浅谈城镇热力管网设计

王桂冰

关键词：城镇热力管网、敷设方式、设计要点

随着国民经济的发展，城镇化建设速度的加快，取暖是寒冷地区居民生活的必要条件，因此城镇热力管网建设与城镇居民的生活息息相关，因此热力管网设计以及管网敷设质量的好坏至关重要，直接关系到热力外网使用寿命、以及用户切身利益。

热力管网又称热力管道，从锅炉房、直燃机房、供热中心等出发，从热源通往建筑物热力入口的供热管道。多个供热管道形成管网。供热蒸汽介质设计压力小于或等于1.6MPa，设计温度小于或等于350℃的下列热力网的设计。

管网敷分为埋地敷设与架空敷设两种。

埋地敷设：（可通行地沟、半通行地沟、不可通行地沟、无地沟敷设）

1.可通行地沟：利用石块或砖砌筑的地沟，上覆盖钢筋砼预制盖板或整体浇灌沟盖。在地沟内除管道所占据地方外，还有足够空间可供检修人员通行。在可通行地沟内，每隔200—800m建造有检查井及梯子，并在地沟中装有36v电压照明灯。在地中，修有排水槽，沟底坡度不小于0.002。为了保证在地沟中工作的温度不超过40℃，一般设有自然通风塔及机械排风机，以便在需要下沟检修时，开动风机进行换气。

2、半通行地沟：半通行地沟用于管道数目不多，同时又不能挖开路面进行热力管道检查或维修的情况下。半通行地沟可用砖或钢筋混凝土预制块砌成，其高度为1.3—1.5m，管子沿沟底或沟壁铺设。

3、不可通行地沟：不可通行地沟敷设较普遍，有矩形地沟、半圆形地沟。不可通行地沟的尺寸，根据管径尺寸确定。其结构可用砖或钢筋混凝土预制块砌筑。地沟基础结构根据地下水及土质情况确定，一般应修在地下水位以上。

4、无地沟敷设：无地沟敷设的管道是热力管道的外层保温层直接与土壤相接触。其结构有泡沫混凝土浇灌式及装配与浇灌结合等保温形式。无地沟敷设管道投资比不可通行地沟管道便宜20%--50%，因此在外加荷载允许的条件下，可考虑采用，但只有在地下水位较低的条件下才能采用，且对保温材料的要求也较高。

架空管道：架空管道常用于地下水位高，土质差，以及过河、过铁路等情况；在工厂区，当地下管道繁多，如给水、排水、燃气、电缆及其他工业管道时，为了避免管道交叉绕道，也较常采用架空管道。架空敷设管道，可采用单柱式支架、带拉索支架、栈架或沿桥梁等结构敷设，也可沿建筑物的墙壁或屋顶敷设。

热力管网设计要点：设计标准、水质标准、管道附属件 （阀门、补偿器、管道支座等）。

设计标准

适用于供热热水介质设计压力小于或等于2.5MPa，设计温度小于或等于200℃；供热蒸汽介质设计压力小于或等于1.6MPa，设计温度小于或等于350℃的下列热力网的设计：

1 由供热企业经营，以热电厂或区域锅炉房为热源，对多个用户供热，自热源至热力站的城市热力网；

2 城市热力管网新建、扩建或改建的管道、中继泵站和热力站等工艺系统设计。

城市热力管网设计应符合城市规划要求，做到技术先进、经济合理、安全适用，并注意美观。

水质标准

以热电厂和区域锅炉房为热源的热水热力网，补给水水质应符合下列规定：

1 悬浮物 小于或等于5mg/L

2 总硬度 小于或等于0.6mmol/L

3 溶解氧 小于或等于0.1mg/L

4 含油量 小于或等于2mg/L

5 pH（25℃） 7～12

1.开式热水热力网补给水质量除应符合本规范第4.3.1条的规定外，还应符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749）的规定。

2.蒸汽热力网，由用户热力站返回热源的凝结水质量，应符合下列规定：

①总硬度 小于或等于0.05mmol/L

②含铁量 小于或等于0.5mg/L

③含油量 小于或等于10mg/L

3.蒸汽管网的凝结水排放时，应符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ 3082）。

4.当供热系统有不锈钢设备时，应考虑Cl-腐蚀问题，供热介质中Cl-含量不宜高于25ppm，或不锈钢设备采取防腐措施。

管道附属件： （阀门、补偿器、管道支座等）

阀门：

热力网管道干线、支干线、支线的起点应安装关断阀门。

热水热力网干线应装设分段阀门。分段阀门的间距宜为：输送干线，2000～3000m；输配干线，1000～1500m.蒸汽热力网可不安装分段阀门。多热源供热系统热源间的连通干线、环状管网环线的分段阀应采用双向密封阀门。

工作压力大于或等于1.6MPa且公称直径大于或等于500mm的管道上的闸阀应安装旁通阀。旁通阀的直径可按阀门直径的十分之一选用。

当供热系统补水能力有限需控制管道充水流量或蒸汽管道启动暖管需控制汽量时，管道阀门应装设口径较小的旁通阀作为控制阀门。

当动态水力分析需延长输送干线分段阀门关闭时间以降低压力瞬变值时，宜采用主阀并联旁通阀的方法解决。旁通阀直径可取主阀直径的四分之一。主阀和旁通阀应连锁控制，旁通阀必须在开启状态主阀方可进行关闭操作，主阀关闭后旁通阀才可关闭。

公称直径大于或等于500mm的阀门，宜采用电动驱动装置。由监控系统远程操作的阀门，其旁通阀亦应采用电动驱动装置。

管道放气、排水装置：根据设计规范要求在管道最高点设放气装置，管道最低点设排水装置。为了便于采暖管道在运行的过程中可以方便进行排气和在检修时放掉积水，对管道管理运行情况进行检查和维护，所有管段在敷设应设置坡度，其坡度一般不小于0.002。同时在管道中配置相应放气和排水装置。

补偿器：

1.热力网管道的温度变形应充分利用管道的转角管段进行自然补偿。直埋敷设热水管道自然补偿转角管段应布置成60°～90°角，当角度很小时应按直线管段考虑，小角度的具体数值应按《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T 81）的规定执行。

2.选用管道补偿器时，应根据敷设条件采用维修工作量小、工作可靠和价格较低的补偿器。

3.采用弯管补偿器或波纹管补偿器时，设计应考虑安装时的冷紧。冷紧系数可取0.5.

4.采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的补偿器安装长度，并保证管道在可能出现的最高、最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。

5.直埋敷设热水管道，经计算允许时，宜采用无补偿敷设方式，并应按《城镇直埋供热管道工程技术规程》（CJJ/T 81）的规定执行。

管道支座：

管道支座是起到支撐管道并承受其荷载的一种设备。其作用支撑管道和保证管道在固定位置上保持不动。支座相对管道位移情况作出限制，可以划分为移动支座和固定支座。

管道活动支座一般采用滑动支座或刚性吊架。当管道敷设于高支架、悬臂支架或通行管沟内时，宜采用滚动支座或使用减摩材料的滑动支座。当管道运行时有垂直位移且对邻近支座的荷载影响较大时，应采用弹簧支座或弹簧吊架。

固定支座：主要是对管段进行划分从而对管道进行支撑，分别进行补偿，从而保证补偿器正常使用。并且不允许管道与支架间有相对位移。

结束语：

城镇热力管网设计、敷设质量的好坏，直接影响到城镇热力管网正常运行以及管网合理使用寿命，从而影响居民用户的切身利益。因而城镇热力管网应从管网设计、敷设严把质量关，才能保证热力管网高效、经济、合理运行。

参考资料

1. 《供热通风空调与燃气专业安装技术》中国建筑工业出版社

2. 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003中国计划出版社

3. 《城市热力网设计规范》CJJ34-2010中国建筑工业出版社