工业园区集中供汽规划设计时应注意的几个问题

摘要：本文首先分析了工业园区用汽参数，提出了在管网设计、收费等方面应注意的相关问题，为集中供汽在规划设计时提供了一定的参考。

关键词：工业热负荷；集中供热；蒸汽管网

Abstract: This paper first analyzes the industrial park with the steam parameters, puts forward some problems needing attention in design of pipeline network, fees and so on, as the focus for the steam in the planning and design to provide a certain reference.

Keywords: industrial heat load; heating; steam pipe network

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

引言

我国的工业企业的生产用汽经过从分散的企业小型自备燃煤锅炉房、企业自备电厂发展到大型的工业园区实现集中供汽，供汽的品质要求和规模不断的提高和扩大。特别是，随着近年来煤炭价格不断上涨、材料运输成本的增加、人工成本费用的提高，环保成本投入和要求的提高，原有企业自备小型热源的供汽成本快速增长，已经成为企业生产的主要负担，企业迫切需要稳定、可靠和价格合理的蒸汽供应，集中供汽成为了企业发展必然的选择。同时，随着国家产业政策和节能减排的要求，五大国有发电企业迫切需要降低机组自身运行煤耗、提高企业经济效益，要求进行机组供热改造发展“热、电、冷”三联供。在工业园区集中供汽规划设计中应注意以下几个方面的问题：

1 工业园区用汽参数确定

工业园区的种类很多，而蒸汽能耗较大的主要为煤化工、石油化工、盐化工以及普通工业园区。

煤化工园区的蒸汽能耗主要集中在9.8MPa、4.0MPa和1.0MPa三个压力等级。其中，作为常规煤化工产品的焦炭生产中将产生5.4MPa的蒸汽，单耗为0.45吨蒸汽/吨焦炭，该蒸汽经减温减压后可基本满足此类园区内4.0MPa级别的蒸汽消耗。二甲醚项目生产需消耗9.8MPa的蒸汽，单耗为3.36吨蒸汽，作为煤化工园区内蒸汽压力要求最高的项目。此外，此类化工园区供热所需的蒸汽压力等级主要集中在1.0MPa以内。

石油化工园区的蒸汽消耗主要为3.82MPa和1.0MPa两个压力级别。其中，以3.82MPa压力的过热蒸汽为主。

盐化工园区蒸汽消耗类型与煤化工园区相同，主要为3.8MPa和1.0MPa两种压力等级。

普通工业园区指以纺织、造纸、食品、啤酒等行业为主的产业园区。此类园区比较常见，一般都位于城市的一个片区内。普通工业园区生产以低压蒸汽为主，所需的蒸汽压力都在1.0MPa以内，蒸汽的消耗量相对较大。

目前，我国热电厂机组工业供汽参数一般为1.0MPa（±0.2 MPa）和1.6MPa（±0.2 MPa）两个压力等级，温度280-340℃，具体由项目实际情况确定。对于1.6MPa以上的蒸汽由于其热值较高、品质较好，一般不作为工业供汽。热电厂供汽参数的选择和确定主要根据汽轮机的抽汽位置以及用户用汽压力、输送距离等综合分析确定。

在考虑对工业园区集中供汽时，首先应明确园区的性质，落实园区用汽企业用汽参数，进行实际的调研分析，最终确定供热热源的出口供汽参数。考虑到供汽的经济性和安全性，工业园区集中供汽一般以解决1.6MPa及以下的企业用汽为主，对于企业有少量中、高压用汽时由企业自行建设热源解决。

2 蒸汽管网规划设计

2.1 企业用汽热负荷的落实

为保证蒸汽管道设计合理和运行的经济、安全可靠性，热用户实际需求热负荷的调研和落实十分重要。因此，在前期调查工作中应对用汽企业的生产工艺、主要产品、现状生产规模和单位产品能耗等基础数据逐一落实，并进行计算校核。了解企业的用汽情况，属于连续用汽还是间断用汽，全天的用汽波动情况以及常年的用汽波动情况，确定最大、最小和平均用汽量。了解企业现状生产的锅炉配置、实际用汽量，近期的用汽量（3年内）以及远期规划用汽量等数据。管径设计选择时一般以近期负荷需求为依据，适当考虑富余量。由于蒸汽用户用汽峰值出现的不同时性，在计算设计工业热负荷时考虑同时使用系数，一般取0.6-0.9。

供汽企业在进行上述调研工作后，且确定要给某个企业供汽时应签订供汽协议书，明确供汽量、供汽参数等基本资料，同时供汽企业根据用汽协议确定的相关参数来建设管网，用汽企业根据协议用汽量缴纳管网建设配套费用。

2.2管网管径确定原则

基本原则：根据供汽范围内企业的用汽量、用汽参数、供汽距离和热源出口参数，通过蒸汽管道允许的压降和温降，控制管道的流速选择管径。

蒸汽管道最大流速表

蒸汽管道设计时应考虑实际的运行流量不宜低于设计流量的30%，最小安全运行流量不能少于5%。如果用汽企业属于间断用汽时，为保证管网运行安全，当企业不用汽时应按照最小设计流量进行排放，该部分汽量费用由用汽企业承担，并在协议书中进行明确说明。

2.3管材及敷设方式

目前，蒸汽管网敷设主要为直埋和架空敷设。架空敷设主要是在大型的工业园区以及企业厂区内部，沿城市道路敷设时一般要求直埋敷设。直埋敷设常采用钢套钢软质保温内滑动保温管，由于工作管道处于相对封闭、干燥、稳定的环境中，基本不受外界干扰，管道热损失较小，运行相对安全、可靠，此项技术已经完全成熟并广泛的应用在许多城市。地下直埋敷设关键是外护管道的防腐和外护管道接口的探伤，防止出现外护管道损坏引起保温材料进水、造成外护管道破坏等问题。地下直埋蒸汽管道、固定节等附件选择也应该保证质量。设计、施工时严格按照规范要求，设置疏水、排潮等装置。直埋敷设时相对于架空敷设麻烦在管道运行暖管、调试初期的疏水工作，疏水大多情况下无法排到周边排水管道中，必须采用水泵等设施排水；架空敷设时相对简单可以直接排掉。

架空敷设时管道直接暴露于空气中冬季温度较低时热损失较大，同时管道受周边环境影响较大，管道支座等钢结构件长时间处于高温、潮湿环境时腐蚀严重，运行安全可靠性不如直埋敷设。由于投资较省同时运行维护简单，一般在企业厂区内部分支管道中采用此方式以低架空敷设为主。

3 工业供汽销售方式选择

3.1供汽销售方式

工业供汽的销售主要包括热源直供方式（热源直接供应到用汽企业）和厂网分开模式（热源企业将蒸汽销售给热力经营单位（热力公司），由热力公司销售给热用户），一般以后者居多。热源直供的方式主要适合于用户较少的地方，一般由热源建设专线为该企业供汽，热源和企业直接结算，管网建设可由热源企业独资建设或共同投资建设。

目前，大多数电厂都采用热力公司间接销售的方式，主要是用户较多、管网较长，运行维护工程量较大，热电厂没有专门的部门和人员。由独立的热力公司负责蒸汽管网的建设和运营管理。

3.2供汽结算方式

热电厂直供时双方根据各自的流量表进行核算，共同分担管网的热损失，管网运行维护由热源企业负责，此方式双方对成本和运营费用等都可能存在一定的分歧，容易出现一定纠纷。

厂网分开的运营模式作为目前主要的运营管理模式，由于其责任明确、运行管理简单而广泛的采用。热电厂以双方分界点的流量表和出厂价格为依据进行结算，热力公司根据用户的流量表和销售价格与企业结算。热力公司承担管网的运行维护、热损失费用等，热源企业保证供汽的压力、温度等参数要求。

3.3供汽价格确定

工业供汽价格一般按照用汽量吨数计算，不同热电厂机组大小和运行成本相差较大，供汽价格也不同，目前工业供汽价格一般在200元/吨左右。不同地区在确定供汽价格时应同时兼顾供汽企业和用汽单位的利益，在对供汽成本核算基础上，确定蒸汽的价格。

4 其他注意的问题

4.1企业用汽量的落实，保证管径选择的合理和经济性

由于企业用汽量直接影响着蒸汽管网管径选择，必须应加强前期资料调研和分析，确保企业用汽量数据符合实际生产情况，保证管网管径既能保证企业远期最大用汽量需求，同时兼顾近期低负荷时，管网处于安全和经济运行状态。

4.2热源供汽参数的确定，确保机组最经济的抽汽参数

集中供汽热源的供汽参数以满足范围内绝大多数企业用汽参数要求为原则，同时兼顾热源自身的情况，尽量以低品质的低压参数对外供汽，确保蒸汽能量的梯级利用，达到高品质蒸汽发电做功，低品质供热的目标。

4.3管线路由设计方案应充分论证分析

4.4管道及附件等设备材料的选择，应保证质量

在管道规划设计时，应根据管网设计参数的不同，选择不同的管道材质、保温材料和阀门等附件。

4.5加强施工过程中质量监督和管理，确保工程工程质量

4.6管道运行调试，应由专门技术人员进行

5 结论

随着我国工业水平的整体提高，企业规模的不断扩大、不断的集中化和区域化，出现了大批的工业园区，为集中供汽的发展提供了便利的实施条件。在工业园区集中供汽规划设计时应充分调研、确定科学合理的规划设计方案，保证项目的经济、安全和节能。