浅析城市集中供热管网施工重点、难点

2024-04-05周峰

中国设备工程 2024年4期

周峰

（远大能源利用管理有限公司，北京 100000）

近年来，我国各个城市都建立了完善的集中供热管网，为人们的冬季供暖提供了便捷。但与其他类型的市政项目相比，集中供热管网工程的投资高、难度大、周期长，施工建设中往往需克服很多的环境、技术等限制。长期的市政集中供热管网施工中，许多工程企业都积累了丰富的经验，构建了相对完善的施工技术体系。但由于每个城市内的供热需求有一定差异，集中供热管网工程施工中，相关人员还需考虑项目的特殊要求，优化供热管网施工路径与技术体系。

1 集中供热管网系统概述

城市化进程稳步推进的过程中，各城市都将集中供热管网工程作为重点，此工程通过在城市内建立完善的集中供热管网，可满足城市内的供暖需求。集中供热管网运行中，媒介为水蒸气或热水，经由多个热源，再通过管网与热交换之间供热，可实现高效、安全供热。目前城市集中供热管网中主要包含热网、热源与用户几个关键要素，不同要素之间通过建立紧密联系，可为供热提供便捷，并降低供热中的能耗。不同于传统供热方式，集中供热下的供热效率高、节能性强，可在供热的过程中降低环境污染，取得较大的经济效益。各城市通过建立集中供热管网系统，可统一管理供热过程、要素，进而保障供热质量，由系统依据实际需求合理调节管网的加热温度，外部温度对加热过程的干扰小。另外，管网相关模块自动采集室外温度变化情况，依据采集的数据和实际需求，精准控制加热介质流速、温度，使供热参数与用户需求相一致。另外，城市集中供热管网系统内安装有各类仪表，不同仪表负责采集各种数据，与此同时，仪表还能分析各类数据，得到供热需求、供热参数，以动态监测供热情况，一旦存在异常情况，系统能自动预警并调节。

2 城市集中供热管网施工的重点、难点

2.1 保温

城市集中供热管网的规模庞大，再加上人们有极高的供热需求，保温工作十分关键，也是施工的重点和难点。结合管网供热过程，换热站负责加热热水，使其温度达到特定值，但热水出换热站沿管道流动时，热量散失较大，部分热量将散失到低温管道周边介质，降低热水温度。另外，如前期施工建设中选用的保温材料不达标，或者保温层厚度小、管道顶部覆土埋设小，都会导致管网的保温性能不佳，影响了供热质量。

2.2 防腐

集中供热管网施工中必须做好防腐工作，因为管道敷设长度大，可能会遇到复杂条件，如缺乏防腐保护，将大大降低供热水平。因此，任何的集中供热管网工程中，都需将防腐工作作为重点。防腐工作作为集中供热管网的重难点，在当下很多工程中都存在防腐不到位情况，如设计人员在具体施工中未考虑管道防腐具体要求，防腐材料不佳、施工不规范，防腐层无法在管道中发挥其保护作用。

2.3 管网设计

城市集中供热管网工程中管网设计的难度系数也相对较高，具体设计中需综合考虑诸多情况，实现设计优化，发挥管网在供热方面的作用。首先，管网设计中应重点分析和计算热负荷，将分析计算结果作为设计前提，使有关人员可制定科学且合理的管网布局方案，使热负荷能力与供热能力完全匹配。另外，合理设置有关供热参数，主要为供回水温差、比摩阻等。如参数设计不合理，将影响管网运行效率。通常情况下，如温差较大，一般需保持较小的循环量，摩阻较小的情况下水力条件相对理想，压力损失小，可提高循环水平，通过合理设定温差、比摩阻参数，能保障管网系统运行效率，减少系统能耗。最后，管网布局中也需要合理设定敷设方法，选择恰当的管网材料，如使用聚氨酯类保温管，采用直埋敷设法。

2.4 运行调节

2.4.1 质调节

集中供热管网施工中的运行调节十分关键，质调节为其中的关键，其调节对象为内部水温、水量。集中供热管网系统运行中，水温、水量对供热效果的影响显著，合理引入质调节方法，可将水温、水量控制在正常标准内，在保障供热效果的前提下提升系统的可靠性、稳定性。一般来说，质调节阶段水温需保持在70℃左右，此温度条件下的供热效果相对理想，还能最大程度上降低供热成本，创造更大的经济效益。

2.4.2 量调节

集中供热管网施工中，量调节也是重点和难点，这一调节方式在各个供热过程均适用。集中供热管网系统运行阶段，可能受到外部环境因素的些微干扰，供热效果往往难以达到预期，合理引入量调节方式，能精准控制各个阶段的供热温度，提高供热效率与质量。量调节阶段，需将采暖期以室内温度作为划分基准，细分为初寒、严寒、末寒几个区间，因为水潜热与流量为正比，合理控制不同时期的热水流量。

2.4.3 间歇调节

集中供热管网调节中间歇调节也相对常见，这一方式为辅助性调节法，在应用过程中，需分时段调节。初末寒期，热源由单台锅炉间断运行实现，当然也可由多台锅炉分时段运行，但运行中需合理调节锅炉台数，保持循环水泵连续运行；严寒期选择全天候持续供暖模式，如室外温度与设计要求相一致，热源连续供暖，如室外温度持续增大，则需适当缩短运行时间。

3 城市集中供热管网施工要点

3.1 认真研读各种国家标准，确保规范施工

由于城市集中供热管网的施工难度系数较高，具体施工建设过程，相关人员需在前期的准备阶段，认真研读各种国家标准，清楚各项技术规范与标准，在后续的施工中严格执行这些标准。目前，针对城市集中供热管网项目施工，有关部门陆续出台了各项规章制度与标准，这些标准的内容繁杂，前期需花费较大的精力来研读，从深层次理解施工规定、技术流程。

3.2 做好施工准备工作

当施工人员掌握了集中供热管网的施工规定后，应进入准备阶段，此阶段的工作就是要根据供热管网的施工目标及要求，做好管理协调、材料准备、人员调配、机械配备等，以确保后续施工能顺利开展，减少施工建设中的突发性问题。（1）集中供热管网建设过程中，为确保后续施工作业高效、有序推进，施工单位接到标书后应办好各项手续，如车辆通行证、施工爆破许可证等，并需根据现场内的其他规定，如水电需求等做好临时线路的布设，为施工建设创造安全、便捷的水电条件。（2）由于施工人员在工程建设中的重要意义，工程企业在前期准备阶段应做好人员培训与教育，在单位内安排技术、管理与施工人员参与专题培训，并在培训后实施专业化考核，当考核结束后，评估每个人员的综合素质及专业能力，只有考核通过的人员才能顺利从事集中供热管网相关工作，在企业内为集中供热管网工程组建一支高素质团队。（3）前期准备阶段，相关人员也需要掌握更多的完整性资料，如技术性、经济性资料，以这些资料为基准与后续的工程设计、施工建设等相联系。如施工前企业需分配专人负责整合工程前期招标、设计资料，从中提取出关于本工程的工期要求、工程特点、技术难点、质量要求等规定，将这些作为确定施工方案、布置现场的依据。由于集中供热管网工程处于城市，其施工建设过程中面临的环境条件复杂，经常受到不利地形条件的限制，为此，前期准备阶段相关人员也需要做好地质地形等调研，特别要掌握工程现场的管线类型及分布等，以前期调查为基准合理优化集中供热管线。（4）组织施工人员学习图纸、图集、施工操作规范，评估图纸的可行性、科学性，做好不同部门之间的技术交底，如发现图纸中存在不合理之处，需及时综合实际情况制定优化措施。

3.3 严格组织施工，控制工艺流程

以某市政集中供热管网工程为例，其工程中有锅炉本体及其附属设备、电气设备、自控仪表和其他工艺管道。结合对本项目的调查，其全长13km，最大管道的管径为DN600mm，最小为DN159mm。由于本项目极高的施工要求，整个施工建设中的重难点主要表现在以下方面。

3.3.1 管位复查

城市集中供热管网工程的施工建设中，管网安装要求高，为保障安装质量，前期施工人员应按照有关规定完成管位复查，如有必要需打深井，但需避开地下障碍物，将运行中的沿程阻力控制在合理范围。管位复查就是需由施工人员在现场展开一系列测量放线工作，依据测量结果开挖管沟，注意控制开挖深度与宽度，并进行垫层与管道基础施工，随后陆续完成坡口、组对、焊接操作，进入强度试验环节，如强度达标，在焊口部位除锈涂漆，系统试压冲洗，向管网内注水，升温启动管网系统，进入试运行环节。

3.3.2 阀门安装

本管网工程项目中阀门为其中的关键构成，综合管网施工要求，选用工作压力为1.6MPa 的直埋式热力管网阀门，其阀球为铸钢铁材料。正式安装前，为保障安装质量，相关施工人员需根据行业规定完成阀门的逐一试压，当全部试验通过后进入安装环节，每个安装步骤都需遵循安装规范。

3.3.3 补偿器安装

本工程项目实施中，补偿器安装质量也会影响管网系统最终运行的可靠性。为了提高集中供热管网工程的建设施工质量，施工中需合理利用补偿方式。由于本项目的特殊性，波纹补偿更有效，为凸显其作用，施工建设中相关人员需严格遵守操作要点，特别是在安装环节，如有焊缝异端，则需迎着介质流向来安装，使后续管网投入使用后补偿器与管道为同轴状态。但安装中不得有偏斜现象，正式安装前，有关人员需了解补偿器的安装操作规范，做好预拉伸处理，此环节关键应保障受力的均匀状态。为增强稳定性，尚未安装好前，需再设定一个临时固定位置，当安装结束且完全固定好后再拆除此临时装置。

3.3.4 管道组对、焊接、质量验收

当按照有关规定制作好管道后，再将这些管道运往施工现场，到达指定区域后立即组对，一般可3 根或者4 根组对作为一段，此过程中应控制管道对口卡板的对口，参考行业内的相关施工规定与要求，调整间隙与平直度，不得使对口承受较大的作用力，预防应力集中下的焊接裂缝问题。工程现场相关人员在封底时，可采用氩弧焊工艺，再由电弧焊完成盖面，最后进入质量检查与验收阶段，重点检查对口质量是否符合施工规定与要求，并同步开展表面的质量检验和无损探伤检验、强度与严密性试验。根据集中供热管网施工要求，对口最大错边量需在管壁厚度以下，但需在2mm 以内，如壁厚不等，薄件厚度应在10mm 以内，并考虑焊接应力集中现象，适当采取措施减小接头的疲劳强度，如壁厚差在3mm 以上，施工人员应适当削薄壁管。施工人员遵循焊接操作要求后，焊接作业表面不得有气孔、裂纹等缺陷，将木材及焊缝平滑过渡后清理残渣，采用无损检测法评估焊缝是否有质量问题。

3.3.5 管道试压

管道试压是为了检验管道的相关性能能否与施工要求相一致。具体工作中对温度条件有要求，一般需在5℃条件下，但因为温度偏低，试验过程中也需及时采取防冻措施。强度试验环节应分级慢升，以得到相对可靠的结果。另外，强度试验每间隔1km 进行，每次都应注意控制强度数值，并由专人计算端部、固定支架的受力情况。当现场完成相应的试验后，进入接口防腐与保温环节。

3.3.6 管道回填

本集中供热管道项目中，管道回填为关键工作，本项目的大部分管道均为直埋式回填工艺，回填中材料不得有碎石子、碎砖块等杂物，遵循操作标准分层回填，注意控制每一分层的回填厚度。如管道回填到其顶部且超过0.3m，在现场应连续平铺黄色聚乙烯形成警示带，严禁无关人员进入。

3.3.7 管道系统吹扫及清洗

本管网工程项目中涉及多种工艺管道，在施工建设中，相关人员同样需重视吹扫与清洗任务，以水完成吹洗，一旦开始吹洗主要管道，则需及时关闭支管阀门，但需确保吹洗压力、吹洗流速等均超过设计值。