供热改造中供热管道设计

过会兵

东莞中电新能源热电有限公司523000

摘要：随着科学技术和我国经济迅速的发展，在市政建设方面也渐渐投入更多的时间和精力，尤其在我国的北方，供热系统是主要考虑的对象。由于在北方冬季天气比较严寒，所以对于热量的需求就比较高，但是由于我国是一个地大物博的国家，因此，在市政供热管网的设计和施工的过程中，还存在着一些问题，对优化和进一步简化供热管道设计要高度重视。

关键词：供热改造；供热管道；敷设设计

一、供热管道供热现状

目前，我国建设资金短缺，无论是建设热源还是管网，耗资都相当大。近几年，多热源环网供热系统采用节能新技术新方法进入实际运行，建立了智能控制协调机制，实现分户调节和热量计量收费。现在供热管网的设计更加注重节约、降低能源消耗，同时还要满足人们的舒适度要求，因此在热源内机组型式的选择，宜以背压机组带基本负荷，在多台机组中可选用一台抽气冷凝机组，以增加负荷调节的灵活性。在大中城市采暖负荷较大时，宜选用大容量的两用机组，采暖季节降低部分电负荷供热，非采暖季节仍恢复正常运行，节能效益是非常理想化的。

在满足人们舒适度的前提下，供热改造中供热管道的设计要科学合理，减少管网投资以及增加系统稳定性，设计中应尽量考虑节约能源，提高能源利用率，因地制宜确定综合利用能源的改造供热管道的设计方案[1]。

二、供热管道敷设方式

供热管道承担将设备生产的热能通过蒸汽、热水等热媒体传送到室内用热设备的任务，以满足生活和生产的需要。因地制宜的根据供热改造地的各种因素，选择科学合理的管道敷设设计方案。供热管道的平面布局应在保证供热管道安全可靠的运行前提下，来考虑节约供热设备投资。室外的供热管道平面布局一般分为树枝状和环状，根据不同的地理需求和投入资本合理采用[2]。

（一）供热管道的敷设形式分为地上和地下。

地上架空敷设不受地下水面土壤腐蚀的影响，同时地上架空敷设施工方便，便于维修，但是占地面积大，不易保温，影响市容美观。供热管道通过厂区向外延伸布局时，经常会跨越厂区道路或城市公路或道路。这种情况可采用桁架结构处理，在桁架上钢梁为生根点来支吊管道，跨度可做到20m以上。由于桁架结构施工费用高，设计复杂，施工工期长等，根据城市规划和美观的要求，如非必要应该很少使用。

在现有的技术条件下，供热管网的温度一般为一百四十度左右，工作压力为一点多兆帕。在这种情况下会选择有地沟式和直埋式地下敷设，同时其设计还要考虑到施工前的准备、施工方法、管道的防腐等要点。地沟管道设计分可通行地沟和不可通行地沟，可通行主要有通行和半通行二种，这种敷设只要适用于厂区的主要干线，便于检修人员在沟内自行走动进行检查和维修或当供热管道沿线不允许开挖的路面设施或供热管道数量较多，管径较大时采用。沟内要按规定距离设置出入口，照明设备利用通风设备保持沟内温度不宜超过四十六度，还要使沟底与沟内管道一致。根据实际沟内各数据值采用合适的支架，两根管道保温外皮的间距要大于十厘米，两根管道保温外皮距离沟盖下缘和沟壁要大于十厘米，同时保温层外皮距离沟底十二厘米，地沟埋深不要过大，一般在地下水位之上。无地沟敷设是将普通管道直接埋在地下的土层中，但其热损耗大，防水，防腐蚀难处理。因此，无地沟敷设随着直埋保温技术的不断发展得到了广泛的应用[3]。

三、科学合理设计直埋式管道敷设

合理的选择供热管道的敷设方式，不仅可保证热网安全可靠的运行，还可节约投资成本。直埋式管道敷设与有地沟管道敷设相比具有占地少、工程量小、工期短、节省投资、节能、不影响美观、寿命长、维修量小、宜做保温防腐蚀处理等优点，适用很多不同地理区域。直埋敷施工工期短，对其他管道埋设道路工程及现场运输影响很少；开挖土方量少，只有半通行地沟敷设的20%，而挖出土壤最后可全部回填不必外运，部分施工经验数据显示，直埋敷设比半通行地沟敷设节省投资30%左右；聚氨脂直接在管道外围发泡形成的保温效果比其他任何保温材料导热系数弱、稳固性强、玻璃钢外壳封闭性好，所以地下水及冷土层对它的影响极小，根据世界上其他国家施工经验显示，其使用寿命长达数十年之久，使用期间的维修次数也较少，因此我国现在供热管道敷设多采用选用直埋敷设[4]。

供热管道直埋敷设有三种方式，包括无偿、有偿、一次性补偿直埋敷设[5]。第一种无偿直埋敷设：无偿直埋敷设是利用土壤和管道之间的摩擦力阻碍管道的伸缩，管道和土壤之间的摩擦阻力之和大于等于管道膨胀力，管道就不再延伸了，不用添加补偿器设备，这样的方式适用于一百度以下的低温供热管道敷设[6]。无偿直埋敷设应注意：管道埋土前要进行预加热，以免管道进行供热服务时温度过高引起故障。管道预热措施可在管道适应位置支架一个水箱，将水箱内的水加热，然后升到要求的工作温度上，并在每个终端热户接通临时供水、回水管道，让水进行循环工作，以保证预热水温保持恒定；同时管道保温材料要用聚氨酯直接在钢管四周发泡时完成，保证整个聚氨脂保温层与钢管之间产生强大的粘结力；直埋管段中一般不宜连接阀件，如须安装平衡阀、入户总阀等应设在户内，如果必须在直埋管段上安装阀件，则必须附阀件紧按套管伸缩器，便于日后检修；在两端两米深处直埋管段上各捣制一座钢筋混凝土固定墩以防止直埋管产生伸缩移，因为这时的伸缩器是不作补偿用的；当直埋管与地沟或架空混合敷设时，直埋管快伸出土壤两米处应捣制一座钢筋混凝土固定墩；如遇直埋敷设支管与非直埋主管连接时，直埋支管接近主管处应留一段地沟以便主管伸缩位移时，支管可随之产生横向摆动，以防止与主管连接处产生强大剪力而破坏其焊缝，此段地沟敷设的长度应按支管管径弹性应力条件决定；固定墩结构一般应通过反推力荷重计算确定，但计算时一般很难准确，特别是埋土与玻璃钢管壁的摩擦系数，影响因素较多，取值范围太大根本无法实现实际应用；供、回水双管平行直埋时，宜采取斜向布置，以便连接分支管时，可避免支管上绕与下绕跨管焊接弯头，使之难以抵抗轴向应力，造成焊缝破坏；检查井数量要求过少，不应设在交通要道和人行车流频繁处，在管道分支有阀门处及其他各种阀门处、套筒补偿器处、需要经常维修的设备和部件处应设检查井，直埋管埋深应按规范规定，太浅则不能无补偿直埋。第三、有补偿直埋：有补偿直埋有很多方式如波纹管补偿，自然补偿，旋转补偿等方式，在管道某处设置固定支座，安装补偿器，它的作用是为吸收管道因热障而伸长的长度，补偿因冷缩而缩回的长度，因此在实际施工中因地制宜选择补偿方式

总结

综上所述，本文对供热改造中管道设计简化和优化的浅略研究，并采用科学合理的设计方式，在保证供热系统安全运行的前提下加快整体供热系统改造工程的施工进度，从而减少施工费用、节约能源等目的。

参考文献：

[1]代宏强.对供热改造中供热管道设计的探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（7）：508-508.

2]童术.浅谈供热改造中供热管道设计[J].广西电力，2012，35（6）：91-93.

[3]杨林，宋琴.大机组供热改造厂内蒸汽管道设计[J].山东工业技术，2015（14）：4.

[4]周传锦.探究电厂供热改造厂内部分蒸汽管道设计的特点及对策[J].中国新技术新产品，2016（4）：60.

[5]欧阳荭翰.老厂供热改造工作的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（10）：869.

[6]胡嘉灏，罗向龙，陈颖等.热泵供热系统设计改造及（火用）分析与经济分析[J].暖通空调，2015，45（4）：95-100