淺析城市集中供熱管網(wǎng)施工重點、難點

周峰

（遠大能源利用管理有限公司，北京 100000）

近年來，我國各個城市都建立了完善的集中供熱管網(wǎng)，為人們的冬季供暖提供了便捷。但與其他類型的市政項目相比，集中供熱管網(wǎng)工程的投資高、難度大、周期長，施工建設中往往需克服很多的環(huán)境、技術等限制。長期的市政集中供熱管網(wǎng)施工中，許多工程企業(yè)都積累了豐富的經(jīng)驗，構建了相對完善的施工技術體系。但由于每個城市內(nèi)的供熱需求有一定差異，集中供熱管網(wǎng)工程施工中，相關人員還需考慮項目的特殊要求，優(yōu)化供熱管網(wǎng)施工路徑與技術體系。

1 集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)概述

城市化進程穩(wěn)步推進的過程中，各城市都將集中供熱管網(wǎng)工程作為重點，此工程通過在城市內(nèi)建立完善的集中供熱管網(wǎng)，可滿足城市內(nèi)的供暖需求。集中供熱管網(wǎng)運行中，媒介為水蒸氣或熱水，經(jīng)由多個熱源，再通過管網(wǎng)與熱交換之間供熱，可實現(xiàn)高效、安全供熱。目前城市集中供熱管網(wǎng)中主要包含熱網(wǎng)、熱源與用戶幾個關鍵要素，不同要素之間通過建立緊密聯(lián)系，可為供熱提供便捷，并降低供熱中的能耗。不同于傳統(tǒng)供熱方式，集中供熱下的供熱效率高、節(jié)能性強，可在供熱的過程中降低環(huán)境污染，取得較大的經(jīng)濟效益。各城市通過建立集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，可統(tǒng)一管理供熱過程、要素，進而保障供熱質量，由系統(tǒng)依據(jù)實際需求合理調節(jié)管網(wǎng)的加熱溫度，外部溫度對加熱過程的干擾小。另外，管網(wǎng)相關模塊自動采集室外溫度變化情況，依據(jù)采集的數(shù)據(jù)和實際需求，精準控制加熱介質流速、溫度，使供熱參數(shù)與用戶需求相一致。另外，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)安裝有各類儀表，不同儀表負責采集各種數(shù)據(jù)，與此同時，儀表還能分析各類數(shù)據(jù)，得到供熱需求、供熱參數(shù)，以動態(tài)監(jiān)測供熱情況，一旦存在異常情況，系統(tǒng)能自動預警并調節(jié)。

2 城市集中供熱管網(wǎng)施工的重點、難點

2.1 保溫

城市集中供熱管網(wǎng)的規(guī)模龐大，再加上人們有極高的供熱需求，保溫工作十分關鍵，也是施工的重點和難點。結合管網(wǎng)供熱過程，換熱站負責加熱熱水，使其溫度達到特定值，但熱水出換熱站沿管道流動時，熱量散失較大，部分熱量將散失到低溫管道周邊介質，降低熱水溫度。另外，如前期施工建設中選用的保溫材料不達標，或者保溫層厚度小、管道頂部覆土埋設小，都會導致管網(wǎng)的保溫性能不佳，影響了供熱質量。

2.2 防腐

集中供熱管網(wǎng)施工中必須做好防腐工作，因為管道敷設長度大，可能會遇到復雜條件，如缺乏防腐保護，將大大降低供熱水平。因此，任何的集中供熱管網(wǎng)工程中，都需將防腐工作作為重點。防腐工作作為集中供熱管網(wǎng)的重難點，在當下很多工程中都存在防腐不到位情況，如設計人員在具體施工中未考慮管道防腐具體要求，防腐材料不佳、施工不規(guī)范，防腐層無法在管道中發(fā)揮其保護作用。

2.3 管網(wǎng)設計

城市集中供熱管網(wǎng)工程中管網(wǎng)設計的難度系數(shù)也相對較高，具體設計中需綜合考慮諸多情況，實現(xiàn)設計優(yōu)化，發(fā)揮管網(wǎng)在供熱方面的作用。首先，管網(wǎng)設計中應重點分析和計算熱負荷，將分析計算結果作為設計前提，使有關人員可制定科學且合理的管網(wǎng)布局方案，使熱負荷能力與供熱能力完全匹配。另外，合理設置有關供熱參數(shù)，主要為供回水溫差、比摩阻等。如參數(shù)設計不合理，將影響管網(wǎng)運行效率。通常情況下，如溫差較大，一般需保持較小的循環(huán)量，摩阻較小的情況下水力條件相對理想，壓力損失小，可提高循環(huán)水平，通過合理設定溫差、比摩阻參數(shù)，能保障管網(wǎng)系統(tǒng)運行效率，減少系統(tǒng)能耗。最后，管網(wǎng)布局中也需要合理設定敷設方法，選擇恰當?shù)墓芫W(wǎng)材料，如使用聚氨酯類保溫管，采用直埋敷設法。

2.4 運行調節(jié)

2.4.1 質調節(jié)

集中供熱管網(wǎng)施工中的運行調節(jié)十分關鍵，質調節(jié)為其中的關鍵，其調節(jié)對象為內(nèi)部水溫、水量。集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運行中，水溫、水量對供熱效果的影響顯著，合理引入質調節(jié)方法，可將水溫、水量控制在正常標準內(nèi)，在保障供熱效果的前提下提升系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。一般來說，質調節(jié)階段水溫需保持在70℃左右，此溫度條件下的供熱效果相對理想，還能最大程度上降低供熱成本，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

2.4.2 量調節(jié)

集中供熱管網(wǎng)施工中，量調節(jié)也是重點和難點，這一調節(jié)方式在各個供熱過程均適用。集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運行階段，可能受到外部環(huán)境因素的些微干擾，供熱效果往往難以達到預期，合理引入量調節(jié)方式，能精準控制各個階段的供熱溫度，提高供熱效率與質量。量調節(jié)階段，需將采暖期以室內(nèi)溫度作為劃分基準，細分為初寒、嚴寒、末寒幾個區(qū)間，因為水潛熱與流量為正比，合理控制不同時期的熱水流量。

2.4.3 間歇調節(jié)

集中供熱管網(wǎng)調節(jié)中間歇調節(jié)也相對常見，這一方式為輔助性調節(jié)法，在應用過程中，需分時段調節(jié)。初末寒期，熱源由單臺鍋爐間斷運行實現(xiàn)，當然也可由多臺鍋爐分時段運行，但運行中需合理調節(jié)鍋爐臺數(shù)，保持循環(huán)水泵連續(xù)運行；嚴寒期選擇全天候持續(xù)供暖模式，如室外溫度與設計要求相一致，熱源連續(xù)供暖，如室外溫度持續(xù)增大，則需適當縮短運行時間。

3 城市集中供熱管網(wǎng)施工要點

3.1 認真研讀各種國家標準，確保規(guī)范施工

由于城市集中供熱管網(wǎng)的施工難度系數(shù)較高，具體施工建設過程，相關人員需在前期的準備階段，認真研讀各種國家標準，清楚各項技術規(guī)范與標準，在后續(xù)的施工中嚴格執(zhí)行這些標準。目前，針對城市集中供熱管網(wǎng)項目施工，有關部門陸續(xù)出臺了各項規(guī)章制度與標準，這些標準的內(nèi)容繁雜，前期需花費較大的精力來研讀，從深層次理解施工規(guī)定、技術流程。

3.2 做好施工準備工作

當施工人員掌握了集中供熱管網(wǎng)的施工規(guī)定后，應進入準備階段，此階段的工作就是要根據(jù)供熱管網(wǎng)的施工目標及要求，做好管理協(xié)調、材料準備、人員調配、機械配備等，以確保后續(xù)施工能順利開展，減少施工建設中的突發(fā)性問題。（1）集中供熱管網(wǎng)建設過程中，為確保后續(xù)施工作業(yè)高效、有序推進，施工單位接到標書后應辦好各項手續(xù)，如車輛通行證、施工爆破許可證等，并需根據(jù)現(xiàn)場內(nèi)的其他規(guī)定，如水電需求等做好臨時線路的布設，為施工建設創(chuàng)造安全、便捷的水電條件。（2）由于施工人員在工程建設中的重要意義，工程企業(yè)在前期準備階段應做好人員培訓與教育，在單位內(nèi)安排技術、管理與施工人員參與專題培訓，并在培訓后實施專業(yè)化考核，當考核結束后，評估每個人員的綜合素質及專業(yè)能力，只有考核通過的人員才能順利從事集中供熱管網(wǎng)相關工作，在企業(yè)內(nèi)為集中供熱管網(wǎng)工程組建一支高素質團隊。（3）前期準備階段，相關人員也需要掌握更多的完整性資料，如技術性、經(jīng)濟性資料，以這些資料為基準與后續(xù)的工程設計、施工建設等相聯(lián)系。如施工前企業(yè)需分配專人負責整合工程前期招標、設計資料，從中提取出關于本工程的工期要求、工程特點、技術難點、質量要求等規(guī)定，將這些作為確定施工方案、布置現(xiàn)場的依據(jù)。由于集中供熱管網(wǎng)工程處于城市，其施工建設過程中面臨的環(huán)境條件復雜，經(jīng)常受到不利地形條件的限制，為此，前期準備階段相關人員也需要做好地質地形等調研，特別要掌握工程現(xiàn)場的管線類型及分布等，以前期調查為基準合理優(yōu)化集中供熱管線。（4）組織施工人員學習圖紙、圖集、施工操作規(guī)范，評估圖紙的可行性、科學性，做好不同部門之間的技術交底，如發(fā)現(xiàn)圖紙中存在不合理之處，需及時綜合實際情況制定優(yōu)化措施。

3.3 嚴格組織施工，控制工藝流程

以某市政集中供熱管網(wǎng)工程為例，其工程中有鍋爐本體及其附屬設備、電氣設備、自控儀表和其他工藝管道。結合對本項目的調查，其全長13km，最大管道的管徑為DN600mm，最小為DN159mm。由于本項目極高的施工要求，整個施工建設中的重難點主要表現(xiàn)在以下方面。

3.3.1 管位復查

城市集中供熱管網(wǎng)工程的施工建設中，管網(wǎng)安裝要求高，為保障安裝質量，前期施工人員應按照有關規(guī)定完成管位復查，如有必要需打深井，但需避開地下障礙物，將運行中的沿程阻力控制在合理范圍。管位復查就是需由施工人員在現(xiàn)場展開一系列測量放線工作，依據(jù)測量結果開挖管溝，注意控制開挖深度與寬度，并進行墊層與管道基礎施工，隨后陸續(xù)完成坡口、組對、焊接操作，進入強度試驗環(huán)節(jié)，如強度達標，在焊口部位除銹涂漆，系統(tǒng)試壓沖洗，向管網(wǎng)內(nèi)注水，升溫啟動管網(wǎng)系統(tǒng)，進入試運行環(huán)節(jié)。

3.3.2 閥門安裝

本管網(wǎng)工程項目中閥門為其中的關鍵構成，綜合管網(wǎng)施工要求，選用工作壓力為1.6MPa 的直埋式熱力管網(wǎng)閥門，其閥球為鑄鋼鐵材料。正式安裝前，為保障安裝質量，相關施工人員需根據(jù)行業(yè)規(guī)定完成閥門的逐一試壓，當全部試驗通過后進入安裝環(huán)節(jié)，每個安裝步驟都需遵循安裝規(guī)范。

3.3.3 補償器安裝

本工程項目實施中，補償器安裝質量也會影響管網(wǎng)系統(tǒng)最終運行的可靠性。為了提高集中供熱管網(wǎng)工程的建設施工質量，施工中需合理利用補償方式。由于本項目的特殊性，波紋補償更有效，為凸顯其作用，施工建設中相關人員需嚴格遵守操作要點，特別是在安裝環(huán)節(jié)，如有焊縫異端，則需迎著介質流向來安裝，使后續(xù)管網(wǎng)投入使用后補償器與管道為同軸狀態(tài)。但安裝中不得有偏斜現(xiàn)象，正式安裝前，有關人員需了解補償器的安裝操作規(guī)范，做好預拉伸處理，此環(huán)節(jié)關鍵應保障受力的均勻狀態(tài)。為增強穩(wěn)定性，尚未安裝好前，需再設定一個臨時固定位置，當安裝結束且完全固定好后再拆除此臨時裝置。

3.3.4 管道組對、焊接、質量驗收

當按照有關規(guī)定制作好管道后，再將這些管道運往施工現(xiàn)場，到達指定區(qū)域后立即組對，一般可3 根或者4 根組對作為一段，此過程中應控制管道對口卡板的對口，參考行業(yè)內(nèi)的相關施工規(guī)定與要求，調整間隙與平直度，不得使對口承受較大的作用力，預防應力集中下的焊接裂縫問題。工程現(xiàn)場相關人員在封底時，可采用氬弧焊工藝，再由電弧焊完成蓋面，最后進入質量檢查與驗收階段，重點檢查對口質量是否符合施工規(guī)定與要求，并同步開展表面的質量檢驗和無損探傷檢驗、強度與嚴密性試驗。根據(jù)集中供熱管網(wǎng)施工要求，對口最大錯邊量需在管壁厚度以下，但需在2mm 以內(nèi)，如壁厚不等，薄件厚度應在10mm 以內(nèi)，并考慮焊接應力集中現(xiàn)象，適當采取措施減小接頭的疲勞強度，如壁厚差在3mm 以上，施工人員應適當削薄壁管。施工人員遵循焊接操作要求后，焊接作業(yè)表面不得有氣孔、裂紋等缺陷，將木材及焊縫平滑過渡后清理殘渣，采用無損檢測法評估焊縫是否有質量問題。

3.3.5 管道試壓

管道試壓是為了檢驗管道的相關性能能否與施工要求相一致。具體工作中對溫度條件有要求，一般需在5℃條件下，但因為溫度偏低，試驗過程中也需及時采取防凍措施。強度試驗環(huán)節(jié)應分級慢升，以得到相對可靠的結果。另外，強度試驗每間隔1km 進行，每次都應注意控制強度數(shù)值，并由專人計算端部、固定支架的受力情況。當現(xiàn)場完成相應的試驗后，進入接口防腐與保溫環(huán)節(jié)。

3.3.6 管道回填

本集中供熱管道項目中，管道回填為關鍵工作，本項目的大部分管道均為直埋式回填工藝，回填中材料不得有碎石子、碎磚塊等雜物，遵循操作標準分層回填，注意控制每一分層的回填厚度。如管道回填到其頂部且超過0.3m，在現(xiàn)場應連續(xù)平鋪黃色聚乙烯形成警示帶，嚴禁無關人員進入。

3.3.7 管道系統(tǒng)吹掃及清洗

本管網(wǎng)工程項目中涉及多種工藝管道，在施工建設中，相關人員同樣需重視吹掃與清洗任務，以水完成吹洗，一旦開始吹洗主要管道，則需及時關閉支管閥門，但需確保吹洗壓力、吹洗流速等均超過設計值。

4 結語

近年來，城市集中供熱管網(wǎng)的施工工藝越發(fā)成熟，新技術為提高集中供熱管網(wǎng)工程的建設水平提供了技術支持。但城市集中供熱管網(wǎng)施工建設中工程企業(yè)需重視技術管理與質量控制，構建全新的技術體系，解決施工建設中的質量、安全等問題。