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蒸汽热力管网系统节能优化分析

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：戴亭

[导读] 摘要：如今，随着社会经济的不断发展，我国的各个行业都取得了非常好的发展趋势。

        中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北秦皇岛 066004
        摘要：如今，随着社会经济的不断发展，我国的各个行业都取得了非常好的发展趋势。在社会的发展进程中，我国对动力能源的需求也是与曰俱增。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。优化和发展蒸汽的热力系统，不仅可以让企业降低加工成本，提高企业运行的经济效益，而且还能让能源利用效率得到提高，使得企业的竞争力得到很大的提升。在这样的背景下，本文就对蒸汽热力管网系统节能优化内容展开分析，希望能够给有关人士提供一些值得参考的内容，以帮助提高蒸汽热力管网系统节能效果。
        关键词：蒸汽热力管网；系统；优化；节能
        1我国蒸汽热力管网系统存在的问题及优化措施的概述
        目前，我国大部分工厂中的热网主干系统的建设时间都比较早，主要都是在20世纪60年代左右建成的，尽管经过了多次的扩增和技术改造，但是其流程仍然存在许多不合理的问题一直迟迟未能解决，使得系统的蒸汽遭到了很大损失。例如，在蒸汽主管线中，凝结水和蒸汽同时进行开放式排放，使得蒸汽造成了很大浪费。通过实地考察可以发现，蒸汽系统损失主要是由三个部分组成的，分别为排凝放空损失、主干管线散热损失以及蒸汽计量损失。而凝结水的排汽加压站以及气动式的排凝回收站的建立能有效杜绝或降低排凝放空的损失。关于蒸汽主管线的带汽排凝所研发出来的专用装置CVA，不仅能实现对蒸汽凝结水回收，而且也有助于排凝损失的减少。除此之外，通过建立在线职能检测对优化离线的模拟系统以及蒸汽系统的实施数据采集系统，也能有效地减少主干管线的散热损失和蒸汽计量损失。
        2热力管网实现优化节能措施的分析
        2.1更新蒸汽管网系统保温
        关于这一项措施的实施，可以通过采集模拟监控和蒸汽数据对蒸汽管网的保温和散热速率进行评估，从而实现改进管线保温。具体操作如下：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在企业和工厂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。通过有关的实验模拟结果可得，蒸汽管网在实际操作过程中的散热量要比理论上的散热量大1.3倍左右。因此要实现减少散热损失，必须对散热量较大、保温损失严重、保温效率较差的管线进行及时地保温更新。
        2.2降低蒸汽系统损失
        蒸汽系统损失主要是由排凝放空损失、主干管线散热损失以及蒸汽计量损失这三个部分组成的。针对排凝放空损失，我们应采取实现凝疏水的正常排放以及对凝疏水进行回收和利用，具体的优化措施如下：可在长期需要排凝的位置进行汽水分离设施以及疏水器的设置，实现凝结水的正常回收，使蒸汽系统既减少了排放损失，又达到保护环境的目的。要使正常排凝放空的问题得到解决，最有效的办法就是在不改变目前蒸汽管网排凝管的管径、数量和位置的基础上，在整个蒸汽系统中建立起一个气动式的排凝回收站，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。
        2.3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、局域网、实时数据库、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。此外，在整个监控系统的操作过程中，可以把对蒸汽管网的热力和水力模拟计算结果用于对蒸汽管的分析和监控，从而实现优化蒸汽管网的目的。

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        3蒸汽热力管网的优化效果分析
        3.1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为1%的管线裸露面积时，其热损失量就会增加10%左右，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为60000t左右。
        3.2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。除此之外，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。
        3.3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。除此之外，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。
        4结语
        总而言之，对于蒸汽凝结水进行回收以及再次利用具有很重要的意义。它不仅能有效减少在蒸汽管网运行过程中对环境造成的污染，而且还能提高水资源的利用效率。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，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。对蒸汽热力管网系统的生产分析和离线模拟，可以通过对蒸汽热力管网系统的运行情况进行检测和数据采集分析以及蒸汽热力管网系统运行的数学模型的方式建立。基于实际数据建立的蒸汽管网数学模型可有效地指导实际，使企业实现显著的节能降耗效果。
        参考文献：
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        [2]热力管网设计与施工中相关问题探讨[J].崔瑞英.城市建设理论研究（电子版）.2018（06）
        [3]波纹管补偿器在热力管网中的应用及常见问题分析[J].唐顺强.住宅与房地产.2017（05）
        [4]浅析蒸汽热力管网节能措施的应用[J].李定国.门窗.2016（03）
        [5]热力管网工程施工工艺和质量控制[J].庄满奇.黑龙江科技信息.2016（10）
        [6]热力管网施工现场安全管理刍议[J].刘志民.合作经济与科技.2015（11）
        [7]试论热力管网施工现场安全管理工作[J].沈培玉.企业改革与管理.2014（11）
        [8]热力管网设计与施工中相关问题探讨[J].崔瑞英.城市建设理论研究（电子版）.2018（06）
        [9]波纹管补偿器在热力管网中的应用及常见问题分析[J].唐顺强.住宅与房地产.2017（05）
        [10]热力管网工程施工工艺和质量控制研究[J].秦文文.中国设备工程.2018（24）
        作者简介：
        戴亭（1985.04.15）；男；河北青县；回族；大学本科学士学位；中级工程师；设计院设计人员；研究方向：热力，暖通，燃气。