华捷地热专题研究 | 高扬程、远距离温泉水输送技术难点的探讨
栏目:公司新闻 发布时间:2021-07-27
管道压力管控、水锤防止、管道温损控制



摘要:对于高扬程、长距离加压输送温泉水管路系统而言,管道压力管控、水锤的防止以及管道的保温工艺是非常常见的技术难点。结合我司某高海拔度假区的温泉输水干网工程,梳理了高扬程、远距离温泉水输送技术难点的解决措施,为工程设计施工人员提供参考。


近年来,我国温泉行业日益发展,长距离翻山越岭的温泉水输送项目越来越多。这些扬程高、距离长、管线起伏的加压温泉水管线系统,瞬态水力特性比较复杂,温泉水保温也是难题,华捷地热自成立以来专注于地热温泉行业应用技术创新研究,积累了扎实的技术基础,经历了多个此类工程项目,累积了一些经验和看法,在此与大家共享。华捷地热秉承着“绿色、节能、减排”的环保理念,不遗余力的加大研发投入,组织科研技术人员、工程技术人员联合攻关,研发了一套全新的工艺,获取了国家专利认证。现结合工程实例予以介绍。



1. 工程概况



某高海拔度假区温泉输水干网工程总输水流量为2000m³/d,管长总长约为16.3km,全程温损不大于6℃,海拔高差约为1200米,高差大,高低错落不平,管材承压能力、水锤的防止以及管道温控便成为了本工程的重点。



2. 管道压力管控



长距离高扬程温泉水输送路线沿途需经过繁忙的国道、数百米宽的河流、村镇、梯田、山林、陡坡及悬崖等复杂地段,长度可达几十千米,落差达上千米。为了考虑管道的承压能力所以采用中间水箱的分段供水;且长距离高扬程温泉水管道系统压力高于一般的输水管道,因此推荐采用涂塑钢管作为输送管材。


水泵选型方面在满足基本原则条件下也必须着重考虑以下几个方面:


首先,所选水泵应满足多台机组并联的运行要求,并尽可能保单泵在整个运行扬程范围内能安全、稳定运行。其次,对于梯级泵房,水泵型号和台数要满足上下级加压泵房间流量搭配要求。再者,尽可能选择同型号水泵。当有多种泵型可供选择时,综合分析水力性能、考虑运行调度的灵活性、可靠性、工程投资和运行费用等,择优选择。条件相同时宜选用卧式离心泵且必须采用变频启停。


在长距离高扬程温泉水输送中避免压损过大应尽可能采用直径大、内壁光滑的管道;尽可能的减少管路的变径,如必须采取变径管道,则变径处应光滑过渡,减少管径突变;尽可能的减少管件和阀门的数量;管道的走向布置避免拐死弯,无法避免的拐弯处应采用半径较大的圆弧形管路走向。


3. 水锤防止



长距离高扬程温泉水输送系统可采用以下几种措施来防止和削弱水锤:


(1)控制流速:为控制水锤发生时的强度,防止流速过高;


(2) 快速关闭止回阀:在水泵出口管道上安装快速关闭止回阀;


(3)保证始终满管运行:使输水管道在运行时,始终处于满管流的状态;


(4)输水管材料及壁厚的选择:采用高强度管材;


(5)泄压阀:在水泵站出口管道上设置泄压阀。


4. 管道温损控制



长距离管道保温主要在于三个方面:第一是保温工艺第二是管内流速第三是管材选择在工艺上采用聚氨酯全程保温


室外管道保温示意图


保温层厚度可在供热管道保温热力计算的基础上确定。确定的保温层越厚,管路热损失越小;但厚度加大,保温结构造价增加,投资费用提高。在工程设计中,保温层厚度在管道保温热力计算的基础上,按技术经济分析得出的“经济保温厚度”确定。


经济保温厚度指考虑管道保温结构的基建投资和管道散热损失的年运行费用两者因素,折算出在一定年限内“年计算费用”最小值时保温层厚度。


管道和设备经济保温厚度可参考有关设计手册中的公式计算确定,还可查阅《民用建筑节能设计标准》中供暖、供热管道最小保温厚度参考选用。


在管内流速上:管道的直径和比摩阻是直径影响管网经济性的量,它与管网的散热损失有直接关系,管道的散热损失与管内流速有一定的函数关系,合理的选择流速和比摩阻是设计中的一个重要问题。


在管材选择上,平行段拟采用预制直埋2.5MPa,PE-RTⅡ型保温管,该管材具有以下点优势


(1)横向对比PPR管、RTP管,该管道价格适中;


(2)管道热传导系数低,同时预制保温,能够有效降低温度 损失;


(3)硬质聚氨酯保温热传导系数为0.018-0.03(25℃, W/M·K),极低的热传导系数配合HDPE高密度聚乙烯管做防护层,能够最大限度的减少温泉水输送过程中的温度损失。


陡峭段拟采用10MPa,RTP管,该管材具有以下点优势:


1)横向对比PPR管、PE-RTⅡ型管,该管道承压高;


(2)管道质量轻,连接方便,便于陡峭林地敷设及后期维护。




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