1核工业第五研究设计院河南郑州450052；
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摘要：随着城市化进程的加快，城市建设规模的扩大，热用户不断增多，国家对民生工程及城市配套设施的投入加大，进行城市集中供热管网的优化研究可节约能源、降低供热能耗，实现供热的安全可靠，具有重要的节能及社会效益。由于蒸汽管网输送能量较高，其散热损失更大，优化以蒸汽为输送介质的城市集中供热管网布置就更尤为重要。基于此，本文主要对蒸汽管网布置的优化设计进分析探讨。
关键词：蒸汽管网布置；优化设计方法
1、前言
在社会的发展进程中，我国对动力能源的需求也是与日俱增。在企业生产中，动力能源是企业发展的有效支撑，蒸汽作为优越性高的能源，对于企业的发展具有十分重大的意义。在企业中使用蒸汽热力管网系统的过程中，由于蒸汽热力管网系统庞大而复杂，蒸汽热力管网系统的自身热量和物质很容易发生改变，这种情况对整个蒸汽热力管网系统都产生了极大的负面影响。
2、当前社会中蒸汽热力管网系统中普遍存在的问题
我国使用蒸汽作为重要的动力能源，起步较早，大部分热网系统的建设时间也已经较为久远，虽然其中经过了多次的改造和扩增，但是蒸汽系统中的具体使用中仍然存在着很多问题，影响到蒸汽动力作用的良好发挥。热力损失是蒸汽热力管网在使用过程中最为常见的问题之一，也是影响到热力系统良好运行的重要因素之一。主干线散热损失、蒸汽计量损失以及排凝放空损失这三方面，是造成蒸汽系统热力损失的重要原因，在很大程度上引起了蒸汽能源的浪费现象。针对蒸汽系统中的热力损失问题，需要及时采取相应措施进行改进。节能设备的老化，也是影响到蒸汽热力管网良好运行的重点问题之一，不利于节能环保事业的良好发展。只有保证蒸汽热力系统运行过程中所使用的各项设备当中，都融入了较为先进的节能技术，才能够有效保证蒸汽热力系统能够有效发挥作用。
3、蒸汽热力管网中采用的节能措施
3.1更新蒸汽管网系统保温
对蒸汽热力管网系统的保温实施更新可以通过对蒸汽数据和模拟监控来对蒸汽热力管网系统的散热率进行评估。具体的操作方法是：可以对蒸汽热力管网系统的管线表面温度进行观测，如果某一管线的温度与外界的温度差比其他的管线高出许多，就说明此段管线的保温效果严重下降。在蒸汽热力管网系统中，大多数的管线支架和钢管是直接相接触的，造成了裸露缝隙过大，因此，这些管线的保温效果也是不太好的。通过大量的实验并结合实际生产的对比情况得出，实际的蒸汽热力管网系统热用户的生产中蒸汽热力管网系统的实际热损失比理论值高出一倍以上，要实现对蒸汽热力管网系统的热力损失降低，就要及时的对蒸汽热力管网系统的保温进行更新和维护。经过大量的实践证明，如果管网外管线的裸露面积为1%，就会增加约10%热损失，所以，实际的热损失量比理论上的热损失量要大得多，那么，蒸汽热力管网的节能潜力就大大缩小了，但是，可以通过对蒸汽热力管网的保温进行改进的方式来节约蒸汽。
3.2建立蒸汽模拟监控和数据采集系统
首先，把蒸汽热力管网系统采集的数据分为多个T型站，而T型站既可以将采集的二次仪表信号上传到企业和工厂的局域网上，又可以和二次仪表展开通讯，实现与企业和工厂内部的局域网服务器联网。另外，工作站的客户端不仅可以和服务器端进行通讯，还可以通过客户端软件对工控机的实时数据进行监控，使工作人员在微机上就可以轻松实现对蒸汽热力管网系统的运行情况进行监测。其次，由数据采集系统、模拟分析系统、实时数据库、局域网、蒸汽管网仪表系统、控制器以及工业控制机组成蒸汽热力管网在线职能检测系统。通过数据采集系统，可对蒸汽管网上的数据采集点的调节阀开度、流量、压力以及温度进行采集。另外，在对操作系统监控的过程中，为了达到优化蒸汽管网的目的，可以把蒸汽管网的热力和水利模拟计算结果用于对蒸汽管网的分析和监控上。
3.3减少蒸汽热力管网的系统损失情况
造成蒸汽热力管网中蒸汽热力损失最严重的就是来自于蒸汽热力管网内部的损失，这对企业和工厂的生产来说无疑是一种巨大的损失，同时对环境也是非常大的污染。因此，为能够有效降低蒸汽热力管网系统的热量损失，要不断的加强蒸汽热力管网系统的管理和控制，提高这方面的技术能力。将降低蒸汽热力管网系统的损失作为现阶段重要的工作目标，针对蒸汽热力管理系统的内部损失采取相应的处理措施，尤其是对主干线的热力损失进行控制，对提高蒸汽热力管网系统的运行效果有很大帮助。如果想彻底的解决排凝放空的问题，最直接有效的方法就是在蒸汽系统中建立汽动式排凝回收站，但是不能改变蒸汽管网排凝管的管径和数量。在排凝方式上可选用受控蒸汽喷射携带的方法进行排凝，实现汽水的集中分离。
3.4有效利用低压蒸汽
在凝结水回收时，会产生很多的低压蒸汽，具有很大的利用价值。低压蒸汽可以直接应用于使用低压蒸汽的生产环节；此外，利用凝结水回收时产生的低压蒸汽作为凝结水泵的动力源，不仅可以对凝结水进行有效回收，而且解决了凝结水泵的汽浊现象。通过低压蒸汽驱动凝结水泵对凝结水进行梯级回收，可大大提高整个蒸汽热力管网系统运行的经济效益，达到增加凝结水回收量，同时大幅度降低热量损失的作用。
4、蒸汽热力管网的优化效果
4.1改善热力管网的保温性能
通过数据采集和模拟监控系统运行结果可以发现，经过对蒸汽热力管网的节能性能的更新，可以改善热力管网中管线的保温效果，使得热力管网实现了节能降耗的优化效果。实践证明，当管网外表面积存在比例1％的管线裸露面积时，其热损失量就会增加约10％，实际散热损失要比理论散热损失大7.5t/h左右，也就意味着蒸汽管网的节能潜力为7.6左右。通过对热力管网保温的改进，每年可有效节约蒸汽约60000吨。
4.2有效利用低压蒸汽
凝结水回收时所产生的低压蒸汽具有很大的利用价值。可以把回收过来的低压蒸汽作为凝结水泵中的一个驱动力，不仅使凝结水泵中出现的汽蚀现象得到有效解决，而且还能实现对凝结水和蒸汽的梯级回收。通过凝结水的回收，可以对排凝管线中的低点排空以及蒸汽直通的冒汽现象进行消除，从而让蒸汽排空的损失量出现很大幅度的降低，而凝结水的回收量也得到加大，大大提高了整个蒸汽管网运行的经济效益。
4.3数据自动采集和监控系统取得了很好的成效
通过实践证明，在计算损失的减少、供气方案的调整与优化、散热损失的减少等各方面蒸汽系统中的数据自动采集和监控系统都取得了很好的成效，其中散热损失的平均减少量可达3.5t/h左右。此外，通过对蒸汽方案的不断调整，使得调整后的蒸汽消耗量比调整前的蒸汽消耗量出现大幅度下降。
5、结语
随着科学技术的不断创新和进步，当前社会各方面的发展建设都离不开先进科技的重要参与，蒸汽热力管网建设也是如此。合理有效的节能措施，需要积极应用到现代信息技术和通讯技术。对蒸汽热力管网进行更新保温，减少蒸汽热力管网的系统损失情况，以及做好蒸汽热力管网信息系统的建立工作，都是做好蒸汽热力管网节能工作的重要措施。
参考文献
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