王秋月
南京苏夏设计集团股份有限公司 南京 210000
摘要：本文主要针对长输热网运行中，蒸汽流量未达到设计最低负荷，对管网的运行产生较大的安全隐患和热损失。根据不同电厂的供热情况，分析低负荷产生的原因、低负荷运行产生的问题，从前期工作至管网运行阶段提出解决措施，来保证管网在低负荷情况下安全运行。
关键词:长距离输送、低负荷、热损失、安全运行
一、前言
长距离输送蒸汽管网实现集中供热，提高基础设施水平，改善投资环境，为居民生活质量的提高创造条件，具有节约能源、减少污染、改善环境等显著的经济效益和社会效益,然而在管网运行中，运行的负荷远不到管网的设计负荷，基本维持在30%，有的甚至不到10%，导致管网运行中不仅有很大的热损失，而且存在较大的安全隐患。本文从各方面分析低负荷运行的原因，提出解决蒸汽管网低负荷运行的各项措施。
二、产生低负荷问题的原因
2.1前期负荷的调研问题
①用户自己对用量情况不了解，或者用户提供的热负荷过大；
②获取热负荷的方式过于单一，有的过于依赖用户提供的资料，没有核实；有的核实了锅炉铭牌，没有按照煤耗、天然气、生物质、用电、柴油等能源消耗量计算，导致调研的负荷过大。
2.2业主的战略性远期规划
①业主出于远期战略性考虑，即使现阶段用户较少，也会考虑筑巢引凤。
②当地的产业规划、用户的近期规划等等。
2.3为满足末端特殊用户的参数
由于末端有用户在生产上有特殊参数(多为化工、石化类企业)，在计算管径时，要考虑满足末端的温度、压力。所以在压降和温降上要特殊考虑，管径会选择的相对大一些。
2.4该地区有”三联供”的情况
尤其在较为城市建设发达地区，政府有相关制度措施。“三联供”为居民采暖(0.3-0.5Mpa)、商业制冷（0.8Mpa）、工业供气(0.6-0.8Mpa)。采暖季从每年的 11 月 27 日持续到次年的 3 月 4 日。制冷季从每年的 5 月 25 日持续到 9 月 30 日。扣除这两个时段，余下的 138 天为非采暖非制冷期。在这个时期只有工业负荷的话，管损会很大，也会存在安全运行问题。
2.5用户生产时间错峰
①企业的生产存在季节性，比如啤酒厂。夏季的啤酒量较大，冬天相对较小。
②有些企业间断性用汽，白天上班开启阀门，晚上下班关闭阀门。
③用户端生产工艺时间存在峰值，早上6-10点是峰值，比如制药企业，生产反应的峰值需要10t/h，正常保温只需要1t/h，最大流量需要按照10t/h计算。
2.6用户流失
由于市场行情、破产、国际贸易问题、经济危机等原因会导致用户流失，整体的管网负荷就会下降，比如出口的羽绒企业受中美贸易影响，染整企业受当地环保政策要求搬迁等等。
2.7项目阶段性建设
有些项目规模较大，比如50公里，前10公里有5家用户，后面20家用户。在管道运行初期，前10公里施工通气后，在后40公里的建设过程中，前10公里也是在低负荷的运行阶段。
三、低负荷运行带来的问题
3.1热损失问题
①管道的质量损失较大，尤其温度的损失较大。
②由于负荷较低的原因，蒸汽疏水的频率和量都会相对较多，容易对于疏水阀门、疏水器等管件的寿命带来较大影响，。
3.2安全问题
①用户是间断性生产，晚上关阀门，早上开阀门。夜晚管道里面的蒸汽凝结成水，早上打开阀门的时候，汽水混合容易产生水锤，造成安全问题。
②管网整体负荷较低。管道疏水量较大，造成到处冒汽，对居民存在安全隐患。
③由于负荷较低，在顶管深度较深的位置，疏水难以及时疏出，导致出地的弯头会出现水锤振动现象。
3.3流量计的计量会出现较大偏差，汽水两相流中流量计无法计量准确。
四、解决措施
4.1针对前期负荷的调研情况，解决措施如下：
①在获得负荷资料的方式上，应实际到用户段考察用户用热生产方式。根据用户的原生产用料，是用煤、用天然气、生物质、用电、导热油等燃料热值来换算得到较为准确的用量。
②对于用户提供负荷有太大余量方面情况，可和业主交流，针对这种情况，可在和用户对接时在合同上注明如果达不到用量，将采取相关措施。
4.2针对战略性远期规划，解决措施如下：
①对于长远规划建议采取预留管位的措施，对于近期规划纳入考虑范围，需要了解近期规划相关的政策，是否批复，是否有项目的可研等等。
②有时会根据规划内容提供模糊的负荷，可根据规划用地性质及用地企业类型进行分析，查询规范是几类用地，计算出大致的负荷情况，并根据经验选取合理的系数。
4.3针对地区性“三联供”，解决措施如下：
由于地区有采暖、制冷、工业用蒸汽情况。而各期的负荷也不在同一时段。就造成负荷的错峰。比如在夏季就无采暖负荷，冬季无制冷负荷，除去这两个时段，工业负荷基本常年稳定。建议根据实际情况（1）分期建设。（2）采暖和制冷单独设计管道、工业管单独设计。
4.4针对用户间歇性、峰值性、季节性生产，解决措施如下：
①由于用户段的特殊生产方式，首先需在用户端接气段设置连续疏水。在水力计算的时候，合理考虑根据温降、压降，合理考虑设计管径。
②可以适当调整峰谷汽价，比如晚上的汽价比白天低10元/吨，刺激大用户生产，节约成本。来保障夜间管网负荷，降低安全隐患。
4.5针对用户流失及管网阶段性建设，解决措施如下：
管网作为招商引资的条件，可引进相关的用户，增加用气量。拓宽供热半径，增加供热负荷。由于用户段的特殊生产方式，建议在阶段性的建设中，在设置疏水方面，应多设置连续疏水。而在疏水器的选型上，建议选择大排量的疏水器。可以减少对蒸汽的损失，相对也会减少对环境的影响及居民的打扰。
4.6为保证安全放空蒸汽，解决措施如下：
①出于安全考虑，保证流量。可以在没有人的地方开三通并安装消音器放空排蒸汽，以此来保证流量。
②由于部分企业是白天生产、晚上停产，会导致在早上开阀的时候会导致流速突然增加，容易产生水冲击造成安全隐患。需要在早上巡线观察管道运行情况，注重疏水情况。
4.7如何去循环利用蒸汽来减少经济损失，解决措施如下：
①在整体低负荷、季节性低负荷、夜里低负荷的情况下，可以来利用蒸汽。比如在末端设置蓄热水箱，来进行预余热冷凝水回收可以做封闭式或者混合式在进行经营。
②因地制宜，可以在用热所需区域，将1-2公里内的疏水并联起来向该区域供热，或者收集疏水进行售卖。
4.8热水管道是否存在低负荷运行的损失，解决措施如下：
①热水管道基本无热损失，热水管道只有水一种物质。在负荷较低的情况下，可以灵活操作。适当调高温度，减小水量。
4.9进行冷凝水回收
可以通过技术经济核算，在管道负荷沿线设置冷凝水回收管网，布置冷凝水管道进行回收点集中回收，返回至厂内或者进行二次销售。
五、结论和建议
前期的负荷调研是非常重要的，设计人员需要切身到用户端调研，并和甲方、用户进行其合理性的沟通。对于已经低负荷运行的管道，需要从设计、运行、用户管理等多方面着手，采取相应的措施，达到安全、经济地运行地目的。