淺析城市供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

劉輝

【摘要】供熱工程作為市政公共服務(wù)功能中的重要一項工作，其施工質(zhì)量水平事關(guān)到居民的日常生產(chǎn)和生活水平。而影響供熱工程質(zhì)量的主要因素就是供熱管網(wǎng)的設(shè)計問題?；诖?，筆者重點(diǎn)論述了城市供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，以期作為參考。

【關(guān)鍵詞】淺析；城市供熱管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計

在我國北方地區(qū)多采用集中供熱的方式進(jìn)行冬季取暖。通過優(yōu)化設(shè)計集中供熱管網(wǎng)，不能夠有效提高供熱質(zhì)量，還能實現(xiàn)節(jié)約成本，減小能耗以及降低污染的重要作用。在當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)條件之下，各行各業(yè)之間的競爭日趨激烈，作為供熱企業(yè)而言，要想提高其市場占有率，最為重要的手段之一就是不斷優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)。同時城市集中供熱管網(wǎng)也是市政公共服務(wù)功能中的重要工作內(nèi)容，其設(shè)計水平如何事關(guān)到政府的外在形象。所以不管是對政府、企業(yè)、還是對居民來說，優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)都是十分必要的。

一、城市集中供熱管網(wǎng)的現(xiàn)狀

（一）管網(wǎng)缺乏總體設(shè)計

我國城市飛速發(fā)展，城市規(guī)模越來越大，城市人口也越來越多，城市對供熱的需求增加，管網(wǎng)鋪設(shè)也相應(yīng)地增加。但是在近些年，管網(wǎng)鋪設(shè)缺乏總體考慮，管網(wǎng)建設(shè)中沒有進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)設(shè)計，管道的敷設(shè)存在一段一段的施工，管線呈現(xiàn)枝狀延伸。一些城市建設(shè)中在施工時，由于管網(wǎng)規(guī)劃不合理，管網(wǎng)會遭到破壞，沒有能及時采取補(bǔ)救措施，導(dǎo)致管網(wǎng)再行維護(hù)時遇到很大的困難，人們對供熱的需要就不能得到保障。

（二）管網(wǎng)材質(zhì)差

新中國成立后快速發(fā)展起來的城市集中供熱系統(tǒng)中，因資金短缺和當(dāng)時技術(shù)低下等原因，敷設(shè)的管道普遍材質(zhì)較差，大多采用的是普通碳素鋼管。這種管材在傳熱保溫方面不好，維護(hù)成本也很高。同時，散熱器以鑄鐵為主，閥門設(shè)計落后，沒有安裝溫度、壓力、流量、熱量表等設(shè)備，不能隨時掌握、調(diào)節(jié)溫度，影響總體供熱的需求。

二、城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

集中供熱主要是指利用熱水作為加熱的介質(zhì)使用或者是通過多個熱交換站來提供熱能。隨著社會的不斷發(fā)展以及新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，中央供暖系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展，中央供暖系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：第一，集中供熱能夠有效減少空氣的污染，和熱電廠以及供熱鍋爐相比較，中央供暖方式較為集中而不是眾多零散的鍋爐，同時在煙囪的設(shè)計上，一般采用不同高度的設(shè)計方法來增加排放點(diǎn)源，從而大大降低了對環(huán)境的污染。此外中央集中供熱方式還能夠有效節(jié)約能源；第二，能夠提供高質(zhì)量的供熱效果。中央供暖系統(tǒng)屬于間歇性的，當(dāng)暖氣被連續(xù)加熱的時候，系統(tǒng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的溫度之后就會自動停止工作，并且能夠依據(jù)室內(nèi)外的溫度變化情況，始終保持恒溫狀態(tài)。同時集中供熱設(shè)備噪音較小，不影響居民的日常工作生活；第三，中央集中供暖形式自動化程度較高。采用自動化控制能夠依據(jù)室外的溫度做出動態(tài)的調(diào)整，以便于滿足用戶的日常需求。同時還能夠降低工人勞動強(qiáng)度，設(shè)備的故障率相對較低。

三、城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

（一）合理設(shè)計管網(wǎng)布局和管線走向

管線與管道設(shè)置是整個管網(wǎng)系統(tǒng)的核心內(nèi)容，管道布局和管線走向是否合理直接影響著供熱效果。在進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計時必須認(rèn)真考察、科學(xué)設(shè)計，做好圖紙的分析，充分理解設(shè)計意圖，合理布局管道走向，從整個供暖系統(tǒng)角度來考慮進(jìn)行合理優(yōu)化和安排，確保整個集中供熱管網(wǎng)的合理性，達(dá)到不論是遠(yuǎn)近端用戶都可享受標(biāo)準(zhǔn)供熱服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式

1.連接方式及供回水溫度

由于城市中的供熱管網(wǎng)工程量比較大，因此我們建議采取間接連接的方式，以便于降低工程的造價，避免水利失調(diào)，同時能夠有效降低用戶之間的互相干擾，并且提高供熱的質(zhì)量效果，有利于后期的運(yùn)行維護(hù)管理。同時，一次網(wǎng)供回水溫度的高低將事關(guān)工程的造價成本，從減小供回水管徑來看，有較大的供回水溫差，可以縮小管徑。我們建議在大多數(shù)城市中，一、二次網(wǎng)的供水溫度應(yīng)設(shè)置為一次網(wǎng)130/70℃；二次網(wǎng)85/60℃。供熱管網(wǎng)敷設(shè)一般采用架空敷設(shè)、地下管溝敷設(shè)和地下直埋敷設(shè)3種方式。

2.架空敷設(shè)

架空敷設(shè)管道適宜于工廠企業(yè)，如果工廠區(qū)內(nèi)部存在很多工藝管道需要進(jìn)行架空敷設(shè)，則熱力管道可以和工藝管道同+進(jìn)行敷設(shè)。但是管道架空敷設(shè)有一定的局限性，針對民用住宅、公建單位等，需要考慮到整體的市容市貌，一般不采用架空敷設(shè)的方式。

3.地下管溝敷設(shè)

管溝敷設(shè)方式在地下水較低的地區(qū)采用的較為普遍。但是如果地下水位比較高的地區(qū)就不太適宜，因為地表水會通過管溝蓋板流入到溝中，很難進(jìn)行防水處理。地下水會通過溝壁縫隙滲到溝里，管溝內(nèi)熱力管道泡在水中，使保溫層失去作用，增大熱力管道的熱損失，且地下水腐蝕管道表面，縮短供熱管道使用壽命。

4.地下直埋敷設(shè)

供熱管道的直埋敷設(shè)保溫防腐主要有氰聚塑保溫防腐和聚暗酯夾克保溫防腐兩種。這兩種保溫管都運(yùn)用聚暗酯來作保溫層，且利用發(fā)泡的方式將聚暗酯包在供熱管道的外面。聚氨酯材料具有導(dǎo)熱系數(shù)小，具備一定的強(qiáng)度，重度小，吸收小等特點(diǎn)，是一種較好的保溫材料。氰聚塑保溫管作法：先將一層氰凝涂在保溫管道的外表上，以實現(xiàn)防腐和防水的效果，然后在作聚氨酯保溫層，外表面包玻璃鋼，起到防水、防腐作用，管道保溫防腐接頭處，采用現(xiàn)場發(fā)泡，外表面作玻璃鋼保護(hù)層。聚暗酯夾克保溫管在聚暗酯保溫層外包聚乙烯套管作保護(hù)層。接頭作法有的采用焊接聚乙烯套管，有的采用收縮套。聚乙烯套管較玻璃鋼保護(hù)層堅固耐用，強(qiáng)度高。上述兩種保溫管在集中供熱區(qū)域，不允許架空敷設(shè)的環(huán)境下，可采用直埋方式敷設(shè)熱力管道。熱力管道直埋的方式主要有三種：

第一種方式為無補(bǔ)償直埋敷設(shè)，該敷設(shè)方式的熱力管道具備一定的埋深，而且依靠土壤和管道之間的摩擦力來阻止熱力管道的熱伸長。在管道溝槽進(jìn)行敷土之前應(yīng)先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度一般安裝安裝溫度和運(yùn)行溫度差的一半即可。該敷設(shè)方法適用于以熱水為熱媒的供熱管道中，且不宜采用過大的管徑。

第二種敷設(shè)方式是增設(shè)一次性的補(bǔ)償器，補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力必須滿足安裝溫度至預(yù)熱溫度管道的熱伸長量。在施工安裝完畢熱力管道之后開始進(jìn)行預(yù)熱，待整個管道伸長之后將一次性的補(bǔ)償器活動處焊接牢固，然后再還土。該敷設(shè)方式可以運(yùn)用在公路上，在管道預(yù)熱之前進(jìn)行還土，不影響正常交通。

第三種敷設(shè)方式是增設(shè)直埋式熱力管道補(bǔ)償器。該敷設(shè)方法需要首先設(shè)置固定墩，固定墩之間的間距需要通過計算來進(jìn)行確定。直埋式的熱力管道補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力要求能夠滿足兩固定點(diǎn)管道的熱伸長量。直埋敷設(shè)的熱力管道不管是采取何種方式都需要計算管道的熱態(tài)時產(chǎn)生的推力，并且核算熱力管道斷面上的應(yīng)力，且該應(yīng)力不能夠超過運(yùn)行溫度下的鋼材的許用應(yīng)力。

（三）保障管道暢通

如果集中供熱管網(wǎng)內(nèi)存在異物，就會影響供熱管網(wǎng)的水循環(huán)系統(tǒng)，嚴(yán)重影響供熱質(zhì)量。因此在進(jìn)行管道安裝設(shè)計時必須認(rèn)真檢查確保管道內(nèi)沒有異物，對管壁進(jìn)行除垢和銹斑，保障管道內(nèi)壁清潔后，在進(jìn)行封閉待裝。管內(nèi)存在異物就會導(dǎo)致，怎么供熱都熱不起來的現(xiàn)象，不僅加大了供熱能源消耗，更給用戶造成了困擾，所以在進(jìn)行集中供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計時，必須將其考慮其中。

總之，集中供熱問題是一件關(guān)系到民生的重大工程項目，為了有效提高供熱質(zhì)量，應(yīng)合理優(yōu)化供熱管網(wǎng)設(shè)計，從而為居民提供一個良好的生活和工作環(huán)境。

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