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【摘 要】 区域集中供热的实施，为国家节能和环保工作都取得了明显的成绩。淘汰区域分散小锅炉，由热源点高效率、低排放机组通过热网输送蒸汽，以达到节能和环保的目的，是集中供热事业发展的初衷。进行供热管网优化和推行节能措施，是降低蒸汽输送过程中的损耗的较好途径，往往能达到小投入大回报的效果。
【关键词】 供热；管损；优化；节能；措施
前言：
宁波经济技术开发区于1984年10月18日经国务院正式批准建立，成为继大连、秦皇岛之后，全国第三个国家级开发区。宁波开发区选址宁波市北仑区小港镇域内3.9平方公里的沿海区域为开发区域（现为宁波开发区联合开发区域）。这一阶段，以小港联合开发区域的开发建设为重点，进行起步区的“六通一平”基础设施建设，逐步满足兴办工业项目的需要。在此背景下，宁波经济技术开发区热电有限责任公司（以下简称开发区热电）作为开发区主要的基础配套设施，于1991年2月成立。经过二十多年的发展，宁波开发区已成为中国建区最早、面积最大的国家级开发区之一，伴随之发展的开发区热电目前成为宁波市北仑西片区唯一的热电联产企业，负责联合开发区域、江南出口加工区、青峙化工区和机电装备产业园区的集中供热任务，现有蒸汽用户100多家，年供热量达到120万吨。目前拥有五炉四机的生产规模，总装机容量为45MW，供热能力达400t/h。
一、原热网状况及改进效果
开发区热电对外供热管道从1991年开始建设，随着开发区的发展，根据工厂、企业的落户，热网管道按需敷设，供热范围不断扩大，在2000年至2005年达到了建设高峰期，并基本形成现有规模，建成主管线7条，其中DN600主管线2条，DN400主管线1条，DN350管线1条，DN250主管线3条，管网长度达到67公里，以热源点为中心，供热半径超过10公里，简单示意图如图1所示。
图1 供热主线分布图
在1991年至2005年这15年间，热网建设随区域开发进程而来，根据落户企业需求，按需配备供热管道，不具备整体规划部署条件，热网管道设计不甚合理。再加上多年来区域企业更迭频繁，用热需求不断变化，以及管道年久老化，最早建设的管道服役已超过二十多年，热网运行经济性承受巨大考验。自2008年开始，供热管损居高不下，2008年，年供热量118.50万吨，管损18.50万吨，管损率15.61%；2009年，年供热量106.05万吨，管损17.17万吨，管损率16.19%，达到了历史高峰。适时正逢金融危机风暴，企业生存面临巨大考验，技术革新刻不容缓。
2011年开始，公司开始推行热网经济运行管理、推进管网优化工作和技术改造。通过一系列的措施，2011年取得了初步的效果，供热量121.90万吨，管损9.32吨，管损率7.65%，通过进一步深层次的推进供热日常管理和技术革新，2012年、2013年再创佳绩，管损率分别为4.75%和3.00%，供热经济性得到了极大改善。从2008年的年损耗18.5万吨，到2013年年损耗仅3.51万吨，节能量是相当可观的，减少蒸汽损耗近15万吨/年，约折合标煤14000吨/年。
2011年至2013年的3年间，开发区热电在降低损耗、节能减排方面承受了巨大的压力，从数据看来，采取的措施是得当的，效果是明显的，笔者借此机会，与同行分享如下，以期共同进步，使节能工作更进一步。
二、热网高管损的成因
要降低管损，先要了解其成因，结合开发区热电热网实际情况，得出主要管损成因有以下几方面：
1、管径需求与设计不符，介质流动性能差，存在大口径小流量等状态
宁波开发区起点仅3.9平方公里的联合区域，后发展成30平方公里的大型开发区域，产业逐步发展、调整，形成了化工区、纺织园区、机电园区等区块，开发区热电热网建设从一条DN250管线开始，逐步发展到目前规模。热网管道敷设按需开展，随区域扩张、企业落户，管道不断延伸，供热半径不断扩大，未能统筹规划，供热主线先行长距离敷设，再根据需要选择开口位置接出支线，存在供热管径与实际蒸汽通流量不对应，或大口径小流量，或小口径超流量现象。
另外，由于区域企业多数以日开夜停为主，24小时连续用汽企业较少，造成日夜负荷波动较大，白天负荷可达到220t/h，而夜间仅有120t/h，巨大的负荷波动也造成了管道介质输送状况不理想。
2、管网运行状况不理想，保温脱落严重，閥门跑、冒、滴、漏情况较多
开发区热电最早供热管道服役已超过二十年，随着热网的日益老化，日常检修力度未能跟上，热网运行状况不理想，管道保温出现大面积脱落，特别是直埋管出口弯头、地沟管出口弯头等部位的保温外铁皮脱落，造成整段直埋管和地沟管进水，保温效果大打折扣甚至起了反作用。另外，阀门跑、冒、滴、漏情况较多，67公里管网有上千只阀门，阀门的漏汽情况不容忽视，有的自动疏水阀干脆成了排汽阀。
3、计量误差，超出测量宽度的小流量和超流量无法计量
开发区热电自90年代开始，用户结算表计即推行安装涡街流量计，并坚持每年进行二次表检定和每两年进行一次表检定工作，力求贸易结算双方公平。由于涡街流量计量程下限为最大流量的10%，存在测量死区，以及剔除各种干扰而设置的流量表必有的小信号切除功能，导致在实际有蒸汽流通的同时而仪表瞬时流量显示为零。另外，超出仪表量程的超流量现象，也为热用户少增容、多用热提供了便利条件，致使仪表失准，计量偏低。连续的小流量和超流量计量缺失也是高管损的一大成因。
4、沿海地带直埋管工作环境恶劣，腐蚀情况严重
图2为开发区热电DN400主线直埋段腐蚀情况，该直埋管线建于2000年，全长2公里。由于宁波开发区地处沿海，地下水位较高，且随着海水潮涨潮落，直埋管长期处于海水交替浸泡中。2012年开挖检查发现，多处外套管已严重腐蚀，芯管直接暴露，造成了后续用户用汽品质恶化，同时犹如一个巨大的热交换器在给地下水加热，造成极大的能源浪费。 图2 DN400直埋管腐蚀情况图
5、区域发展日新月异、用户更迭，供热支线形成盲段，汽流停滞
由于区域产业调整和企业用户更迭，原来的用户搬迁后，管道闲置，特别是供热支线形成了较多盲段，汽流停滞，散热损失严重。
三、管网优化和节能措施
1、修订制度，规范作业
2011年，开发区热电重点进行了制度建立和修订。《热网运行规程》、《热网检修规程》、《熱网日常巡检规程》、《用热业务管理工作标准》、《供热计量仪表管理工作标准》等一系列制度制定完成并纳入日常管理工作中执行，供用热管理进行标准化作业，保证了负荷调度、检修工作、仪表管理等工作的时效性。
2、借助报表、软件进行数据分析，掌握供用热实时动态
对原用户实时监控管理系统进行了升级改造，改进数据接收频率和能力，数据接收频率达到5秒接收一次数据，并新增用户参数报警，压力、温度、损耗曲线，供用热分析报表等功能。利用软硬件，按日、周、月进行供用热运行分析，掌握用户用热实时动态和管网运行状况。
3、注重经济运行调度，改常规疏水为按需疏水模式
关注供热经济运行，合理分配各主线负荷，严格控制供出蒸汽压力和温度范围，实行责任考核。并根据用户实际用汽需求，合理安排连通线的停复役。
供热管网疏水一般分自动和手动两类。自动疏水阀在热网管道中因其优势显著，应用较为广泛。但并不是所有热网管道都适用，或者说是最合适的。离热源点近的热网，蒸汽往往处于过热状态，并没必要装设自动疏水阀，开发区热电采用定期手动开关二次阀的方式检查疏排水，这样做可减少阀门常开状况下不可避免的散热损失和泄漏。离热源点较远的热网末端，因凝结水量大，自动疏水阀往往呈连续排汽水混合物的状态，蒸汽浪费较大，这种状况下，采用手动与自动相结合的方式，定期加强排水，以改善自动疏水阀工作状况，减少排汽损失。
4、对热网进行清理优化，改进管道工作状况
这方面，开发区热电做了相当多的工作，首先，对所有管道进行摸底排查，记录整理各线路现状，特别是支线盲段和保温状况。对供热支线盲段采取隔离阀后加装盲板的方式彻底隔离，减少停滞蒸汽的散热损失和隔离阀内漏造成散热的可能。2011年累计消除盲段36段，总长度超过1500米，大大减少了不必要的能源浪费。保温方面，结合春秋两季热网安全大检查，查到一处及时修复一处，特别是直埋管、地沟管出口弯头保温应及时修复，以及直埋管套管应超出地平50cm以上，并加装管帽，防止雨水进入造成芯管泡水。
5、采用新工艺、新材料推进技术改造和革新
针对DN400主线直埋段腐蚀实际情况，开展技术改造工作，并与上海科华管道有限公司合作，采用了新型预制直埋蒸汽保温管结构。原直埋管材料为钢套钢结构，外防腐采用五油三布环氧煤沥青漆。新型直埋管结构特别针对当地沿海地下水位高的实际情况，采用了图3结构。
图3 新型保温管结构图
上述结构中，外护PE管不存在腐蚀问题，有效隔绝了地下水对外护钢管的影响。外护钢管内外层均布置有聚氨酯泡沫，能有效隔绝水汽对外护钢管的腐蚀作用，且其保温效果优于硅酸钙，可增进保温效果，其缺点是耐温在140℃以下，故只能布置在硅酸钙保温层外侧。为测试新型直埋管保温效果，开发区热电还要求生产厂家加装了各层温度测点，经运行后实际测量，保温效果达到设计效果。
此项改造工程于2012年开始实施，投运后节能效果相当明显。
6、尽量减小测量死区对计量准确性的影响
一方面，合理选择表计量程。部分用户因生产规模扩大或缩小，实际用汽量与当初申报量不符，最初配备的表计量程也不尽合理。开发区热电要求这部分用户按实际情况重新核定申报量，并据此更换表计，使量程处于最佳范围。
另一方面，通过修订用户合同，推进规范性合同文本，以涡街流量计测量宽度下限为10%的实际情况，规定低于申报量10%用热按10%计算，解决小流量未按实进入结算的问题。
四、节能工作无止境
开发区热电通过几年的经济运行管理、热网优化及推进节能措施，供热管损大幅下降，取得了理想的效果。但节能工作无止境，仍有许多方面措施可推进。
1、保温外形完好，但效果待检验
热网经多年运行，保温层隔热效果下降，但这并不容易发现，可推进保温效果检验手段，定期检验，并实施修复或改造，可做到管道散热最小化。
2、传统支架散热量较大
传统管道支架一般与钢管焊接，与支墩大面积接触，造成热通过传导进入地下，其热损失要比对流热损失还要大。推进保温支架改造，也是一大节能举措。
3、表计后用户管道的散热损失
表计后管道的散热损失属于用户量，对热电厂来说是增加的销售量，但从社会节能角度来讲，热电厂做为集中供热事业的执行者，有义务监督用户做好节能工作，同时也是为用户负责，减少其额外支出。
【关键词】 供热；管损；优化；节能；措施
前言：
宁波经济技术开发区于1984年10月18日经国务院正式批准建立，成为继大连、秦皇岛之后，全国第三个国家级开发区。宁波开发区选址宁波市北仑区小港镇域内3.9平方公里的沿海区域为开发区域（现为宁波开发区联合开发区域）。这一阶段，以小港联合开发区域的开发建设为重点，进行起步区的“六通一平”基础设施建设，逐步满足兴办工业项目的需要。在此背景下，宁波经济技术开发区热电有限责任公司（以下简称开发区热电）作为开发区主要的基础配套设施，于1991年2月成立。经过二十多年的发展，宁波开发区已成为中国建区最早、面积最大的国家级开发区之一，伴随之发展的开发区热电目前成为宁波市北仑西片区唯一的热电联产企业，负责联合开发区域、江南出口加工区、青峙化工区和机电装备产业园区的集中供热任务，现有蒸汽用户100多家，年供热量达到120万吨。目前拥有五炉四机的生产规模，总装机容量为45MW，供热能力达400t/h。
一、原热网状况及改进效果
开发区热电对外供热管道从1991年开始建设，随着开发区的发展，根据工厂、企业的落户，热网管道按需敷设，供热范围不断扩大，在2000年至2005年达到了建设高峰期，并基本形成现有规模，建成主管线7条，其中DN600主管线2条，DN400主管线1条，DN350管线1条，DN250主管线3条，管网长度达到67公里，以热源点为中心，供热半径超过10公里，简单示意图如图1所示。
图1 供热主线分布图
在1991年至2005年这15年间，热网建设随区域开发进程而来，根据落户企业需求，按需配备供热管道，不具备整体规划部署条件，热网管道设计不甚合理。再加上多年来区域企业更迭频繁，用热需求不断变化，以及管道年久老化，最早建设的管道服役已超过二十多年，热网运行经济性承受巨大考验。自2008年开始，供热管损居高不下，2008年，年供热量118.50万吨，管损18.50万吨，管损率15.61%；2009年，年供热量106.05万吨，管损17.17万吨，管损率16.19%，达到了历史高峰。适时正逢金融危机风暴，企业生存面临巨大考验，技术革新刻不容缓。
2011年开始，公司开始推行热网经济运行管理、推进管网优化工作和技术改造。通过一系列的措施，2011年取得了初步的效果，供热量121.90万吨，管损9.32吨，管损率7.65%，通过进一步深层次的推进供热日常管理和技术革新，2012年、2013年再创佳绩，管损率分别为4.75%和3.00%，供热经济性得到了极大改善。从2008年的年损耗18.5万吨，到2013年年损耗仅3.51万吨，节能量是相当可观的，减少蒸汽损耗近15万吨/年，约折合标煤14000吨/年。
2011年至2013年的3年间，开发区热电在降低损耗、节能减排方面承受了巨大的压力，从数据看来，采取的措施是得当的，效果是明显的，笔者借此机会，与同行分享如下，以期共同进步，使节能工作更进一步。
二、热网高管损的成因
要降低管损，先要了解其成因，结合开发区热电热网实际情况，得出主要管损成因有以下几方面：
1、管径需求与设计不符，介质流动性能差，存在大口径小流量等状态
宁波开发区起点仅3.9平方公里的联合区域，后发展成30平方公里的大型开发区域，产业逐步发展、调整，形成了化工区、纺织园区、机电园区等区块，开发区热电热网建设从一条DN250管线开始，逐步发展到目前规模。热网管道敷设按需开展，随区域扩张、企业落户，管道不断延伸，供热半径不断扩大，未能统筹规划，供热主线先行长距离敷设，再根据需要选择开口位置接出支线，存在供热管径与实际蒸汽通流量不对应，或大口径小流量，或小口径超流量现象。
另外，由于区域企业多数以日开夜停为主，24小时连续用汽企业较少，造成日夜负荷波动较大，白天负荷可达到220t/h，而夜间仅有120t/h，巨大的负荷波动也造成了管道介质输送状况不理想。
2、管网运行状况不理想，保温脱落严重，閥门跑、冒、滴、漏情况较多
开发区热电最早供热管道服役已超过二十年，随着热网的日益老化，日常检修力度未能跟上，热网运行状况不理想，管道保温出现大面积脱落，特别是直埋管出口弯头、地沟管出口弯头等部位的保温外铁皮脱落，造成整段直埋管和地沟管进水，保温效果大打折扣甚至起了反作用。另外，阀门跑、冒、滴、漏情况较多，67公里管网有上千只阀门，阀门的漏汽情况不容忽视，有的自动疏水阀干脆成了排汽阀。
3、计量误差，超出测量宽度的小流量和超流量无法计量
开发区热电自90年代开始，用户结算表计即推行安装涡街流量计，并坚持每年进行二次表检定和每两年进行一次表检定工作，力求贸易结算双方公平。由于涡街流量计量程下限为最大流量的10%，存在测量死区，以及剔除各种干扰而设置的流量表必有的小信号切除功能，导致在实际有蒸汽流通的同时而仪表瞬时流量显示为零。另外，超出仪表量程的超流量现象，也为热用户少增容、多用热提供了便利条件，致使仪表失准，计量偏低。连续的小流量和超流量计量缺失也是高管损的一大成因。
4、沿海地带直埋管工作环境恶劣，腐蚀情况严重
图2为开发区热电DN400主线直埋段腐蚀情况，该直埋管线建于2000年，全长2公里。由于宁波开发区地处沿海，地下水位较高，且随着海水潮涨潮落，直埋管长期处于海水交替浸泡中。2012年开挖检查发现，多处外套管已严重腐蚀，芯管直接暴露，造成了后续用户用汽品质恶化，同时犹如一个巨大的热交换器在给地下水加热，造成极大的能源浪费。 图2 DN400直埋管腐蚀情况图
5、区域发展日新月异、用户更迭，供热支线形成盲段，汽流停滞
由于区域产业调整和企业用户更迭，原来的用户搬迁后，管道闲置，特别是供热支线形成了较多盲段，汽流停滞，散热损失严重。
三、管网优化和节能措施
1、修订制度，规范作业
2011年，开发区热电重点进行了制度建立和修订。《热网运行规程》、《热网检修规程》、《熱网日常巡检规程》、《用热业务管理工作标准》、《供热计量仪表管理工作标准》等一系列制度制定完成并纳入日常管理工作中执行，供用热管理进行标准化作业，保证了负荷调度、检修工作、仪表管理等工作的时效性。
2、借助报表、软件进行数据分析，掌握供用热实时动态
对原用户实时监控管理系统进行了升级改造，改进数据接收频率和能力，数据接收频率达到5秒接收一次数据，并新增用户参数报警，压力、温度、损耗曲线，供用热分析报表等功能。利用软硬件，按日、周、月进行供用热运行分析，掌握用户用热实时动态和管网运行状况。
3、注重经济运行调度，改常规疏水为按需疏水模式
关注供热经济运行，合理分配各主线负荷，严格控制供出蒸汽压力和温度范围，实行责任考核。并根据用户实际用汽需求，合理安排连通线的停复役。
供热管网疏水一般分自动和手动两类。自动疏水阀在热网管道中因其优势显著，应用较为广泛。但并不是所有热网管道都适用，或者说是最合适的。离热源点近的热网，蒸汽往往处于过热状态，并没必要装设自动疏水阀，开发区热电采用定期手动开关二次阀的方式检查疏排水，这样做可减少阀门常开状况下不可避免的散热损失和泄漏。离热源点较远的热网末端，因凝结水量大，自动疏水阀往往呈连续排汽水混合物的状态，蒸汽浪费较大，这种状况下，采用手动与自动相结合的方式，定期加强排水，以改善自动疏水阀工作状况，减少排汽损失。
4、对热网进行清理优化，改进管道工作状况
这方面，开发区热电做了相当多的工作，首先，对所有管道进行摸底排查，记录整理各线路现状，特别是支线盲段和保温状况。对供热支线盲段采取隔离阀后加装盲板的方式彻底隔离，减少停滞蒸汽的散热损失和隔离阀内漏造成散热的可能。2011年累计消除盲段36段，总长度超过1500米，大大减少了不必要的能源浪费。保温方面，结合春秋两季热网安全大检查，查到一处及时修复一处，特别是直埋管、地沟管出口弯头保温应及时修复，以及直埋管套管应超出地平50cm以上，并加装管帽，防止雨水进入造成芯管泡水。
5、采用新工艺、新材料推进技术改造和革新
针对DN400主线直埋段腐蚀实际情况，开展技术改造工作，并与上海科华管道有限公司合作，采用了新型预制直埋蒸汽保温管结构。原直埋管材料为钢套钢结构，外防腐采用五油三布环氧煤沥青漆。新型直埋管结构特别针对当地沿海地下水位高的实际情况，采用了图3结构。
图3 新型保温管结构图
上述结构中，外护PE管不存在腐蚀问题，有效隔绝了地下水对外护钢管的影响。外护钢管内外层均布置有聚氨酯泡沫，能有效隔绝水汽对外护钢管的腐蚀作用，且其保温效果优于硅酸钙，可增进保温效果，其缺点是耐温在140℃以下，故只能布置在硅酸钙保温层外侧。为测试新型直埋管保温效果，开发区热电还要求生产厂家加装了各层温度测点，经运行后实际测量，保温效果达到设计效果。
此项改造工程于2012年开始实施，投运后节能效果相当明显。
6、尽量减小测量死区对计量准确性的影响
一方面，合理选择表计量程。部分用户因生产规模扩大或缩小，实际用汽量与当初申报量不符，最初配备的表计量程也不尽合理。开发区热电要求这部分用户按实际情况重新核定申报量，并据此更换表计，使量程处于最佳范围。
另一方面，通过修订用户合同，推进规范性合同文本，以涡街流量计测量宽度下限为10%的实际情况，规定低于申报量10%用热按10%计算，解决小流量未按实进入结算的问题。
四、节能工作无止境
开发区热电通过几年的经济运行管理、热网优化及推进节能措施，供热管损大幅下降，取得了理想的效果。但节能工作无止境，仍有许多方面措施可推进。
1、保温外形完好，但效果待检验
热网经多年运行，保温层隔热效果下降，但这并不容易发现，可推进保温效果检验手段，定期检验，并实施修复或改造，可做到管道散热最小化。
2、传统支架散热量较大
传统管道支架一般与钢管焊接，与支墩大面积接触，造成热通过传导进入地下，其热损失要比对流热损失还要大。推进保温支架改造，也是一大节能举措。
3、表计后用户管道的散热损失
表计后管道的散热损失属于用户量，对热电厂来说是增加的销售量，但从社会节能角度来讲，热电厂做为集中供热事业的执行者，有义务监督用户做好节能工作，同时也是为用户负责，减少其额外支出。