黑龙江省轻工设计院 黑龙江哈尔滨 150001
摘要:蒸汽作为医药、材料等行业生产的必备能源,是规划工业园区的过程中务必考虑的市政配套因素。但蒸汽不同于水、电、燃气,其在输送过程中极易产生凝水,使热源点输送出的蒸汽量与到达热用户的蒸汽量存在差值,即为管道损耗。损耗的蒸汽量与热源点送出的蒸汽量的比率即为管损率。降低管道损耗,意味着可将更多的蒸汽售卖给热用户。通常情况下,从事蒸汽供应的热力公司更注重对管损率的控制,因为管损率能更直观地反映管道送汽的盈利情况。
关键词:热力管网;蒸汽输送;管道损耗;管损率
引言
从目前的大型炼油和石化企业生产实践分析来看,蒸汽是其各个生产环节中需要利用的一种重要能源,系统庞大而且复杂。从现实生产来看,如果企业在生产中不能很好的利用蒸汽,会造成能源的无功消耗,这对于企业的生产成本控制和经济效益提升十分的不利,所以全面的分析造成蒸汽能源利用率低的原因,对蒸汽热力网管做针对性的分析和设计,可以有效的实现能源的节约,这样,企业成本控制和经济效益提升的目的都可以实现,企业竞争力也会有进一步的提升。
1造成热力管网管道损耗的因素
1.1管道及附件腐蚀
管道及附件的腐蚀是造成管道泄露的主要原因。管道及附件的腐蚀分为两种,内腐蚀和外腐蚀。由于各用户的热交换器效率不同,在循环过程中,尤其是回水,难免出现温度不平均的现象,温差过大导致管道热胀冷缩不均衡,造成管道的内腐蚀。管线周边绿地水、雨水、马路冲刷作业水、污水,或自来水管道泄漏同时泄水井防水失效,造成外来水渗入,腐蚀泄水井及井内管道设备。管网保温接口不严密,外来水渗入管网保温内,会造成管道设备外腐蚀。
1.2外力破坏
外力破坏也是造成热网故障的原因之一,包括架空敷设管道被撞击,管道管件被破坏、盗窃,地埋敷设管道被其他施工单位工作失误破坏、人为破坏等。
1.3汽水冲击
汽水冲击发生在蒸汽管网内,由于冷凝水无法排出,滞留在管内,蒸汽携带着水滴快速流动,导致管网剧烈震动或被水滴击穿,产生断裂等泄露事故。例如,某蒸汽管线热用户急剧减少,电厂所输送出的汽量供大于求,现有用户无法全部消耗,于是未被消耗的蒸汽在管线内形成冷凝水。其中部分冷凝水被疏水器排出,但是由于冷凝水量过大,还有相当存量的冷凝水滞留在管内,导致管线发生汽水冲击,造成管线接口处焊缝变形、漏汽。
2热力管网蒸汽输送减少管道损耗的方法
2.1顶部排气阀
新建热力管线建成后需做水压试验。管道高点的排气阀用于在注水过程中排空管内空气,使水压试验得以顺利增压,也用于在管线停机再投用时排空管道内的不凝气,避免氧腐蚀。有些高压管道如果未安装安全阀,也有可能采用自动排气阀,防止爆管。在实际施工中,部分施工单位在做保温时只做主管道保温,忽略了排气阀保温。因排气阀与工作内管直接连接,内管蒸汽介质在工作过程中会充满阀管直至阀门口,在阀门封闭完好的情况下,蒸汽热量会通过金属阀管散逸,在阀门封闭欠佳的情况下,排气阀可能导致直接跑汽。在管道投用前,需要确保排气阀完好关闭,保温完善,尤其是保温与主管道衔接处需密封,防止雨水渗入。
2.2闸阀及旁通排污阀及疏水阀
闸阀及旁通、排污阀及疏水阀的保温制作不同于主管道,因其结构复杂,施工单位需要更精细地完成保温制作。尤其在旁通细管与主管道连接处,因管径不一致,通常会留有缝隙。蒸汽热量会通过缝隙散逸,或因雨水渗入而损耗。此外,使用自动疏水阀时,阀门的开度需妥善调节,达到“只疏水不跑汽”的效果。
若发现阀门淤堵,需在停汽检修时及时拆卸清洗或更换,否则有可能致自动疏水效果不理想,关不死而一直跑汽,也有可能致无法疏水而造成“水锤”隐患。
2.3排空排凝损失的治理
首先,蒸汽热力管网的节能要实现,需要对排空排凝的损失做具体的治理。从现阶段的分析来看,正常的排凝疏水回收利用,指的是对长期需要排凝的地方增加疏水器和汽水分离设施,正常回收,这样可以减少排放的损失和环境污染。但是从具体分析发现,正常的排凝疏水回收利用,存在着排凝放空的问题,要解决此问题,建立气动式排凝回收站十分的有效。对气动式排凝回收站进行分析发现其是蒸汽系统优化技术设计的一门专门针对蒸汽主管线带汽排凝的专门装置。
从具体方法的利用效果分析来看,此种方法的使用对目前蒸汽管网排凝管的位置、数量以及管径等都做了改变,具体采用了受控的蒸汽喷射携带排凝方法,对水汽进行了集中的分离,在过程中产生的“次中压蒸汽”,在经过处理后能够重新回到低压蒸汽管网实现利用。简单来讲就是目前使用的系统将原本不可再利用的蒸汽实现了再次的回收利用,由此实现了蒸汽利用效率的明显提升。
2.4蒸汽数据采集与模拟监控系统
在蒸汽热力管网节能应用的措施中,另一项重要的工作是进行蒸汽数据采集并构建模拟监控系统。对企业的网络连通接入点进行分析,尽可能对现有网络互通条件进行利用,实现对企业蒸汽系统数据的采集并且按照就近的原则对其进行划分,使其处于规划好的T型站当中。建立工作站并实现和企业总机房的联网,这样蒸汽数据采集系统便可以实现对数据的整理、分析并指导生产。在数据采集功能的发挥的基础上,利用接入网点的广阔性建立运行的实施监控,系统运行中得到问题可以通过网络传输至中央控制端口。简言之:利用蒸汽数据的采集和模拟监控系统的建立,系统运行的问题改善效果明显的提升。
2.5热力管网铺设的安全管理
在进行热力管网敷设施工时,一方面应当及时清理管网内的杂物。在进行热力管网敷设过程中,很多热力管网敷设用管由于施工人员的疏忽而随意堆放,加上在热力管网敷设施工过程中未按要求对热力管网管道管口处理,使得热力管网敷设管道内存在一些焊渣、泥沙以及石块等杂物,直接影响到热网的运行调节,轻则导致供热系统热平衡失调,使得供热系统出现局部不热现象,重则堵塞除污器,导致供热系统出现停运。因此,在进行热力管网铺设时,及时清理管内杂物,并封好预留管口,防止杂物进入。另一方面,应当落实外网的清洁工作。在完成管道的敷设和强度试验后,应当对对管道进行清洗,避免施工过程中的杂物损害管道的阀门和仪表,确保供热系统的稳定运行。
2.6保温更新
在蒸汽热力管网节能措施的分析中,做好保温的更新同样具有重要的作用。从上文分析来看,利用系统中的网络接口可以进行蒸汽的数据采集和模拟监控系统的建立,而根据采集的数据和模拟监控系统,企业运行的蒸汽管网数学模型可以得到有效建立。利用此模型对蒸汽管网的运行做辅助,可以更好的评价蒸汽管网的保温是否具有合理性,其散热是否超标等。根据数学模型提供的数据对保温的效果数据等进行实时的更新,这样,蒸汽管网的合理运行可以做实时的评价,问题也可以及时的解决,其运行优化效果有效的提升。
结束语
大型的炼油和石化企业在生产的过程中,蒸汽是一种重要的利用能源,而就过去的蒸汽利用来看,利用率较低,因此造成了企业生产成本的增加。在全面性分析问题产生的原因之后对系统进行优化改造,企业的蒸汽利用系统更加的科学,设计也更加合理,在监控和运行方面也实现了灵活性,有效的提升了蒸汽的利用效率,节约企业运行的成本。
参考文献:
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