现代化城市的文明标志和发展方向，它体现了显著的经济效益和社会效益，一次投资，长期受益。采用集中供热不仅可节约市区内宝贵的土地资源，降低人力、物力资源的消耗，更重要的是，还能有效避免其他供热方式因受设备使用年限限制，而周期性地更换供热设施的弊端，真正让用户一次投资，长期受益。不仅能为城市提供稳定、可靠的优质热源，而且对于节约能源，改善大气环境，减少城市大气污染，有效利用城市空间等方面都具有重要作用。
2.2经济管径的推导原理分析
最经济管径的概念来源于管道直径设计方案，其在很多设计中体现了合理的经济性和实用性，且年耗总费用少，可以发挥重要的经济效益。针对工业经济的建设规则研究可知，一个完善的管路工程的年耗费用涉及到三个方面。首先是管路投资的折旧费用，其中包括了基本折旧和大修理折旧；其次是管路沿线的传输热量存在的损失费用，如压力能量损失和泄露损失等。最后是管线的全长散热损失。可以设置J为三种情况的管系年度总费用，通过得到最大周转和经济效益，建议在特殊的建设时期，采用最少的投资获得最大的收益。
管路折旧费用计算和长距离、大直径运输的特点有关系，计算时候要考虑管道的壁厚和长度，进而确定经济性的设计方案，保证最佳节能输送方案。得到的管路总投资费用为J1，其次是管道的材质和质量对整个运输的影响，要计算基准管的单价和特殊的蒸汽保温材料费用的差异，可采用对数法等措施求出管道费用。此时费用计算为J2，管道系统的附属设施投资有阀门、支架以及膨胀节等，直径为600mm，总长度为6公里的供热管线工程的投资数余额占总投资的40%左右，该笔资金计算为J3.总费用即为J1+J2+J3=J0.
研究可知，若按照投资回收期和建设期计算可知，一般建设投资期平均为3-4年，总投资的占用年限可以达到5-7年左右，贷款预计上千万甚至上亿，贷款年利率为5%左右，并要求回收值为原值的1.35倍，这个结果和国外自由贷款的年利率接近。
3.结语
综上所述，本文研究分析了大直径、长距离运送距离的经济性设计，分析了集中供热全过程的经济理论探索，分析了长距离运输的经济效益影响，通过对比研究分析了经济管径设计长度和供热工程的建设相关性，且探讨了经济运输距离和整体工程的建设配合，整个计算都投入了资金经济收益，这种方式对热能经济分析和工程经济方面形成了印证，表示了长距离、大直径蒸汽管道建设可能存在一些技术和运用上的问题，依旧需要相关单位对其更新改进。
参考文献
[1]沈洪基. 大直径、长距离供热蒸汽管线的经济设计[J]. 动力工程，1982(04):59-67+76.
[2]沈洪基. 大直径、长距离供热蒸汽管线的经济设计(续篇)[J]. 动力工程，1983(05):44-52+72.