智慧5G热网系统设计

智慧5G热网系统设计9.1概述为加强热网系统的用汽管理，在蒸汽用户端增设开关式电动闸阀，智慧5G热网系统可实现先付费后用汽的管理控制功能。9.2智慧5G热网系统9.2.1智慧5G热网系统管理中心智慧5G热网系统是在公共通讯网络平台根底上，建立一个热力生产信息共享平台。系统网络全面支持数据采集、现场控制、数据分析、调度指挥、图形用户界面等系统功能。应用标准的软件和硬件，该网络支持多种广域网，以将可能的节点连接成为一个整体的系统。监控系统将实时、全面地监控热源、管网、用户的运行情况，根据管网热负荷的预测和变化。它是热力管网平安可靠、优化运行的保证。整个xLinkSystem系统分为四个子系统：〔1〕数据存储和处理子系统该系统是共享信息平台的核心。主要包括数据库效劳器、数据通讯处理效劳器。数据库效劳器的主要任务是完成数据存储和应用。数据通讯处理效劳器主要任务是完成数据的接收、发送控制，对于下位控制器上传的数据解码、入库，对于下发的命令决定目的地(动态IP)、打包数据和发送。〔2〕监控运行人机界面子系统主要包括操作员站和工程师站。主要功能是利用数据库效劳器的数据，通过图形化人机界面进行监控，显示实时数据和历史数据，形成运行和统计报表。〔3〕WEB发布子系统主要包括WEB发布效劳器。使联网用户(Internet或局域网)通过密码确认后以web方式浏览数据中心的数据，并可以进行相应级别的操作。〔4〕下位采集控制子系统：主要包括下位控制器和相关设备。主要完成从现场传感器采集数据发送到数据中心和接受来自数据中心的命令并向执行器下达。热网计量包括控制中心、热网传输系统、热网终端组成。分别在电厂出口〔中、低压〕总管和41家热用户管道上设置流量、温度、压力检测仪表，并设置计量监控终端〔流量演算器〕对流量进行补偿、积算等功能，并通过无线通讯网络，将用户端参数发送至热网监控中心。9.2.1.1监测管理中心的主要设备包括：工程师站、操作员站、监控大屏、通讯前置机、5G通讯卡、打印机等硬件设备以及工业组态软件和操作软件。9.2.1.2监测管理中心的功能：显示功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、打印功能、数据库功能、趋势曲线功能、访问功能、故障诊断分析功能、通讯功能、负荷预测、运行指导、运行分析功能等。9.2.1.3智慧5G热网系统主要功能描述〔1〕能显示整个热网系统的供热管线图及地理分布图〔包括设备的情况，由不同颜色区分蒸汽流向等情况〕。能够放大、缩小图面，现场巡检人员发现设备故障可反应给控制室，操作员在图面上标出相应故障位置，形成动态过程。〔2〕单独显示热用户子站的全部测量参数及设置参数，能远程监视用户用汽情况，定时收集热用户的流量、温度、压力、相关防偷汽措施的信号，数据包经过压缩、加密后通过无线信号发送到热网中控中心。〔3〕集中显示各热用户重要参数〔瞬时流量、温度、压力、累计流量、报警状态、通讯状态、相关〕。〔4〕自动生成热用户的瞬时流量、温度、压力、累计流量、频率或差压的并行历史曲线，并可查询任意用户、任意参数、任意时段的历史数据。软件系统对数据进行分析，热用户不正常用汽及主管供汽异常情况时能通过系统进行分析判断，根据需要设置预警，提醒值班人员。〔5〕自动或人工生产各热用户的用汽量日报表，月报表及年报表，且可以生成分时等特殊报表。并可通过打印机打印输出。〔6〕实时显示并历史记录就地流量测量系统的各种报警信息，如流量、压力、温度的超限，变送器工作电源不正常，不间断电源的电池欠压，交流市电消失，非法闯入，通讯故障等报警信息。〔7〕自动生成各管线的管损值及总管损，并可查询任意管线、任意时段的管损分析记录。〔8〕根据不同部门和不同人员，可设置不同的操作权限，防止不同级别的操作人员越权操作。〔9〕数据库查询功能强、完整，能兼容不同通讯协议。〔10〕软件必须采用WEB网络发布，用户可以随时随地的通过浏览器访问热网监控系统，并且可以用过访问系统界面。〔11〕所有参数能实现多种排序方式，以供业主不同情况下选择〔应包括用汽量上下排序、出口距离远近排序、不同支线排序、按机组排序等〕。〔12〕能实现显示管损选项〔比照值是以历史值或瞬时值〕〔13〕可实现蒸汽单价输入，形成自动结算报表，可按日期设定结算时间。〔14〕能够实现曲线在线分析，任意用户的同一参数进行同一曲线下的分析比拟。〔15〕扩展功能，用户数至少满足100用户的需求，一键添加用户，拥有后续开发能力。〔16〕系统预留通讯接口，能够通过Modbus等通讯协议发送和接收其他系统的信息。〔17〕报警功能具有设备失电、参数异常、装置异常等报警功能；可短消息报警，报警分工作级和管理级两层，按照事件的重要级别发送到工作层人员和管理层人员。〔19〕查询功能可以查询历史数据并显示或打印历史曲线；可以在系统图上直接查询设备信息、运行参数、统计信息等；〔19〕分析功能历史趋势显示，对未来趋势进行评估，提供检修参考信息；〔20〕报表功能提供强大的数据库保存功能，可提供实时数据表、历史数据及统计报表、报警一览表等；〔21〕web网络发布与浏览功能可实现局域网内的可提供web浏览功能，使在局域网中的任何计算机，经授权均能浏览各类曲线、报表和实时图形；〔22〕记录及打印功能打印运行日志；打印日、月温度峰值表；事故记录查询打印；操作记录查询打印；温度曲线、图形打印。系统能对事故和操作过程进行记录，形成相应的文字或者图表，主要包括以下内容：②故障历史记录表②故障及事故处理提示表值班人员可以打印当日最新自检情况以及联控主机中所存储的任意图形、表格和文字历史资料。〔23〕数据库系统具有数据库管理功能满足数据≦10s更新一次，数据保存45天的要求。〔24〕预付费管理功能预付费管理功能主要表达在对热用户充值后，热用户在预付费管理系统授权下才能正常开启电动阀门，当余额高于设定的报警限值时，用户正常用汽；当余额大于零但低于报警限值时，预付费管理系统自动向热用户管理人员发送短信报警，提示热用户即时充值，确保正常用汽；当热用户账户余额等于零时，预付费管理系统通过控制电动执行机构切断热用户用汽，另外，当热用户在用汽过程中有违反用汽合同规定的事项或现场出现故障时，热网运行管理人员也可以远程控制电动执行机构关闭阀门切断蒸汽。〔25〕供热仿真分析仿真是一种借助计算机系统完成虚拟实验的技术途径。本工程针对供热管网的建模主要采用机理建模方法，这种结构机理模型需要细化到管径、管材、管长、弯头、保温层厚度、阀门特性等。系统功能构架主要包含数据采集、仿真运行、数据分析、决策优化4个层次。感知调控层是根底，将反映供热系统关键位置处运行状态的实际测量信息通过通讯网络传送至运行调度平台；进而，在建模仿真层，通过仿真模型模拟分析，实现热网的全部状态的软监测；而后，在分析诊断层，基于大数据分析技术，对供热生产的监测感知及仿真数据进行充分的分析、挖掘、诊断；最后，在决策优化层，为系统调度运行、检修维护、规划设计提供全面决策支持。〔26〕智能事故预警逐步建立全面的热用户资料，如热用户的行业分类、热用户的用气特点〔间歇、连续〕、热用户的用气时段等，通过对热用户数据的分析，引导热用户制定合理的用气方案，促进供热总负荷的日夜平衡；另外通过对热用户管理的全面了解，分析未来一段时间供热用户受市场、行业影响可能导致的用气负荷波动，预测总供汽负荷，制定相应供汽方案。1〕类似管线、管径热用户的温度、压力、流量曲线比照分析，辅助查找管线异常；2〕热用户自身压力、温度、流量参数实时变化时有其内在关联性；3〕热用户之间用汽变化存在一定相互影响，分析相关运行规律；4〕热用户长时间小流量、用汽突变、设置参数变动等；5〕总结供热生产运行中的监测关键节点，进行建模，数据分析，及时预警，提前躲避异常、减低损失。〔27〕智慧决策根据企业经营决策层所需要关注的报表，定制报表，针对性分析辅助经营决策。1〕总的供汽量、用汽量的实时数据、历史数据采集分析；2〕总供气量、用气量、各支线、热用户的数据同比、环比等数据分析；3〕分行业分析热用户的用汽量的同比、环比等数据，分析各行业在热网中的用气量占比；同时，根据市场情况对行业的影响及行业用汽量的历史走势情况，分析未来一段时间的用汽量变化。4〕能耗分析系统可统计热源能耗、供热电能耗、供热水能耗、供热综合能耗、管网损失能耗〞，同时提供大量分析模型和分析工具，可针对本企业历史同期能耗比照，也可针对相同企业进行比照。用户可根据预设模型得到单位热量消耗标准。5〕调度管控中心能够根据实时工况、气象预报、实际供暖负荷等信息，自动预测生成4-6小时后热量规划表及温度、流量、压力等参数曲线模拟图，并具有实时滚动刷新、随气温突变等情况进行修正的功能。根据实时预测曲线，可以随时调整参数。〔28〕移动APP平台移动终端平台系统，系统用户使用同一用户ID和密码通过平安登录系统，可以打破空间限制、精确传达精简信息，可借助进行数据查询。主要功能：热网总供热量、售汽汽量数据展示热用户温度、压力、流量实时数据、余额数据热用户分行业用汽分析数据热用户实时、同比数据展示热网大用户数据展示〔29〕供热资料管理建立设备台账，记录和提供设备信息，反映设备的根本参数、投运、维护的历史记录，为设备的日常维护和管理提供必要的信息，可根据设备的在线运行情况和设备台账，对设备寿命、检验周期进行分析管理。〔30〕设计、竣工全过程资料管理建立设计全过程中所有设计资料库，从设计前期的根底资料，设计过程中的初设图纸、施工图纸，设计评审、图纸交底等各阶段的资料，工程竣工后的竣工图纸等。〔31〕智能巡检系统智能巡检是针对管线巡检的新管理模式，利用数字化、信息化的措施来解决企业运维部门在运维巡检管理中监督困难的问题，针对企业工序平安的管理、日常运维巡检的管理、故障发现及上报处理流程等，通过现场拍照、录像、文字记录，进展、故障及GPS坐标上报，地图效劳，工作流处理等手段，辅助运维人员来监督管理，从而提高运维管理的效率。〔32〕管网实时视频监控功能·实时图像监控：系统将对局部供热管道关键节点的环境进行防漏、防盗、防人为事故的监控。视频信号采用光纤传输或租赁电信光纤，在监控点设置光端机，把监视的目标动态图像传输到监控中心。并能实现一对多〔一个监控终端同时连接操作多个前端视频处理单元〕。·控制功能：系统采用图形化界面，控制中心值班操作人员能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机焦距的调整；可进行画面切换。保证控制的唯一性，同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象，并可设置权限。·中心数据存储功能：使用嵌入式硬盘录像机对前端输入的视频信号进行实时录像并保存一个月，以便需要时进行查看，使用嵌入式硬盘录像机可以保证系统的稳定性和提高录像速度。·系统构成说明：〔1〕前端系统：在管网过路过桥过河处等关键观测点分别安装摄像机进行监控。监控摄像机采用枪机、球机结合。每组监控设备做好防雷、接地等保护措施。前端设备的防雷，防盗措施由监控系统厂家配套提供。防雷接地和平安接地采用就地打接地极方式，接地电阻满足前端系统要求。〔2〕中心系统：中心系统由嵌入式硬盘录像机、数字矩阵、管理工作站、屏幕墙组成。前端视频信号进入嵌入式硬盘录象机进行录像并通过交换机与数字矩阵进行交互；数字矩阵从嵌入式硬盘录象机获取视频信号并输送到屏幕墙进行实时监控；管理工作站可以对所有的嵌入式硬盘录象机进行管理和设置；网络分监控终端可以在终端电脑上根据权限的不同对监控进行操作。〔3〕传输系统设计：传输系统由视频线、控制线、光端机、光纤组成。前端视频设备的视频信号和485控制信号通过视频光端机用光纤传送到监控中心。现场安装的光端机、摄像机都由220V或24V/12V电源供电，具体供电电源根据现场情况确定。9.2.1.5其它功能：〔1〕GPS校时系统，智慧热网管理中心设有GPS自动校时系统，保证智慧5G热网系统效劳器的精确时间，智慧5G热网系统效劳器可以自动对下位机的所有远程计量监控终端进行统一校时，从而保证整个热网系统时间的统一，为热网的断电分析提供了前提条件。另外可以通过智慧5G热网系统效劳器自动对局域网内的所有客户进行同步校时，从而保证了企业内部时间的统一、准确。〔2〕系统具有自动恢复和自诊断能力，能显示故障的部位及类型。〔3〕考虑系统扩展和升级。智慧5G热网系统须预留与其他系统的通讯接口，同时在管理系统建设中，免费向买方开放数据库。〔4〕设置单向平安隔离网闸，其他未经许可的用户和网络数据无法进入该网络，充分保证了热网数据的平安性和可靠性。9.2.2计量监控终端9.2.2.1输入功能接收流量、温度、压力检测仪表的以下类型信号：流量输入信号：二线制4～20mA信号压力输入信号：二线制4～20mA信号温度输入信号：Pt100热电阻电动阀门反应信号：干接点9.2.2.2输出功能数字显示瞬时流量、累计流量、温度、压力值。预付费控制功能，可根据用户欠费情况，自动切断欠费用户电动阀门。配套的无线通讯设备将各参数值以无线信号形式无线传输给热网监测管理中心。计量监控终端配备标准RS-232和RS-485通讯接口。9.2.2.3计量监控终端功能要求〔1〕通用性好，功能强大，可与各种流量计配用，适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、水等介质的流量计量。各种测量模式及现场的输入输出信号形式均可编程设定，方便用户使用。〔2〕多种测量参数显示，瞬时流量、总累计流量、日累计流量、夜累计流量、压力、温度、差压、频率。瞬时热流量、累计热流量、工况密度、绝对压力、焓值、时钟等。用户可选择质量流量作为贸易结算方式。〔3〕现场的各种变送器均可由远程计量监控终端供电〔可提供+24VDC〕且具有短路保护功能。〔4〕对蒸汽密度进行温度、压力高精度补偿。补偿参数齐全，仪表对测量过程中出现的各种变动参数〔流量系数、流束膨胀系数、节流件开孔直径、工质密度、工质焓值〕都进行了补偿，确保计量的准确性。〔5〕在线显示蒸汽的工况密度、绝对压力和焓值，极大的方便用户套用流量计算的标准公式对仪表精度进行校验。〔6〕将各种测量参数如瞬时流量、累计流量、瞬时热流量、累计热流量、压力、温度、频率、差压等循环显示，方便用户现场浏览、抄表。〔7〕具有多种报警功能，如变送器配电报警，市电消失报警，蓄电池欠压报警，压力、温度、流量的越限报警，非法闯入等多种报警，并将报警信息传输给监控中心。〔8〕具有小信号切除功能，小信号切除量〔百分数〕可以通过仪外表板方便设置。切除方式可选择，切除到定值或切除到零。〔9〕多种累计方式〔下限流量、超流量〕，累计系数〔百分数〕可设置。可设定当流量小于量程的某一百分数时〔如10%〕，则固定按此定值进行下限流量累计，也可设定当流量大于量程的某一百分数时〔如110%〕，则超出的流量按设定的倍率进行超流量累计，从而解决了小流量、超流量测量时，流量偏低的问题，满足热网计算的实际需要。〔10〕具有分时计算功能，通过仪外表板设定起始时间结束时间来分别累计每个时段的流量和，为供热方鼓励热用户晚上用汽，保持日夜负荷平衡提供了便利。9.2.2.4通讯模块在管网沿线以及热用户测控终端，5G通信终端通过RS232或RS485数据线与二次仪表相连。定时或触发读取二次仪表输出的数字信号，并对数据进行打包、压缩、加密等处理后，通过5G无线移动网络，Internet网络发送给智慧5G热网效劳器。9.3主要仪表选型〔1〕选型原则：计量用的蒸汽流量计应满足计量精度要求，配套的补偿用的压力、温度检测仪表的精度应满足要求；在满足性能要求的前提下，尽量减少型号、规格；变送器采用二线制变送器。〔2〕主要仪表选型压力检测仪表选用智能型压力变送器。温度检测仪表选用铠装铂电阻。流量检测仪表选用平衡流量计以及配套差压变送器。选用优质、合格的进口或国产仪表品牌供给商，由专业检定机构出具标定证书。预付费阀门选用电动闸阀。9.4仪表防护仪表安装环境无爆炸危险，无腐蚀性，测量介质为蒸汽，无毒、无腐蚀性，不会堵塞、不会产生静电，仪表的主要防护措施是防盗和防电磁干扰。供电电压高于36V的现场仪表的外壳、仪表柜等正常不带电的金属局部，均应做保护接地。控制电缆屏蔽层在远程计量监控终端一侧接地。新增保护柜设置防雷接地保护，接地极采用∠50×50×5热镀锌角钢，埋深-0.8m，保护箱与接地极采用接地线-40×4扁钢连接。接地电阻不大于4Ω，当接地电阻不满足要求时，增设接地极。智慧5G热网系统主机在控制室内接至接地汇流排，再接至总接地汇流排。系统接地采用与电气的共用系统，但接地电阻应满足仪表接地要求。远程计量监控终端安装在保护柜内,保护柜上锁。仪表考虑防水防尘，外壳防护等级不低于IP65。9.5仪表供电9.5.1热网测控终端配电板由各蒸汽用户就近提供一路380V50Hz2kW供电电源。9.5.2流量演算器由配电板提供一路220V50Hz60W供电电源，并配备有UPS电源，采用高效、长寿命的免维护蓄电池，并具有蓄电池充、放电保护功能，后备时间不低于12h。9.5.3预付费阀门由配电板提供一路380V50Hz1.5kW供电电源。9.5.4现场仪表由流量演算器提供24VDC电源。9.5.5智慧5G热网系统主机由控制中心提供一路220V50Hz5kW供电电源(UPS)。电气与监控10.1概述长乐北区集中供热改造工程〔厂外局部〕管道采用高支架敷设，新建高支架和桁架处需考虑保护接地。10.2保护接地设计方案在高支架和桁架处设保护接地装置。安装方式如下：M8的螺栓固定的彩钢板底部内侧与铜线连接，通过铜线沿着管墩与热镀锌扁钢连接，每组接地装置包括3根热镀锌角钢接地极，每根接地极之间相距5m，以-40×4热镀锌扁钢连接。接地电阻不大于30Ω。每组接地装置与支墩之间的距离3m，详见“架空管道接地标准图SXEC-T-05-05〞。接地极采用∠50x50x6热镀锌角钢，L=2.5m，打入地下，接地连接线采用-40×4热镀锌扁钢，埋深0.8m。所有接地装置内接地极与热镀锌扁钢的连接采用搭接焊连接，焊接处应作防腐处理。架设在蒸汽管线上的所有金属管道和设备的金属外壳均需可靠接地。每组接地装置用-40×4热镀锌扁钢与管道采用搭接焊连接，具体方式现场定。10.3监控系统功能说明10.3.1实时图像监控本工程设置27个摄像头对环境进行防漏、防盗、防人为事故的监控。10.3.2中心数据存储功能使用监控专用硬盘对前端输入的视频信号进行实时录像并就地保存以便需要时进行查看。10.3.3系统构成说明〔1〕前端系统监控摄像机采用枪机。每组监控设备做好接地等保护措施。前端设备的防雷，防盗措施由监控系统厂家配套提供。防雷接地和平安接地采用就地打接地极方式，接地电阻满足前端系统要求。〔2〕供电方式确实定前端用户端系统设备由就近电源供电。施工与验收要求11.1质量验收标准11.1.1焊接和焊后热处理管道及管道组成件的焊接和焊后热处理的质量应符合现行国家标准的有关规定。检验数量：应符合现行国家标准和设计文件的规定。检验方法：观察检查、焊接检查记录和无损检测报告。11.1.2阀门的安装阀门的型号、安装位置和方向应符合设计文件的规定。安装位置、进出口方向应正确，连接应牢固、紧密，启闭应灵活，阀杆、手轮等朝向应合理。检查数量：全部检查。检查方法：观察检查和启闭检查。11.1.3补偿装置安装补偿装置的规格、安装位置和方向应符合国家现行有关标准和设计文件的规定。检查数量：全部检查。检查方法：对照设计文件、产品技术文件检查。波纹管膨胀节的安装质量应符合设计文件的规定，并应符合以下规定：①波纹管膨胀节安装前应按设计文件的规定的进行预拉伸或预压缩，受力应均匀。②波纹管膨胀节内套有焊缝的一端，在水平管道上应位于介质的流入端，在铅垂管道上应置于上部。③波纹管膨胀节应与管道保持同心，不得偏斜和周向扭转。11.1.4支、吊架安装①管道固定支架的形式、安装位置和质量应符合国家现行有关标准和设计文件的规定。不得在没有补偿装置的热管道直管段上同时安装两个及两个以上的固定支架②导向支架或滑动支架的滑动面应洁净、平整，不得有歪斜和卡涩现象。有热位移的管道，应按照设计文件进行偏移，绝热层不得阻碍其位移。③管道安装完毕后，应逐个核对支、吊架的形式和位置。11.1.5防腐、保温与平安设施1、管道的防腐按照GB50727的规定执行，管道的涂料和保护层的要求，应按照DL/T5190执行。工程竣工验收前，管道、设备外露金属局部所刷涂料的品种、性能、颜色等应与原管道设备所刷涂料相同。2、阀门、法兰等部位的保温结构应易于拆装、阀门保温层应不阻碍填料的更换；3、工程竣工验收前，保温管道的介质流向、设备标识、阀门标牌等负荷电力生产企业平安设施标准化标准要求4、平安设施、装置应按照标准安装完善，并符合GB26860D的规定。11.2管道试验〔1〕压力试验前必须：①管道各种支架已安装调整完毕，固定支架的混凝土已到达设计强度，回填土及填充物已满足设计要求；②焊接质量外观检查合格，焊缝无损检验合格；③平安阀、爆破片及仪表组件等已撤除或加盲板隔离，加盲板处有明显的标记并做记录，平安阀全开，填料密实；④管道自由端的临时加固装置已安装完成，经设计核算与检查确认平安可靠。试验管道与无关系统应采用盲板或采取其他措施隔开，不得影响其他系统的平安。〔2〕执行《工业金属管道工程施工标准》GB50235-2010中8.6.4条中规定，①管道水压试验应以洁净水作为试验介质；②充水时，应排尽管道及设备中的空气；③试验时，环境温度不宜低于5℃；当环境温度低于5℃时，应有防冻措施；④对位差较大的管道，应将试验介质的静压计入试验压力。管道的试验压力应以最高点的压力为准，最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。〔3〕根据《工业金属管道工程施工标准》GB50235-2010中8.6.1条中规定：当试验过程中发现渗漏时，严禁带压处理。消除缺陷后，应重新进行试验；试验结束后，应及时撤除盲板、膨胀节临时约束装置；试验介质的排放应符合平安、环保要求；压力试验完毕，不得在管道上进行修补或增添物件。〔4〕根据《工业金属管道工程施工标准》GB50235-2010，管道的液压试验应按8.6.4规定执行。本设计低压蒸汽管道水压试验压力为3.342MPa(G),中压蒸汽管道水压试验压力为5.692MPa(G),液压试验时应缓慢升压，待到达试验压力后，稳压10min，再将试验压力降至设计压力，停压30min，以压力不降、无渗漏为合格。〔5〕参照《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ/T104-2014中8.3.6条中规定：外护管接口应在防腐层之前做气密性试验，试验压力为0.2MPa。试验应按现行国家标准《工业金属管道工程施工标准》GB502358.6.5条和《工业金属管道工程施工质量验收标准》GB50184。8.5.4条的有关规定执行：外护管气体严密性试验的试验压力应逐级缓慢上升，当到达试验压力后，应稳压10min，然后在焊缝上涂刷中性发泡剂并巡回检查所有焊缝，无泄漏为合格。11.3管道吹扫输送蒸汽的管道应采用蒸汽吹洗，蒸汽吹洗应符合以下规定：①吹洗前应缓慢升温进行暖管。暖管速度不宜过快并应及时疏水。应检查管道热伸长、补偿器、管路附件及设备等工作情况，恒温1h后进行吹洗。②吹洗时必须划定平安区，设置标志，确保人员及设施的平安，其他无关人员严禁进入。③吹洗用蒸汽的压力和流量应按设计计算确定。蒸汽管道吹洗压力不应大于75%的操作压力，流速不低于30m/s。④吹洗次数应为2～3次，每次的间隔时间宜为20～30min。11.4直埋管开挖施工方案11.4.1现场情况平原地区上覆有较厚第四系全新世长乐组冲海积粘土、淤泥、砂土，下伏不同风化程度的燕山早期(二长)花岗岩。本工程区域上属于新华厦巨型构造体系的第二隆起带西北缘，在区域上发育有新华厦系北北东向断裂构造，北西向断裂构造。根据区域地质资料，场地沿线未见对线路平安有明显危害的大型构造或活动构造。对本工程建设无不利影响，适宜建设本工程。11.4.2建设要求本工程中压管网：DN700管道地埋芯管为φ720×20，DN500管道地埋芯管为φ530×16，DN400管道地埋芯管为φ426×14，DN350管道地埋芯管为φ377×12，DN250管道地埋芯管为φ273×10，DN200管道地埋芯管为φ219×8，DN150管道地埋芯管为φ159×6，DN125管道地埋芯管为φ133×6；低压管网：DN800管道埋地芯管为φ820×10，DN600管道埋地芯管为φ630×10，DN500管道埋地芯管为φ530×10，DN400管道埋地芯管为φ426×9，DN350管道埋地芯管为φ377×9，DN300管道埋地芯管为φ325×8，DN250管道埋地芯管为φ273×7，DN200管道埋地芯管为φ219×6，DN80管道埋地芯管为φ89×4。保温采用硅酸铝纤维毯和高温玻璃棉的复合保温结构。直埋蒸汽管道的最小覆土深度应符合CJJ/T104表3.1.4的规定。当不符合要求时，应采取相应的技术措施对管道进行保护。11.4.3工艺流程〔1〕现场勘查，方案设计；〔2〕定位放线；〔3〕基坑开挖，管道组装；〔4〕吊装下管；〔5〕土方回填。11.4.4准备工作〔1〕业主根据图纸，由直埋管制造厂家提供管件组装图、管件制作图，定制成品直埋管。在开挖前运至施工现场。〔2〕组织相关人员到现场勘查地下管网布置情况，选好放线高程基准点，对基坑开挖分段进行高程测量，确定开挖深度、长度。〔3〕组织施工人员和配置施工机械，接通电源。11.4.5施工工序〔1〕定位放线放线前对经纬仪、水准仪进行校验，根据甲方给定的条件，采用坐标法、水准测量法进行穿越轴线的定位和标高的测设。按管道外径每边加工作面30cm，定出根底开挖下口线。按1：1放坡要求，确定开挖边线。〔2〕基坑开挖①机械开挖土方开挖时拉好警戒线，绝不碰到公路及其附属设施。在开挖至距离槽底50cm以内时，测量人员抄出50cm水平线，在基槽底钉上水平标高小木桩，在基坑内抄假设干个基准点，拉通线找平。预留30cm土层人工清理。②人工开挖土方因受现场地形限制不能机械开挖时，将全部采用人工开挖。开挖时拉好警戒线，绝不碰到公路及其附属设施。人工开挖工艺流程：确定开挖的顺序和坡度→沿灰线切出槽边轮廓线→分层开挖→修整槽边→清底。人工开挖考前须知：开挖沟、槽必须设置人员上下坡道或平安梯，挖土过程中遇到有地下管道、电缆或其他不能识别的异物或液体、气体时，应立即停止作业，沟、槽边1米以内不得堆土、堆料、停置机具，配合机械挖土清理槽底作业时，严禁进入铲斗回转半径范围。必须待挖掘机停止作业后，方准进入铲斗回转半径范围内清土。〔3〕管道组装每根直埋保温管必须按照施工程序进行，必须严格按出厂序列号进行组装。施工程序如下：打坡口→芯管组对→氩弧焊打底电焊二遍盖面→拍片→保温。焊接施工工序为关键工序，所有焊工必须持证上岗，严格按照公司制定的焊接工艺卡进行焊接，所有芯管焊口需经无损探伤100%拍片，Ⅱ级片合格。因此芯管组焊后，需经检测部门，通知拍片合格前方可进行保温。为保证工程质量和进度，焊工必须挑选有绝对把握的焊工，认真施焊，确保每道焊口一次成功，无返工片。芯管组对必须平直，不得错边。〔4〕吊装下管①吊装施工工艺流程如下：吊装场地地面强度核实→吊车就位→工作半径核实→挂钩→试吊→正式吊装→管道就位→摘钩。将成品直埋管吊至距离公路隔离栅5米处，整齐堆放，吊装卸管时，设置好平安距离，严禁碰撞公路及其附属设施。然后采用人工拉管方式运至开挖处。②下管：下管前检查管基是否到达设计要求，标高是否准确，沟内无杂物，无积水，经验槽合格前方可下管。下管前将管内杂物清理干净，人工利用手拉葫芦下管，因管道中心线离公路锥坡及桥墩有足够的平安距离，在下管过程中不会碰撞公路。操作人员上下沟槽时，应采用扶梯，扶梯要高出地面1m，并应密切配合。下管时轻起轻放，缓慢进行，既不碰损管子，也不能扰动管基。〔5〕土方回填①土方回填采用人工回填，回填前应将基坑底或地坪上的垃圾等杂物清理干净，基槽回填前，必须清理到根底底标高，将回落的松散垃圾、石块等杂物去除干净。②检验回填土的质量有无杂物，粒径是否符合规定，以及回填土的含水量是否在控制的范围内，如含水量偏高可采用翻松，晾晒或均匀掺入干土等措施，如含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。③回填应分层铺摊。每层铺土厚度应根据土质、密度要求和机具性能确定。一般蛙式打夯机每层铺土厚度为200～250mm，人工打夯不大于200mm。每层铺摊后，随之耙平。④回填土每层至少夯打三遍。打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，纵横交叉。⑤修整找平，填土全部完成后，应进行外表拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平，凡低于标准高程的地方，应补土夯实。环境保护12.1环境保护12.1.1主要污染源和污染物本工程仅有蒸汽冷凝水的排放及疏水器工作时的噪声。12.1.2环境保护措施12.1.2.1蒸汽管道疏放水排放的蒸汽冷凝水排入附近的雨污水管道系统。12.1.2.2蒸汽管道疏水器采用自由浮球式疏水器，动作灵活，噪声小。12.1.3供热管网实施后环境评述12.1.3.1供热工程实施后，将大幅改善产业区的大气质量。12.1.3.2热电厂产生的工业废水处理系统主要用于收集和处理主厂房地面冲洗废水、锅炉冲洗排水、锅炉酸洗废水以及锅炉补给水处理系统的酸碱废水、净水站含泥废水等。处理后出水水质可以满足回收利用的要求。12.1.3.3热电厂的燃料，采用燃煤，所产生的灰煤渣主要考虑灰煤渣利用，热电厂只设事故灰场。灰渣收集后由专用密封型汽车定期外运，出售给当地建材厂，实现综合利用。12.1.3.4长乐北区集中供热改造工程〔厂外局部〕实施后，将实现集中供热，不允许用汽企业建自备锅炉。12.2水土保持措施管线架空敷设时，主要是桩坑占地以及开挖土方临时堆置占地。施工过程中，就将多余弃渣集中清运处理，仅保存回填土方，施工结束后，不存在临时堆土，确保不会再造成水土流失。管线施工结束后采取的绿化措施应与原有绿化树草种一致。本工程方案对临时集中堆置区采取防护措施如下：〔1〕首先在堆方坡脚做草袋装土临时挡护；〔2〕采取苫布遮盖防护；〔3〕挡墙外侧挖临时排水沟并用砂浆抹面；〔4〕施工结束后平整场地、撒播草籽进行绿化。采用直埋形式，施工时采取措施如下：〔1〕对现场施工人员做好卫生防护工作；〔2〕合理安排方案，对噪音大，冲击性强且伴有强烈震动的施工作业，安排在白天进行；〔3〕开挖作业区进行适当喷洒水，使地面保证一定的湿度，减少粉尘的产生；〔4〕对开挖区域每天进行定期清扫、养护；〔5〕施工结束后，平整场地，恢复原有绿化。12.3环境和节能的综合评述12.3.1根据燃煤热电联产机组和分散锅炉实施后的环境效益分析，燃煤热电联产机组比分散锅炉节能减排效果显著，而且大大减少对环境的污染。12.3.2实施热电联产集中联网供热后，锅炉的热效率高，节约了大量的燃料，同时也减少灰渣和烟尘排放量，减少了灰渣存贮场地，减轻了福州市的煤、灰运输负担和运输过程中产生的二次污染，节约了堆积煤、灰的场地。12.3.3由于小锅炉分散在构筑物之间，锅炉及辅机运行产生的噪声在一定程度上干扰了企业的生产，集中供热有一定的隔音、减振设施，减少了噪音对环境的污染。12.3.4实施热电联产集中联网供热后，相对减少了用水量和废水排放量，并可以对废水集中处理及循环使用，节省了大量珍贵的水资源。12.3.5实施热电联产集中联网供热后，节省了大量的锅炉房占地，有利于产业集聚区的合理规划和开展，对周围地区的环境改善和提高起到重大作用，对福州市的可持续开展和建设产生积极的影响。12.3.6热电联产集中联网供热可以用少数热源点，高效率的大锅炉来取代热用户众多的低效率小锅炉，先发电后供热，具有良好的节能效益。同时，还因为大锅炉可以采用高效率的除尘器和高烟囱排放，废水和废渣便于集中处理，所以集中供热的环境效益也是显著的。综上分析，本工程实施后，社会效益显著，对投资环境的改善和加快福州市的建设速度将产生重大而深远的影响。节约能源13.1设计依据《中华人民共和国节约能源法》《中华人民共和国清洁生产促进法》《中华人民共和国环境保护法》《重点用能单位节能管理方法》〔中华人民共和国国家经济贸易委员会令第7号〕《国家开展和改革委关于加强固定资产投资工程节能评估和审查工作的通知》〔发改投资【2006】2787号〕《国家重点节能技术推广目录》13.2节能评估13.2.1蒸汽管网运行能耗分析本设计蒸汽管网能耗主要在：〔1〕管道保温散热损失；〔2〕管道管托散热损失；〔3〕管道疏放水热损失。13.2.2节能措施针对上述能耗分析，本设计采用：13.2.2.1为了减少热损，确保蒸汽管网终端供热参数，本设计管道保温采用低导热系数、轻容重的保温材料，保温结构采用特殊的保温结构。13.2.2.2为了减少热损，确保蒸汽管网终端供热参数，同时也为减小管道对固定管架的推力，本设计管道管托采用节能环保专用管托。13.3节约和合理利用能源根据燃煤热电联产机组和分散锅炉实施后的环境效益分析，燃煤热电联产机组比分散锅炉节能减排效果显著，而且大大减少对环境的污染。实施热电联产集中联网供热后，锅炉的热效率高，节约了大量的燃料，同时也减少灰渣和烟尘排放量，减少了灰渣存贮场地，减轻了长乐区的煤、灰运输负担和运输过程中产生的二次污染，节约了堆积煤、灰的场地。由于小锅炉分散在构筑物之间，锅炉及辅机运行产生的噪声在一定程度上干扰了企业的生产，集中供热有一定的隔音、减振设施，减少了噪音对环境的污染。实施热电联产集中联网供热后，相对减少了用水量和废水排放量，并可以对废水集中处理及循环使用，节省了大量珍贵的水资源。实施热电联产集中联网供热后，节省了大量的锅炉房占地，有利于产业集聚区的合理规划和开展，对周围地区的环境改善和提高起到重大作用，对长乐区的可持续开展和建设产生积极的影响。热电联产集中联网供热可以用少数热源点，高效率的大锅炉来取代热用户众多的低效率小锅炉，先发电后供热，具有良好的节能效益。同时，还因为大锅炉可以采用高效率的除尘器和高烟囱排放，废水和废渣便于集中处理，所以集中供热的环境效益也是显著的。假设企业自建分散、低效的小锅炉，一般都采用简易的除尘脱硫设施，不设置脱硝设备，脱硫和除尘效率通常小于80%，且脱硫除尘设备的投运也不太正常。集中供热代替小锅炉供热，可以降低环境管理本钱和污染物排放监测本钱。综上分析，本工程实施后，社会效益显著，对投资环境的改善和加快福州市的建设速度将产生重大而深远的影响。劳动平安与工业卫生14.1主要危害因素分析14.1.1介质危害本工程输送的介质是带有一定温度和压力的蒸汽，介质输送是密闭流程，但在实际操作中，不可防止地存在一定的泄漏危害，如管道、设备、阀门等由于破裂或密封不良可能导致蒸汽泄漏，如果突然爆裂蒸汽大量泄漏，危险区域人员有烫伤的危险。表14.1.1本工程供热管网系统施工时危险有害因素分析工业供热管网系统单元危险有害因素分析外管系统〔1〕管道采用桁架架空敷设时，假设工作面的边沿无围护设施，存在操作人员高处坠落及淹溺的危险；假设桁架根底不牢固，容易造成桁架坍塌，导致施工人员高处坠落淹溺伤亡事故。〔2〕施工焊接过程中，假设焊工未严格遵守操作规程，存在人员触电，短路或超负荷工作引起电气火灾、爆炸或灼烫，高处焊接可发生因触电失控高处坠落二次事故，焊接笨重构件可发生挤伤、压伤和砸伤事故。〔3〕施工现场临时用电设备未正确接地，存在人员触电的危险。〔4〕施工现场使用乙炔、氧气等进行气焊操作中，假设焊接设备或平安装置存在问题，或违反平安操作规程，易造成火灾和爆炸事故。在焊接及切割金属构件过程中，如果防护不当产生噪声、有害粉尘和引起眼睛灼伤等事故。〔5〕管道施工途径车辆人流密集区域，假设未采取有效的隔离防护措施，存在机械伤害及施工人员车辆伤害的危险。14.1.2管道沿线自然灾害因素14.1.2.1雷电危害：金属管道本身是一个良导体，架空局部尤其爬高点则成为优良的接闪器，很容易成为较大直击雷的泄放通道而发生雷击现象。14.1.2.2汛期降水危害，多雨季节，大量降水容易浸蚀管线支架根底的周边土壤，使土壤疏松导致根底下沉、倾斜而失效；更为严重的是对于敷设在管沟中的管段，如管沟防水、排水措施不当，将导致管线泡水，威胁平安运行。14.1.2.3台风危害：台风除了带来大量降水的危害之外，强大风力也威胁着架空管线的保温防护和管线设备的标志、警示牌及临时遮盖物等，如果突然遭到破坏，将威胁危险区域内的人身平安和管线的平安运行。14.1.2.4地震危害：地震将造成直通地表的地震断裂，出现明显的地表位移，会对管线构成威胁。14.1.3供热管网运行危险、有害因素分析供热管网运行及投入生产使用过程中，由于人员监控、操作失误，或日常巡检不到位，存在超压爆炸、腐蚀泄漏、人员灼烫等危险有害因素。14.1.3.1出口蒸汽压力偏高，导致用汽管线出厂压力偏高，假设超出管道压力承载量易导致管道破裂爆炸。14.1.3.2供热管网设计施工过程中未准确地掌握蒸汽负荷，忽略用汽顶峰与低峰的差异，导致由于用汽量波动，地下水中Cl浓缩，引起波纹管补偿器局部腐蚀穿透失去补偿作用。同时假设运行负荷远小于设计负荷，凝水量增大，造成疏水不通畅，水击现象严重，导致筒受冲击变形。14.1.3.3管道试运行前，假设未及时回填管沟，将无法保证保温层外壳与土壤形成足够的摩擦力，导致保温层随内钢管一起伸缩而引起保温层破坏。14.1.3.4管道初运行时，假设未保证一定的暖管时间，导致管道升温较快，将无法保证管道与隔热层顺利脱离，造成保温层的损坏。14.1.3.5管道通汽前未将蒸汽管网中的凝结水放净，可能会引起水击导致补偿器损坏。14.1.3.6管网运行期间，工作人员未及时根据供热负荷的变化调整供热参数，引起管网热负荷的波动幅度和频率较大，将大大降低管道的正常的使用寿命。14.1.3.7管网运行期间，疏水装置未经常检查排放，导致疏水不畅发生堵塞，引起水击造成波纹补偿器及保温装置的损坏。14.1.3.8管网运行期间，沿线工程施工中，由于机械作业造成供热管线被挖断，高温蒸汽喷出易导致人员烫伤。14.1.3.9管沟巡检过程中，作业人员未采用防潮型灯具，存在触电的危险。同时假设作业人员未佩戴照明灯具，身体接触高温管道存在灼烫的危险。14.1.3.10假设供热管网沿途管线及其附属设备未定期检查维护，导致补偿器等设备长期由于腐蚀及水击作用失效，容易引发蒸汽泄漏事故。14.1.4管道系统潜在的危险因素14.1.4.1加工、施工缺陷：如管道在运输、装卸、加工、敷设时，由于技术或经验缺乏，加之施工质量监督不力，造成管道损伤等。14.1.4.2腐蚀因素：防腐层失效，管道焊接剩余应力高、地区靠海气候温暖湿润等造成管道外腐蚀。14.1.4.3人类活动：如工程建设，公路交通意外撞击等造成管道损伤等。14.1.4.4运行维护不当：如超压运行、操作不当或误操作等。14.1.4.5人为破坏：如偷盗管道热工仪表、阀门设备等。14.2可能受到职业危害的岗位及危害程度生产运行中，可能受到职业危害的岗位主要表达在抢险救灾和抢修作业中，由于抢险救灾时各种危害因素可能同时存在对人身造成更大威胁，抢修作业时可能管线还处于热态，有些需要高处作业，如果作业人员防护措施不当，容易造成烫伤、高处坠落和机械损伤等危害。如管道、设备、阀门等由于破裂或密封不良导致蒸汽泄漏，可能对运行人员造成伤害。14.3主要防护措施14.3.1卫生防护设施14.3.1.1防护工具：生产运行中配置防护工具包括平安帽、平安带、防烫服、手套、口罩、耳塞等。14.3.1.2卫生设施：根据《工业企业设计卫生标准》要求，设置医疗设施，以保证职工日常就医和诊治。14.3.2设计中的防护措施14.3.2.1防雷：管道爬高点有防雷接地措施；工作人员穿棉织品工作服、绝缘鞋等。14.3.2.2防台防汛：管道支架根底牢靠，管沟防水严密、排水顺畅，保温防护等牢固。14.3.2.3抗震：管线根底结构设计按抗震设防烈度7度设防。14.3.2.4防噪声：选用低噪声、少振动的阀门设备，选择适当的管径控制流速，将噪声控制在GB12348—2008标准范围内。14.3.2.5其他：根据职工生产和生活需要