浅谈某小区“三供一业”供热维修改造工程设计

2021-03-30郭玉龙

建材与装饰 2021年8期

郭玉龙

（太原市市政工程设计研究院，山西太原 030000）

0 引言

为减轻国有企业负担，剥离国有企业社会职能，整合资源提高社会基础设施水平，改善国有企业职工生活居住条件，更好发挥国有企业对社会经济的引领作用，根据《国务院关于印发加快剥离国有企业办社会职能和解决历史遗留问题工作方案的通知》（国发〔2016〕19 号）等相关政策文件，在全国各地广泛开展“三供一业——供水、供电、供热、物业管理”的分离移交工作[1-4]。“三供一业”供热分离移交改造工程通过对现有居住建筑供热系统进行改造，能有效降低现有居住建筑供热损耗，减少CO2、SO2等污染物排放，进一步挖潜现状有限热源，增加系统供热能力，可以有效改善环境空气品质，作为实现集中供热全覆盖的有力补充。

本文结合我国北方城市某小区“三供一业”供热分离移交改造工程，对其设计进行简要技术分析。

1 项目简介

该小区位于我国北方某市，始建于20 世纪90 年代，先后共建设十八栋住宅楼，均为4~6 层建筑，砖混结构，居民户数972户，小区总建筑面积11 万m2。由于该小区未实施节能改造，外墙无保温层，窗户普遍为铝合金单层玻璃窗，导致该小区采暖综合耗热指标偏高。供热二次管网自建成投运以来，已使用30 余年至40 年，管道老化并超期服役，热量损失严重，且存在安全隐患。户内采暖系统基本采用单管顺流垂直式系统，普遍存在“上层热、下层冷”和立管堵塞等现象。户内采暖设备为老旧铁制散热器，散热量低，大部分种类及型号已被市场淘汰。

2 设计原则

结合上述基本情况及对小区现场调研资料，我们对本小区“三供一业”供热分离移交改造工程提出以下设计原则：①按照技术合理、经济节约、运行安全可靠的原则，对涉及的管道、设备进行改造，达到本地区供热的平均水平；②应确保改造后的供热系统安全可靠运行，易于维护检修；③改造后实现分户控制、按户收费；④改迁庭院二次管网管位结合现状建筑物、小区道路合理布置，主要采用直埋方式敷设；⑤设计供、回水管道方向与现状供、回水管道方向须保证一致，避免错接；⑥各单元门处设置入户单元管，设计入户单元管既要满足现状供热，又要预留后期改造条件；⑦各楼栋前设分支关断调节小室，供水管道顺水流方向依次设球阀、过滤器，回水管道设球阀；⑧针对一梯多户（大于等于3 户）情况，楼道内管线布置杂乱，管线密集，供水管道分支处存在涡流现象，楼栋立管及各楼层支线采用异程式系统，在户外管道上设置分户控制装置；⑨部分楼梯间原垃圾道已弃用，可利用废弃垃圾道敷设管道；⑩考虑庭院二次管网用户较多，水力平衡工况复杂，调节困难，本工程庭院二次管网采用质调节。热力站内水泵设置变频调节，利用调速泵的优点，根据室外温度的变化，用改变泵流量的方法和控制供、回水温度，达到供热运行高效、节能的目的，即庭院二次网采用分阶段变流量质调节的方式。

3 改造方案

3.1 庭院二次管网改造

庭院二次管网建设年代久远，管道腐蚀严重，保温材料损毁严重，阀门无法正常调节，供热运行期间“跑冒滴漏”现象突出，系统失水量大，热量输送能力大幅降低，有的管道甚至常年浸泡在水中，这样既浪费了能源，也达不到采暖效果。此外还普遍存在管道乱接、错接现象，路由走向不合理等情况。部分小区后期加建导致供热面积增大，现状管道管径无力负担，造成水力失衡，影响供热管网正常运行。经接收方、移交方等现场实地调研，庭院二次管网管材及保温材料不符合《城镇供热管网设计规范》等相关规定，且保温材料损毁严重，管材腐蚀严重。

针对上述情况，我们对小区内庭院二次管网提出以下改造方案：①庭院现状二次管网设计、施工、材料等均满足相关技术标准，再进行打压、清洗、检修后仍满足使用要求的，原则上可不更换。对于不满足上述要求的现状二次管网全部更换；②现状二次管网为直埋敷设，改造时仍维持直埋敷设；现状二次管网为架空敷设，改造时优先考虑直埋敷设；现状二次管网为地沟敷设，改造时优先考虑利用原地沟敷设；对于不具有直埋敷设条件的应结合实际情况合理确定管线敷设方案。在满足《城市工程管线综合规划规范》的条件下，依循原二次网路由，优化管线综合设计，合理布置地下管线，最终达到供热管线路由简捷、管线交叉少、管位改动少、工程投资少、施工难度小、易检修维护[5]；③管道管材选用Q235B，管径小于DN200 采用无缝钢管，管径大于等于DN200 采用螺旋缝焊接钢管；管道采用工厂预制的直埋保温管，高密度聚乙烯管为保护壳、硬质聚氨脂泡沫塑料为保温层，同时符合《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件》的相关要求；④管道补偿方式优先考虑自然补偿，如需采用补偿装置，优先考虑套筒补偿器；分段阀门采用球阀和蝶阀；⑤楼栋供热支线在靠近供热主线处设阀门井，阀门井内供、回水管道分别安装球阀，并在供水管道球阀后安装Y 型过滤器。不属于“三供一业”改造范围内的其他热用户，设分支阀门井室后与原有管线连接；⑥楼栋支线阀门井至各单元热力入口采用预制直埋保温管敷设；⑦在采暖系统最后一个单元入口前设置临时除污清洗装置，该装置由球阀、Y 型除污器和球阀组成，试压、清洗、除污后，将Y 型除污器拆除，并将回路连接，作为管网冷运联通管。

3.2 楼内采暖系统改造

楼内采暖管道、暖气片普遍存在年久失修、系统不合理、锈蚀堵塞等问题。现状采暖系统大多是整个单元为一体的单管顺流式系统。供水管道在顶层，回水管道在底层，自上而下通过采暖立管顺序经过每层散热器，热水被逐渐冷却，从而使供水温度大幅降低，导致上层住户过热，底层住户和末端住户供热温度不足，室温偏低的现象，达不到期望的供热品质和质量。此外由于采用顺流式系统，各用户无法单独调节，一旦发生故障需将整个立管上下用户断流维修，影响面积较大，同时也不能实现分户计量技术要求。过去我国材料科学以及金属冶炼工业发展水平不高，因此年代久远的散热器多采用铁来制造，暖气片散热量小，且容易生锈。

针对上述情况，我们对楼内采暖系统提出以下改造方案：①单元楼梯间采用垂直双管异程式系统或垂直三管同程式系统，采暖立管起始位置，供、回水管道安装球阀，并且在供水管道球阀后安装自力式流量控制阀。楼道内（采暖分户装置前）采暖管道材料采用20#无缝钢管，B1 级橡塑保温。自力式流量控制阀可自动消除系统的压差波动，保持系统流量恒定不变；②采暖分户装置按以下要求设置：供水管道安装户用智能调节阀、锁闭球阀及Y 型过滤器，回水管道安装热计量表及锁闭球阀；③采暖分户装置后住户采暖系统优先选用水平单管跨越管式系统（户内面积小于等于60m2，单趟；户内面积大于60m2，多趟）或上供下回同程式系统；水平单管跨越管式系统能有效减少水温降低对串联系统末端的影响。采暖供水管入户后先经过热耗较大（背阴面）房间的散热器，后经过耗热较小（阳面）房间的散热器，户内采暖管道管材优先选用PPR 塑料管；散热器优先选用铸铁对流型；④针对单元采暖立管在每层引出入户数量过多，采暖管道错综复杂这一情况。在设计中进行如下优化：不考虑每一层的实际户数，统一在采暖立管引出每一层的入户总分支，总分支沿墙体依次敷设至本层每家每户，并给每家每户引供热分支，从而减少楼道内采暖管道数量；⑤户内现状暖气片的材料、设计、施工均满足相关技术要求，再进行打压、冲洗、检修后仍满足使用要求的，原则上可不更换；⑥户内暖气片设计计算片数与现状暖气片数量差异较大时，暖气片数量选取根据实际情况确定，合理设置暖气片位置及组数；⑦厨房、阳台、卫生间等热负荷较少的房间，散热器采用同侧连接方式，既减少管道弯头，又降低管网阻力。