为此，本人查阅了大量文献资料，对华电渠东发电有限公司（下称：渠东公司）蒸汽网实际运行状况进行跟踪调研。根据调研情况，对蒸汽管网管损的产生与控制进行尝试性说明，供参考。
关键词：蒸汽 管损 产生与控制
一、工程概述
渠东公司目前在运蒸汽网11.4KM,分二期建设。一期全长5.4KM,DN350至DN150，设计由汽轮机第四段抽汽为汽源，参数0.8~1.3MPa温度280~320℃，供汽能力为40t/h，于2015年1月8日投入运行。该段管网投运后，运行参数为0.7~1.0MPa,温度300℃，管网平均流量为17t/h，平均管损6~8%。后因用户增加，管线增容（主管线未变）在DN350管线末端开口分出DN350支线一路，汽源变更为汽轮机高压缸排气，参数为1.5~3.0MPa，温度310℃，供汽能力增至78t/h。运行参数0.95~1.3MPa，温度270℃，16年10月投入运行。管网投运初期，流量23~25t/h,管损最大达到30%。管网平均流量升至35t/h以上时，管损降至10%。鉴于管损居高不下的情况，渠东公司下大力气，落实用户真实用量并于2018年4月将所有用户结算用表统一更换为涡街流量计，同时根据其真实用量改换部分管道。更换完成后，管损降至5%，甚至一度出现负值。随着几个大管径小用量用户的投运，管损再度增大。
二、蒸汽管网管损现状与成因
蒸汽管网的经济性可以用热量损失和质量损失两种方式来考核。众所周知，以任何介质为载体的热量在传播、输送过程中，由于管道的设计安装、运行状况、管道长度、管道保温、内壁摩阻、敷设方式、土质土层、风速气温等因素的影响，存在许多不确定因素，其值的大小可以根据需要按理论计算方法、测试计算方法、经验计算方法计算得出，其存在的表现为用户端蒸汽压力、温度的变化。这种管损是实际存在的，在工作中称为热损。
目前渠东公司与国内绝大多数工业供热企业一样，按吨位与热用户进行结算。根据质量守恒定律，只要管网沿途没有跑、冒、滴、漏现象，管损就应该为零。若用户用汽温度较低，在系统中加入减温减压装置，进行喷水减温的情况下，对外售汽量应该等于抽汽量与减温水量之和，略高于抽汽量。也就是说，此时与抽汽量相比较管损应该为负值。以渠东公司蒸汽网运行现状为例计算如下：
案例：渠东公司汽源抽汽口平均温度为310℃，压力1.4MPa，供汽出口端温度平均250℃，压力1.1MPa，满足末端用户的温度需求及用户入口不低于2℃过热度的安全运行需求。那么当汽轮机高排汽抽汽流量为40t/h时，对外供出的蒸汽流量是多少呢（减温水焓值忽略不计）？
q1=40t/h 查焓熵图得： h1=3060kj/kg h2=2935kj/kg
根据能量守恒定律和质量守恒定律:
h2q2-h1q1=h3q3 q2-q1=q3
得q2=41.7t/h q3=1.7t/h
由计算得知，在案例给定的工况下，抽汽量在40t/h时，对外的供汽量则为41.7t/h，管损为﹣4.2%。
当然，减温水的用量直接影响了管损变化，由于调峰机组负荷变换比较频繁，抽汽压力也随负荷的变化而变化，抽汽温度相对稳定，焓值也随着变化，故管损成为一个不定值。除却减温水的影响，在实际运行当中，依然存在较大管损。据有关资料显示，在无减温水喷入的情况下，一般蒸汽管网的损耗在13%，即便是流量表选型最正确、安装位置最合理，管损率也会在10%左右。且呈现在管网半径确定的情况下，随流量的增加而减小，随流量减小而增大的规律。究其原因有以下四点：
1、受现行测量水平限制，流量测量仪表的下限存在测量死区，同时为克服小流量对仪表的干扰、传感器流量漂移的因素，保证流量计系统正常运行而采取了小流量切除功能，当用户用量低于此流量时，流量显示和计量值为零，高于此值流量表正常计量。根据JJG 1003-2016《流量积算仪规程》规定：传感器为节流装置的切除点不大于8%，其它形式的配套传感器切除点不大于5%。
2、热用户多为非连续间断性用热，停用期间阀门关不严、内漏，导致流量在切除流量以下的微小流量漏计。计量表的设计、管径的大小、传感器的灵敏度、小信号的切除量、测量介质的性质都是直接影响微小流量的因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆微小流量的产生与带来的安全隐患具体表现有以下几点：①小用户及非连续用户用关小阀门开度的方法，减少用汽费用的发生；②用户侧阀门存在跑冒滴漏或阀门内漏现象，拒不消除；③大用户低负荷时支网小流量补热；④大管径小流量，无法形成脉冲，流量漏计；⑤小流量导致管系内温度、压力较高，给设备及维护人员带来安全隐患。
3、管网建设初期，热用户申报用汽量不准确，不排除其恶意行为。具体表现在两个方面：①少报用汽量，申报用汽量低于实际用汽量时，表计超量程工作，导致超速漏脉，产生管损；②多报用汽量，申报用量超出实际用量的数倍，实际用汽量往往低于表计的切除流量。就像渠东公司供汽管网末端的一用户那样，最初申报用量为8-15t/h，为此用户敷设了一条DN200的供汽管道，结果该用户每天的用量仅有8-40t；还有一热用户申报用量为16t/h，入口DN200的蒸汽管道，日用量却不到1t。
4、机组负荷变化频繁，减温水调整不及时，在负荷低时，减温水量大，导致供汽出口温度接近饱和温度，管系内形成汽水混合物造成表计计量不准确。由涡街流量计使用说明书得知：该流量计只适合于单相介质的测量，也就是说在同一时间内只能进行过热蒸汽、饱和蒸汽、水等其中的一种介质进行计量。涡街流量计实质上是流速测量仪，而不是质量流量计，它所计量的介质质量取决于管系内介质的流速和密度。
其计算公式为： Q=ρ3600VπRR
Q为流量 kg/h ρ 为密度 kg/m3 V 为流速 m/s
这种流量计的质量读数是测得管系内介质的压力和流速，积算仪自行匹配该压力下的密度，经过计算后所得数值。
三、蒸汽网管损的控制
据资料与实际运行状况统计显示，除24小时连续用户质量损耗较小外，普遍用户的管损均在10%以上，最高可达40%，使供热企业的利益遭到严重损害，如何降低管损，减少损害呢？
1、可以借鉴的经验：采取分段计量法。即：①常规流量按表计统计流量计算；②超出表计量程部分按5倍以上的热价计费，流量超上限越多，漏计流量越多；③流量低于最小量程的使用表计按最大量程的10%（涡街流量计）、30%（差压流量计）计费，当流量低于传感器下限时，表计很少计量或不计量。这几点可以在供热合同中体现，以促使用热企业按实申报用热量，减少管网建设费用的投入和管损的产生。
2、在工程建设方面，不可盲目追求用户数（资源优良的用户除外），同时根据用户实际生产情况，合理布局管网结构。一般在管网每一支线末端布局一家大流量连续生产用户，就能使管损大幅度降低。
3、加强管网治理力度，消除或减少跑冒滴漏现象的发生。
4、加强计量表计的管理。仪表制造技术水平的不足，要用管理来弥补。要做到采购、安装位置、送检要受控，制造厂家、仪表资料、仪表维修、送检要统一，同时要监督仪表的安装质量和使用精度。同时保证表计在完全封闭状态下工作。
5、正确理解负管损的产生。所谓负管损就是各分户流量计流量之和大于总表数。产生负管损的原因有以下两种原因：
一、表计原因：①表计制造、校验技术水平的限制。一个布局合理，正常运行的过热蒸汽网应该是可以实现质量管损零管损运行的。理想状态下供热报表中的管损率不是实际管损率，而是由各计量表所产生的允许误差造成的。根据JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》规定：小管径（DN300及以下）精度1.5级流量表允许误差为±1.5%，而大管径（DN300以上）表计，由于受技术水平限制无法校定，其仪表系数为理论系数，其允许误差率（管损率）为±3%。②仪表选型问题。总计量表为理论计量表，一般选型偏小，分户计量表选型偏大。
二、在过热蒸汽管网总表前有减温装置，减温水注入蒸汽管道雾化吸收不完全，由于表计计量的单一性造成总表漏计，在传输过程中吸热逐渐变为蒸汽为分户计量表计量。如案例所描述。
6、加强运行管理，注意每天用户用量变化与管损变化，力求寻找其中规律。①各用户流量实行在线监测，严密监视各小用户用汽流量。当发现管内无流量，表计显示温度无变化时，应立即对其停止供气，防止微小流量的发生；②加强巡检力度，建立缺陷快速消除机制，防止滴漏跑冒现象的发生；③加强调整，匹配合理的热源出口温度，防止蒸汽在管内凝结成水，导致在用户端漏计或管道产生水冲击，迫使打开疏水，造成不必要的损失；④涡街流量计测量精确范围为流速3-35m/s，最大不超过75m/s。控制好管网负荷，防止管网超速运行。⑤对大管径小流量用户根据实际用汽量进行管网改造。经采取上述措施，除去跑冒滴漏和必须疏水原因，管网质量管损基本控制在5%以内。
综上所述，我们相信只要管理到位、技术到位、措施到位，蒸汽管网质量损失可以实现可控、在控。
参考文献：
1、科技资讯 蒸汽网管损的产生和控制 张桂玲
2、能源化工 热网管损分析
3、JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》
4、JJG 1003-2016《流量积算仪规程》
论文作者:黄传学
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：流量论文; 管网论文; 蒸汽论文; 用户论文; 用量论文; 温度论文; 温水论文; 《科学与技术》2019年18期论文;