淺談城市集中供熱管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)

閆燕

摘 要：從集中供熱企業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀入手，分析了當(dāng)前集中供暖中存在的一些問題，城市集中供熱主要特點(diǎn)是熱源集中，通過熱源管道向用戶輸送，這樣做不僅可以做到節(jié)能還能做到對(duì)環(huán)境不損害。熱能傳遞在城市中的主要設(shè)施就是熱力管網(wǎng)，在整個(gè)傳遞過程中，管網(wǎng)的整個(gè)保溫結(jié)構(gòu)質(zhì)量會(huì)直接影響到管網(wǎng)熱能的傳輸效果，而且也會(huì)對(duì)熱源傳送的效率造成一定的影響。為了提高城市集中供熱管道的傳送效率，所以提出了對(duì)集體供暖系統(tǒng)的規(guī)劃發(fā)展。

關(guān)鍵詞：集中供暖；發(fā)展；現(xiàn)狀；問題；多熱源

中圖分類號(hào)：TD434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0177-02

城市供熱管在管網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，會(huì)改變城市空氣質(zhì)量。在城市集中管道供熱期間，鍋爐廢棄物的排放最容易造成環(huán)境污染，因而，改造集中供熱管網(wǎng)成為當(dāng)前環(huán)保工作的關(guān)鍵。在城市中敷設(shè)和應(yīng)用集中供熱管道，不僅可以解決小鍋爐廢棄物排放的問題，也能減少空氣中鍋爐污染物的排放量，從而改善城市的環(huán)境質(zhì)量。

城市居民區(qū)供熱鍋爐以及工廠鍋爐排放的廢棄物是城市空氣污染的主要制造者，十分不利于城市的環(huán)保工作。因此，采用集中供熱的管網(wǎng)敷設(shè)方式，或者將電廠生產(chǎn)的剩余熱量集中起來供熱，不僅能夠緩解城市的環(huán)保壓力，還能提高城市的空氣質(zhì)量。近幾年，我國(guó)先后頒布了很多環(huán)保政策和方針，如今的城市建設(shè)和改造必須制定科學(xué)合理的集中供熱網(wǎng)的施工方案，以便減少在供熱過程中給城市空氣帶來的環(huán)境污染，滿足城市建設(shè)所需，盡早實(shí)現(xiàn)我國(guó)的環(huán)保目標(biāo)。

1 敷設(shè)集中供熱管網(wǎng)的方式

1.1 有溝敷設(shè)

主要是在地溝里面敷設(shè)供熱管道，管道本身不會(huì)受外界荷載的影響。一般有以下兩種方式：

①通行地溝不僅要敷設(shè)管道，還要在其周邊設(shè)置超過1.8 m的通道，這樣能夠方便施工人員維修及更換溝內(nèi)管道。通行地溝多用在熱源出口和不能或不方便挖的地方。管溝若較長(zhǎng)，需要確保通風(fēng)以及照明設(shè)施完好，不會(huì)影響到敷設(shè)工作。城中心區(qū)域?qū)儆诘叵鹿芫€布置比較密集的區(qū)域，這時(shí)可把供熱管道和其它的管道敷設(shè)在能夠通行的綜合地溝里面。

②半通行地溝溝槽內(nèi)的人行通道較為狹窄，工作人員只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的檢查和操作。

1.2 直埋敷設(shè)

這種方式直指管道直接埋設(shè)在土下，不用挖地溝，管道本身就可以直接承受外界的負(fù)載，此形式較有前景。高度不同，支架使用的范圍也不一樣：高度大多在4m以上。中支架高度為3.5 m為適宜，在一般工業(yè)園區(qū)內(nèi)應(yīng)用。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的控制方式是由微機(jī)的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制兩者結(jié)合的，采用比較先進(jìn)的分層技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)的配置選擇要更有利于系統(tǒng)中硬件功能拓展，并且適合現(xiàn)在的信息技術(shù)發(fā)展速度，要對(duì)信息技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)科技技術(shù)有足夠的熟悉掌握并且加以有效的運(yùn)用，確保在整個(gè)系統(tǒng)中的軟硬件搭配使用有足夠的安全性能，還可以維持長(zhǎng)期有效的運(yùn)行，這樣就方便實(shí)現(xiàn)“無人值班，少人巡檢，實(shí)時(shí)監(jiān)控”的目標(biāo)，使其水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)內(nèi)平均程度。

XD供熱控制器從其本質(zhì)內(nèi)容來看，是將ARM Linux的體系與物聯(lián)網(wǎng)兩者進(jìn)行有機(jī)融合，并采用FPGA技術(shù)研發(fā)出XD專用供熱控制器?？刂破鞯墓δ馨瑢?duì)參數(shù)的有效采集、遠(yuǎn)程通訊功能和智能控制功能，顯示問題上更是采用了全中文的表達(dá)，可以提供多種接口，遠(yuǎn)程程序的更新也已經(jīng)加入到了其中，讓功能變得更強(qiáng)大。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

①現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（控制箱）。對(duì)控制器的命令進(jìn)行有效的執(zhí)行，通過調(diào)節(jié)管道閥門的開關(guān)程度、循環(huán)泵的工作頻率來實(shí)現(xiàn)管道中的熱量調(diào)節(jié)。

②監(jiān)控中心。通過設(shè)置監(jiān)控中心，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括熱力公司相關(guān)的運(yùn)行數(shù)值和電廠換熱站的相關(guān)數(shù)值，通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，可以有效地調(diào)控?zé)峋W(wǎng)多節(jié)點(diǎn)之間的相互平衡，最大限度地平衡熱網(wǎng)中的工作情況，讓設(shè)備工作在最佳的供熱狀態(tài)。同時(shí)，利用通過監(jiān)控中心采集到的數(shù)據(jù)，還可以匯總制作不同時(shí)間段、不同歷史時(shí)期的曲線構(gòu)圖，這樣更便于管理人員的管理監(jiān)控。

③供熱控制器。供熱控制器的功能就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和采集，并且根據(jù)溫度的運(yùn)行變化補(bǔ)償曲線和現(xiàn)場(chǎng)的循環(huán)泵運(yùn)行設(shè)定數(shù)值在二次供水溫度隨著室外溫度變化的同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)一次調(diào)節(jié)閥的開度、循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的工作狀態(tài)及頻率，使一次流量、二次供水溫度隨室外溫度的變化而變化。

3 供熱管道無補(bǔ)償直埋敷設(shè)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 供熱管道無補(bǔ)償直埋方式的優(yōu)點(diǎn)

無補(bǔ)償?shù)睦浒惭b方式可以讓設(shè)計(jì)過程更加簡(jiǎn)單，對(duì)安裝工程的造價(jià)也做出了巨大節(jié)省，還可以簡(jiǎn)化整個(gè)工程的施工過程。這樣的安裝方式基本做到整個(gè)管網(wǎng)中可以減少固定支架的數(shù)量，減少補(bǔ)償器的安裝，并且這個(gè)工程中也沒有深井子出現(xiàn)，增加了整個(gè)管網(wǎng)安全系數(shù)，同時(shí)也為以后管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)工作和維修操作提供了有利的基礎(chǔ)條件。

3.2 供熱管道無補(bǔ)償直埋方式的缺點(diǎn)

施工中溝槽要平整，確保槽底干燥，需要用20 cm左右厚的細(xì)砂墊底，保溫管兩側(cè)及上部最少應(yīng)覆蓋200 mm左右厚的細(xì)砂。其一是預(yù)防硬物損壞保溫外套管，二是管道周圍的空隙里填滿細(xì)砂。

需要增大直埋管道埋設(shè)深度即增大管道的覆土深度為減少管道的徑向變形，還需要增大彎頭的壁厚和彎曲半徑為增大彎頭的剛度將應(yīng)力分散，減少?gòu)濐^的摩擦阻力，降低壓降損失，同時(shí)使補(bǔ)償能力最大化。

首先對(duì)管道進(jìn)行壓力測(cè)試，試壓檢測(cè)完畢之后，可檢測(cè)接口是否有漏氣現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏氣就立刻進(jìn)行有效的檢測(cè)處理，保證鋼管及高密度聚乙烯外套管的表面干凈和干燥。在進(jìn)行完以上的操作后，要再三檢測(cè)確定沒有失誤，這樣才能進(jìn)行熱熔焊或熱風(fēng)焊，要嚴(yán)格把關(guān)套在接口外邊的管材和焊條以及保溫管的材質(zhì)，務(wù)必保證他們的材質(zhì)相同，同時(shí)，還要確保這些材料的焊接完整，打磨焊接處，用熱縮帶加緊纏繞、加熱粘貼，之后，才可進(jìn)行正確有效的漏氣處理，以及發(fā)泡后的孔隙和接口處理。

4 管網(wǎng)的分布

在我國(guó)的各城市中，集中供熱管網(wǎng)在日常的運(yùn)行當(dāng)浪費(fèi)了大量的能源，其經(jīng)濟(jì)性差。由于不同類型的供熱系統(tǒng)的興起，人們?cè)桨l(fā)重視對(duì)供熱管網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)節(jié)。無補(bǔ)償直埋管道技術(shù)的指標(biāo)搭配由于其合理的管網(wǎng)布局，可以省去大量的補(bǔ)償器。這并非說由無補(bǔ)償直埋管道安裝之后就不需要補(bǔ)償，就不會(huì)有之前管道中的熱脹冷縮現(xiàn)象。在實(shí)際操作中，這項(xiàng)技術(shù)可以經(jīng)它獨(dú)特的管網(wǎng)構(gòu)建以及特殊技術(shù)，使管道伸縮可以更直接完整地消化在整體管網(wǎng)系統(tǒng)中。

通常，在城市道路中建設(shè)無補(bǔ)償管網(wǎng)可最大限度地發(fā)揮其特性，可以得到自然補(bǔ)償?shù)目臻g，管道四周的砂層包裹也為管網(wǎng)的活動(dòng)空間提供了更有利的條件。無補(bǔ)償直埋管道的管網(wǎng)布置應(yīng)該盡可能的利用城市中接到的玩去來適應(yīng)管網(wǎng)系統(tǒng)中管道的伸縮需求。分布無補(bǔ)償直埋管道時(shí)，應(yīng)該避開載重車道，這是直埋管道的常規(guī)要求。另外，除直角轉(zhuǎn)彎可以考慮外，管網(wǎng)相鄰兩個(gè)管道之間的夾角不得有大于2 b的折點(diǎn)。

其中，當(dāng)前熱網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中冷熱不均的問題普遍存在，而產(chǎn)生該問題的原因是由于熱網(wǎng)的水力失調(diào)而導(dǎo)致的。它對(duì)于管網(wǎng)運(yùn)行的效果有直接影響。因此，為了確保管網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，務(wù)必選擇動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備對(duì)于各個(gè)環(huán)路的水力失調(diào)問題加以解決。當(dāng)部分用戶調(diào)整用熱量的時(shí)候，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備不僅不會(huì)對(duì)用熱量產(chǎn)生影響，并且沒有振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生。因此，在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)失調(diào)的問題，所以應(yīng)當(dāng)預(yù)防產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)失調(diào)?？傊κд{(diào)會(huì)導(dǎo)致用戶或者采暖房間出現(xiàn)過冷或者過熱的現(xiàn)象，需要引起高度關(guān)注，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的先進(jìn)合理性以及建設(shè)上的可行性，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步改進(jìn)熱網(wǎng)系統(tǒng)中存在的水力失調(diào)現(xiàn)象，以提升熱網(wǎng)的質(zhì)量，從而達(dá)到供熱系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運(yùn)行的目標(biāo)。

5 結(jié) 語

綜上所述，城市集中的供熱系統(tǒng)在節(jié)能減排的工作項(xiàng)目當(dāng)中，需要與國(guó)家在相關(guān)方面提出的政策相互結(jié)合，以此為基礎(chǔ)，最后進(jìn)行合理性的規(guī)劃、科學(xué)性的布局、積極性的創(chuàng)新以及完善化的管理，在進(jìn)步和發(fā)展的同時(shí)注重環(huán)境的保護(hù)，這將是未來工作的重中之重。

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