谈城市供热管网设计与施工.docx

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谈城市供热管网设计与施工

谈城市供热管网设计与施工

　　摘要：

城市供热工程的热力管网设计是其中较为重要的环节。

在施工进程中科学地设计而且准确的安置热力管网有着重要的意义，不仅为保护了供热管道的稳固、平安及正常利用性能，还能减少施工中的相关问题。

本文依照热力管网设计的科学化、管网的敷设方式、旋转补偿器的设计及严格管网施工质量等四个方面探讨了热力管网的设计与施工。

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　　关键词：

热力管网；设计；施工

　　Abstract:

urbanheatingoftheheatpipenetworkengineeringdesignisoneofthemoreimportantsegment.Intheconstructionprocessandaccuratescientificdesignofheatpipenetworkforhastheimportantmeaning,notonlyforthemaintenanceofheat-supplypipelinestable,safeandnormaluseofperformance,stillcanreducetheconstructionoftherelatedproblem.Inthispaper,accordingtothepipelinenetworkdesignscientific,heatpipelayingmethods,rotatingcompensatordesignandstrictpipelineconstructionqualityandsoonfouraspectsdiscussesthedesignandconstructionofheatpipenetwork.

　　Keywords:

heatpipenetwork;Design;construction

　　中图分类号：

文献标识码：

A文章编号：

　　引言：

　　随着城市建设规模的扩大和热用户的不断增多，我国城市供热机构已越来越重视供热管网的优化规划及改造工作。

进行城市集中供热管网的优化研究，不但对节约投资、降低供热能耗、提高企业效益等有着重要的意义，而且是实现供热安全可靠的重要环节。

　　1.热力管网设计的科学化

　　在设计供热管网过程中要按照相应的路线进行，主要是参照城市的市区平面布置图来进行设计，有时也可以参照地形图、区域气象资料、各类构筑物的实际情况来优化热力管网的设计工作，这样才能发挥出最佳的设计与施工效果。

这就使得设计工作变得更为复杂，通常在设计过程中要综合以下问题进行思考：

　　管网的划定及布置情况

　　在管线布置过程中最好使其穿过地势平坦、土质好的地面，保证在水位较低的地区进行；综合经济因素，在购买热管网主干线时尽量以最少的数量完成施工；

　　在施工时要保存良好的环境现状，避免破坏环境的美观效果；积极配合市政设施工作，对管线进行准确合理的布置，这样才能有利于施工的安装和维修工作。

　　选择合理的敷设方式

　　供热管道的敷设情况有着重要的意义，不仅能够确保热网在运行时的安全可靠,还能减少建设工程的资金消耗，增加管网的使用寿命,方便工程的施工,给各项管理工作创造有利的条件。

　　热网主干线的布置

　　当集中供热热源点逐渐减少时,供热半径则逐渐加大,供热管网的建设需要投入很多的资金，通常要占到供热工程总投资的一半以上。

需要保持热网主干线与热负荷密集区较为接近，这样可将管线长度控制在一定范围内，避免给建筑施工带来严重的影响。

通常情况下供热管网的主管线是平均比压降最小的环路，其给热水供热管网,以及用户系统的阻力损失不会造成太大的影响，主要是将热源传到最远的热用户的环路中来当成供热管网的主干线。

　　热网管径的选择

　　各管段的直径在管网设计过程中常常按照供热管网各管段的计算流量及比压降范围进行选择,而热负荷情况决定了流量的大小。

在选择管径前期应该对各管段的现有热负荷实施准确的计算，以预测出负荷将来的增容情况。

　　2.直埋敷设 

　　直埋敷设是将管道直接埋设在土壤里的敷设方式。

在热水供热管网中，无沟敷设在国内外已得到广泛应用。

　　直埋管道的结构特点

　　供热管道直埋结构由供热管道、保温层和保护外壳三部分紧密结合在一起，形成整体式的预制保温管结构，也称“管中管”。

保温层材料多采用硬质聚氨酯泡沫塑料，其优点是密度小、导热系数低、保温性能好、吸水性小、机械强度较高。

缺点是耐热温度不高。

根据现行《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》（CJ/T114-2000）的要求：

密度为60-80kg/m3，热导率λ≤（m・℃），抗压强度p≥200kPa，吸水性g≤m2，耐热温度不超过120℃。

爱惜外壳多采纳高密度聚乙烯硬质塑料管，其特点是力学性能较高，耐磨损，抗冲击性能较好，化学稳固性好，具有良好的耐侵蚀性和抗老化性能，可焊接且便于施工。

依照国家标准：

高密度聚乙烯外壳的密度≥9400kg/m3，抗拉强度≥20MPa，断裂伸长率≥350%。

另外，玻璃钢也是一种常见的管中管爱惜外壳，其优势是抗压强度较高，耐蚀性能好，造价低，缺点是抗老化性能不如高密度聚乙烯。

　　供热管道直埋敷设不需要砌筑地沟，土建工程明显减少，施工进度较快，可节省供热管网的投资。

直埋结构占地较少，易于与其他地下管道和设施相协调。

整体式预制保温管严密性好，管道不易腐蚀，使用寿命长。

由于受土壤摩擦力的约束，预制保温管可实现无补偿直埋敷设，节省了基建费用，也缓解了现今综合管线各专业管系繁多、路面紧张的局面,利用保温管直埋敷设技术节省了大量空间。

　　有补偿直埋敷设

　　有补偿直埋敷设分为有固定点和无固定点两种方式。

当管道温度过高或难以找到热源预热或不适于大面积敞开预热时，则可采用有补偿直埋方式。

　　有固定点直埋敷设

　　在补偿器两侧设置固定点，补偿器到固定点的间距不得超过管道最大安装长度，固定点所承受的水平推力为土壤对管道保护层的摩擦力。

设计时，要考虑到由于土壤条件变化而造成的摩擦系数的变化。

施工时，还要特别注意确保设计计算的热膨胀位移在运行时能够实现，在管网中采用固定支架来控制膨胀位移。

　　无固定点直埋敷设

　　对于无固定点有补偿的直埋敷设，首先应在管网平面布置及纵剖面上校核两个直管段是否超过最大安装长度Lmax的2倍。

若L≤2Lmax，则需校核直管段两自由末端的自然弯管是否能吸收掉直管段的实际热伸长量；如果直管段长度L>2Lmax，则还需在L管段上设置补偿器，直到所有不带任何补偿器的直管段长度均不超过2Lmax为止。

另外，只有在管段两端同为同一类型补偿器或补偿段时，直管上才可不设固定墩。

有补偿直埋附设可以及时回填管槽，且运行安全，因此，被广泛应用于高温热水管网的地下敷设。

采用有补偿直埋敷设的方法，宜选用“L”型、“乙”型、方形补偿器，并在这些补偿器部位做局部管沟；也可选用波纹补偿器、套管补偿器，将其置于检查井内，以便于检修。

　　3.热力管网旋转补偿器的设计

　　补偿器在热力管网中极为重要的管道组成部分,其给热力管网带来的作用逐渐加大。

旋转补偿器的优点在于补偿量大、布置方便、组合形式多样等。

不仅能够设置在直管段的所有位置进行热补偿,还能采用管线自然转角布置来达到管系热补偿的要求。

旋转补偿器与其它补偿器相比，在减少管系补偿点、固定支架的设置数量时能起到很好的作用，在减小工程量、降低资金消耗等方面有着一定的作用。

　　设计选择旋转补偿器的重点

　　在旋转补偿器设计及选择过程中应该参照实际情况进行，以管线的走向、敷设方式等作为前提来准确的划定补偿器的位置、形式等，最终划定H值、L值及旋转角度θ，这样才能达到管系设计的标准。

旋转角度大小对于补偿器内部密封材料能造成较大的影响，对其使用寿命起到了作用，给固定支架的受力造成变化。

通常θ值低于60°，θ值在管径变大时会减小，从而降低管道位移给固定支架造成的摩擦力大小，确保并保证运行运用时补偿器的正确使用。

　　力臂的旋转是管道的热伸长的主要依据，Π型组合的管道力臂发生旋转后会引起被补偿管道的横向移动。

在设计过程中需要尽可能的控制横向移动对管系安全运行造成的影响。

不仅要满足管道的刚度、强度，且在θ值低于60°，需把力臂的长度控制在2～6m。

Ω型组合在算L值时需要参照管道间距B值与旋转角度θ。

　　导向支架的安排

　　设计热力管网时需结合导向支架对管线的移动情况，这样能够避免管道热伸长时造成纵向弯曲、径向位移给管道带来的不利影响。

旋转补偿器的补偿量和两固定支架的间距较长，管道在补偿器运行时形成横向位移，经常发生失稳情况,在补偿器布置过程中要设置导向支架。

　　应根据补偿器的布置形式选择合适的导向支架位置、间距。

Π型组合在设置导向支架时，需避免长距离管道移动引起的失稳，还要保证补偿端管道横向位移的正常，第一导向支架需设置于距补偿器20～40m处，这是根据应根据补偿量和管径大小而定的。

Ω型组合的第一导向支架需布置在距补偿器5~25m处。

导向支架间距在长距离补偿需控制在50～70m。

　　4.结语：

　　随着我国供热事业的发展,在节省投资的同时保证供热系统能够安全经济运行,在管网设计时,首先应对供热地区进行供热的整体规划,然后确定最佳的供热管网布置方式、敷设方式以及补偿方式等,使设计方案最合理、最经济。

为了减少因腐蚀所造成的巨大经济损失,延长设备的使用寿命,在整个寿命期内,加强管网的防腐工作是必要的。