老旧供热管网存在的问题及其改造探讨

张飞

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿 山西古交 030200）

引言

集中供热系统是一个复杂的综合工程，它是由一个热源、管网和热用户将整个系统有机地联系起来，它们之间是相互依存的。在集中供热系统管网的节能改造过程中，我们需要引起足够的重视，保障各个环节都能够做到安全可靠，有效防止能源的浪费，提高能源的利用效率。

1 老旧供热管网存在的问题

1.1 老旧管网问题

部分小区管网由于架空敷设、缺少必要的维护，已经出现保温结构严重破损、管件及支架锈蚀的情况，部分支架出现倾斜、错位。小区管网并没有改造，架空热水管道有保温材料破损现象。小区二次管网混乱，改造实施难度比较大。供热管网建设中存在设计不合理，在施工过程中，施工单位偷工减料，造成施工质量差，未老先衰，存在隐患。

1.2 运行、管理问题

①供热管网及户内采暖系统年久失修，各种原因致使供热管沟长年积水，造成管网保温脱落、阀门锈蚀渗漏、补偿器及支架腐蚀失效等，特别是在严寒期，供热设施难以达到温度要求，居民反映强烈。②一次网供回水温差小，管网运行中动力消耗大。③供热管网缺乏质量调节和能耗计量手段，不仅造成水力工况失调，冷热不均，而且由于没有计量造成粗放运行浪费严重。各个供热单位自行管理，对供热初调节不是很重视，约有70%以上的管网没有设置调节装置及计量装置，水力失调现象十分普遍严重。

1.3 热网失水

管网中一旦产生失水现象，会导致能量出现严重的浪费。造成热网失水的主要原因包括以下几种：①施工单位没有做好管段接口焊接，导致管网内部的水出现严重的泄漏。②换热站在未经允许的情况下，导致漏损系数增大，在二次网补水过程中，引发严重的冒、滴、漏现象。③管网中的设备过于陈旧，引发了严重的失水现象，严重影响热网的维修和处理工作，热网渗漏现象严重。

1.4 水力失调

供热管网中的水力失调现象，受管网阻力影响较大，阻力的不平衡，严重影响管网的特性，管网能效会出现环路阻力等情况。造成水力失调现象主要包括以下几方面内容：①循环水泵的选择不合理，管网中循环水泵的过大或过小，都会导致水泵出现偏离现象。②管网中的用户在发生变化时，进而会导致管网中的流量发生变化，会引发严重的水力失调现象。③管网中用热量会发生明显的变化，进而对管网中的流量产生较大的影响，会引发严重的水利失衡现象。

2 老旧供热管网改造技术方案

2.1 供热管网布局

供热管网在进行布局的时候，要按照热负荷的情况进行总体规划，在规划过程中不仅要对当前的情况进行考虑，同时要对未来进行预算和规划，所以在实际设计中要符合实际情况，但是也要给将来留下发展的余地。在供热管网的建设过程中，应该选择土质及地势条件符合要求的位置，并且在建设过程中选择地理位置较低的地方进行。在设计供热管网路线的时候，要对周围其他的管线进行查看，尽量减少管线交叉部分，在管网交错的地方要进行合理、科学的设计，避免出现冲突，而影响管道安全。从造价的角度来看，尽量设计为直线，尽量少走弯路。

2.2 改变管网敷设方式

在以前的供暖管道敷设中，主要是采用地沟敷设和直埋敷设方式，但是该种敷设方式存在较多问题。其中地沟敷设管道主要是使用岩棉保温材料，此材料的防水性能及保温性能较大，增加了管道的维修时间，导致管道长期处于湿热的环境中，供热成本较大。管道保温外护结构，主要是采用缠绕包折方式，接缝较多，会导致热效应遭受严重的损失。因此，在对管网敷设方式进行改造，需要从降低造价、节约能源及保护环境的角度出发，对地沟敷设供热管道进行改造。将预制管埋在敷设热水管道中，将聚氨酯硬质泡沫保温材料、聚乙烯保护壳和钢管紧密的粘合在一起，表现出了较强的社会效益和经济效益。

2.3 管道保温材料及外保护壳改造

①保温材料的选定。目前，直埋热水管道保温材料大多采用聚氨酯硬质泡沫塑料，它的保温效果较好，还具有一定的抗压强度。②外保护壳的选定。外保护壳一般有三种形式：a.硬聚氯乙烯保护壳；b.高密聚乙烯套管保护壳；c.玻璃钢保护壳。其中，硬聚氯乙烯保护壳和高密聚乙烯套管保护壳造价相近，玻璃钢保护壳造价较低；在性能上，前两种保护壳强度高、耐久性较长，使用寿命更长。供热管道改造我们一般选择高密聚乙烯套管保护壳。

2.4 热力站改造、供热计量及节能改造

汽水换热站改为分配站，为利于供热工况调节和运行，每个分配站的一次网侧应装设手动调节阀、差压（流量）控制器和热量表。每栋楼新敷设进楼的主供回水管线，每楼道新敷设单元供回水管线，拆除每户室内旧供热管线，每户室内重新敷设能实现分户控制的室内供热管网，与楼道的单元供回水立管并联，在连接每个用户的供回水管线上加装锁闭阀。在独立建筑物入口处设置热表或流量计、供回水温度计等检测计量仪表，达到节能目的。

2.5 水利垂直失调的原因及解决办法

集中供热管网在工作时，当集中供热系统无法满足其用户所需的热源量时，便会出现供热的入不敷出现象，从而使得管道初端和末端出现远冷热近热现象，这便造成了水暖管道的水力失调。当水利失调现象严重时，有可能会使连接管道末端的，散热器被冻坏，达不到预计热量，无法给用户供暖，甚至还可能造成相关设备的破损和毁坏。

①设计方面的误差：设计人员在计算建筑物基本耗热量时，常常忽略供热主干管的热量损失以及热压作用等因素。供热主干管在沿程存在热量损失，供热主干管的管径均大于DN50，其在竖向、横向经过每个房间时，存在一定的热量损失。供热立管、支管在各个房间所散发的热量也不容忽视，越是顶层，供热的立、支管水温越高，向房间散热量越多。此外，热压作用使得顶层住户实际热负荷减少，而计算热负荷值不变。因为现在一般民用住宅，均为楼梯间不设采暖设施的单元式结构，单元门经常开启，使得低层住宅室内、外温差大，冷、热空气密度差加大，热气流上升，顶层的实际热负荷小于理论热负荷，底层的实际热负荷大于理论热负荷。②外网供热压力低于设计压力：这种情况下，只有建筑物高层房间的散热器满足设计要求的水力工况，高层房间内的温度适宜，而低层建筑物房间的供回水立、支管是热的，而散热器却是凉的。

为了解决垂直失调，设计者在计算热负荷时要认真核算，缩小理论值与实际值之间的差距；在进行管道水温变化计算时，应逐段进行，以实际的水温进行系统主干管和立管的水力计算，这样才能有效地减少误差；在设计系统走向时，应尽量缩短供热主干管、支管的长度，减少沿程阻力，裸漏在楼梯间的主干管应作好保温，降低热消耗。

要把握好供热管道的联网工作。对建筑结构以及建筑设备的构成和质量进行严格的检查，排除其建筑结构中可能存在的安全隐患，并对建筑结构中出现的质量问题进行处理和补救；供热设备的施工要严格按照规范的施工工序一步步的实施，并且在施工过程中要严格控制施工的质量，所采用的施工技术要合理与规范；对交换站、供水管网等核心部件的压力情况，更是要进行系统、全面的管理与控制，使得其中存在的各种问题都能够得到及时有效的预防和处理。

2.6 技术创新，不断突破

①供热管网的规划设计要与整体的规划设计相结合，协调统一，在进行管线设计时要尽量使管线走向节约而且合理；②注重热力站的选址、分布以及管道材料的质量。在敷设时选用有效的管道敷设方式，这样就可以大大地减小能源损耗，延长管道的使用寿命，增强供热的稳定性。除此之外，为了保证管网系统运行的可靠性，应该选择变频调速技术，实现补水泵定压，还应该使用质量好的板式换热器，且在散热器上安装热量分配表和温控阀。通过以上各项科学技术的综合利用，打破传统的供热系统模式，进一步实现能源损耗的降低。

[1]李德英.主编，供热工程[M].中国建筑工业出版社，2004.

[2]周亚萍.浅谈集中供热管网的设计[J].山西建筑，2007（16）.