崔銘俊 焦揚(yáng)

摘 要：供熱是城市公共服務(wù)功能中重要的一項(xiàng)工作，對(duì)于居民的生活生產(chǎn)來說有著重要的意義，因此，供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)的作用不言而喻，本文從供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及意義進(jìn)行了分析，為供熱系統(tǒng)的不斷完善提供建議。

關(guān)鍵詞：城市供熱管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

引 言

改革開放20年來，我國的集中供熱事業(yè)獲得了長足的發(fā)展，目前我國668個(gè)城市中，268個(gè)城市建設(shè)有集中供熱設(shè)施，全國集中供熱面積已達(dá)86540萬m2。隨著城市集中供熱的迅速發(fā)展，熱網(wǎng)越來越顯示出其重要性。由于熱網(wǎng)工程規(guī)模大、造價(jià)高，且影響面廣，涉及城市規(guī)劃建設(shè)和環(huán)境美化。保證供熱質(zhì)量能否把生產(chǎn)的熱能根據(jù)熱網(wǎng)用戶需要進(jìn)行合理分配，這就要求熱網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中選擇最優(yōu)方案、進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)。

1 熱負(fù)荷

1.1 熱負(fù)荷的分類

熱負(fù)荷分為生產(chǎn)熱負(fù)荷、采暖通風(fēng)熱負(fù)荷、生活熱負(fù)荷和空調(diào)冷負(fù)荷。生產(chǎn)熱負(fù)荷主要是指用于生產(chǎn)工藝過程所需要的熱負(fù)荷；采暖通風(fēng)熱負(fù)荷是指當(dāng)室外空氣溫度降低到供暖設(shè)計(jì)溫度時(shí)，為保持室內(nèi)空氣溫度符合設(shè)計(jì)要求，需由供熱設(shè)備向房間輸入的熱量；生活熱負(fù)荷是指民用建筑和工廠中生活用熱。因此文中主要對(duì)采暖熱負(fù)荷相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。熱負(fù)荷的確定是一項(xiàng)細(xì)致的工作，設(shè)計(jì)中需反復(fù)計(jì)算及核定。熱負(fù)荷分為季節(jié)性熱負(fù)荷和固定常年熱負(fù)荷兩種。

1.2 熱指標(biāo)的確定

熱指標(biāo)的選擇是設(shè)計(jì)中的決定因素，是否合理將直接影響初投資和運(yùn)行費(fèi)用。目前有些地區(qū)在設(shè)計(jì)中，熱指標(biāo)選用時(shí)都略有偏大，取的都是上限。而考慮山西地區(qū)近10年冬季溫度偏高這一特點(diǎn)，單位面積（單位體積）熱指標(biāo)應(yīng)取下限+5W/m2（5W/m3），使初投資成本減少到最經(jīng)濟(jì)的曲線內(nèi)，可減少運(yùn)行費(fèi)用。

2 供熱參數(shù)的選擇

供回水溫差及比摩阻是影響管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，選擇不當(dāng)，運(yùn)行中不但耗電量大，還會(huì)引起管網(wǎng)嚴(yán)重失調(diào)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，主干線經(jīng)濟(jì)比摩阻在30～70Pa/m為宜，支線大些可有利于調(diào)節(jié)，但不應(yīng)超過300Pa/m。溫差大循環(huán)量則小，溫差小循環(huán)量則大。

3 水壓圖的繪制

繪制水壓圖是一項(xiàng)主要設(shè)計(jì)程序，不能省略，尤其是在供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)上和運(yùn)行中，能夠隨時(shí)掌握供熱系統(tǒng)是在什么樣的工況下運(yùn)行；管網(wǎng)中各點(diǎn)壓力大小變化如何；系統(tǒng)能否安全運(yùn)行；水力計(jì)算是否正確；用戶入口選擇方式是否合理，特別是地形復(fù)雜供暖半徑較大的供熱管網(wǎng)，其必要性更為突出，水壓圖的形式能明顯清晰地表示出上述各項(xiàng)內(nèi)容。現(xiàn)在有些設(shè)計(jì)僅憑經(jīng)驗(yàn)，根本不搞什么水壓圖，這給將來的運(yùn)行調(diào)節(jié)造成了很大麻煩，只有繪制出水壓圖，才能有利于進(jìn)行管網(wǎng)的水力平衡。

4 供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式

4.1 連接方式及供回水溫度

對(duì)于城市熱力網(wǎng)工程，由于工程比較大，我們建議采用間接連接方式有利于降低工程造價(jià)，避免水利失調(diào)，降低用戶間相互干擾，提高供熱質(zhì)量，并且便于運(yùn)行維護(hù)。同時(shí)一次網(wǎng)供回水溫度的高低直接決定著工程的造價(jià)，從減小供回水管徑的角度來看，較大有供回水溫差，可以縮小管徑，我們建議大多數(shù)城市地區(qū)一、二次網(wǎng)供回水溫度為：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。

4.2 架空敷設(shè)

管道架空敷設(shè)方式適用于工廠企業(yè)，對(duì)于廠區(qū)內(nèi)有很多工藝管道需架空敷設(shè)，熱力管道亦與工藝管道同架敷設(shè)。管道架空敷設(shè)有它的局限性，對(duì)于民用住宅、公建單位，要考慮市容市貌和小區(qū)總體規(guī)劃，往往熱力管道不宜架空敷設(shè)。

4.3 地下管溝敷設(shè)

地下水位高時(shí)，采用管溝敷設(shè)防水問題很難解決，地表水會(huì)通過管溝蓋板流到溝里，地下水會(huì)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。在地下水位較低的地區(qū)，采用管溝敷設(shè)還較普遍。

4.4 地下直埋敷設(shè)

供熱管道直埋敷設(shè)保溫防腐有氰聚塑保溫防腐和聚氨酯夾克保溫防腐。這兩種保溫管均采用聚氨酯作為保溫層，采用發(fā)泡的方法將聚氨酯包在管道外面。聚氨酯材料導(dǎo)熱系數(shù)較小，是一種良好的保溫材料，有一定的強(qiáng)度，重度小、吸水少。氰聚塑保溫管作法：首先在保溫管道外表涂一層氰凝起到防腐、防水作用，再作聚氨酯保溫層，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。聚氨酯夾克保溫管在聚氨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(jiān)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：

第一種是無補(bǔ)償直埋敷設(shè)，此種敷設(shè)方式熱力管道具有一定的埋深，靠土壤與管道的摩擦限制熱力管道的熱伸長，在管道溝槽敷土前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般取安裝溫度與運(yùn)行溫度差的一半即可，這種敷設(shè)方式一般適用于以熱水為熱媒的供熱管道，且管徑不宜過大。

第二種方式是增設(shè)一次性補(bǔ)償器，補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力要滿足安裝溫度至預(yù)熱溫度管道的熱伸長量。在熱力管道施工安裝后進(jìn)行預(yù)熱，待管道伸長后將一次性補(bǔ)償器活動(dòng)處焊牢，然后再還土。這種敷設(shè)方式在車輛運(yùn)行頻繁的馬路上，在管道預(yù)熱前可還土，不致影響交通。

第三種方式是增設(shè)直埋式熱力管道補(bǔ)償器，此種敷設(shè)方式需設(shè)固定墩，固定墩間距通過計(jì)算確定。直埋式熱力管道補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力要滿足兩固定點(diǎn)間管道的熱伸長量。直埋敷設(shè)熱力管道無論是采用哪種方式都要計(jì)算管道熱態(tài)（包括預(yù)熱）時(shí)產(chǎn)生的推力，核算熱力管道斷面的應(yīng)力，此應(yīng)力不應(yīng)超過運(yùn)行溫度下鋼材的許用應(yīng)力。

5 結(jié) 語

隨著城市化發(fā)展的腳步向著成熟化發(fā)展，城市供熱成為人們關(guān)注的問題，供熱合理與否直接關(guān)系到居民的生活質(zhì)量，其中合理與否和設(shè)計(jì)有著直接的關(guān)系，做好設(shè)計(jì)工作，必須要按照一定規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)要依賴實(shí)踐總結(jié)說話，將實(shí)踐中存在的不足及時(shí)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行改正，作為設(shè)計(jì)者，要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，不斷的革新設(shè)計(jì)思想，積極學(xué)習(xí)和借鑒一些好的經(jīng)驗(yàn)例子，在進(jìn)行綜合的研究思考后，設(shè)計(jì)符合本城市發(fā)展現(xiàn)狀的設(shè)計(jì)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，熱能消耗會(huì)越來越大，無形之中給供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作增添了很多難題，因此，作為一名設(shè)計(jì)者，要有創(chuàng)新和遠(yuǎn)見，只有不斷的提高設(shè)計(jì)技術(shù)，強(qiáng)化改革意識(shí)，吸收新的知識(shí)與理論實(shí)踐，以人為本，才能保證供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和不斷發(fā)展。

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