摘要：在城市集中供热不断发展的背景下，供热管网成了人们日常生活中的重要组成部分，起到了十分关键的作用。众所周知，城市集中供热管网属于一项大工程，将会受到多种因素的制约，一旦处理不当，将会给城市整体规划带来十分不利的影响，这给集中供热管网的设计工作提出了更高、更严格的要求。有鉴于此，本文将围绕集中供热管网运行优化设计展开系统而深入的探讨，以期促进其整体设计水平的进一步提高。
关键词：集中供热管网；优化设计；施工
1集中供热管网的设计
1.1地沟管网敷设设计
1.1.1通行地沟设计要点
（1）当供热管道沿不允许开挖的路面敷设，或供热管道数量较多、管径较大，宜采用通行地沟。
（2）通行地沟每隔 200m 应设置出入口，但装有蒸汽管道的沟每隔 100m 应设一个事故人孔。整体混凝土结构的通行管沟，每隔 200m 宜设置一个安装孔，安装孔宽度不小于 0.6m，并应大于管沟内最大一根管外径加 0.4m，其长度至少应保证 6m 长的管子进入管沟。
（3）通行地沟最小净断面为1.2m（宽）×1.8m（高），通道净宽一般应取 0.7m，当采用横贯地沟断面的支架时，支架下面的净高应不小于1.7m。
（4）通行地沟沟底应有与地沟内主要管道坡向一致的坡度，并坡向集水坑。
（5）通行地沟内应设置永久性照明设备，电压不应大于 36v。
（6）通行地沟内的空气温度不宜超过45℃，一般可利用自然通风，但当自然通风不能满足要求时，可采用机械通风。自然通风塔应根据总体安排，可直接设在地沟上或建筑上。排风塔和进风塔必须沿地沟方向交替设置，其横断面积应根据换气次数 2 次/h-3次/h 和风速不大于2m/s 计算确定。
1.1.2不通行地沟设计要点
（1）当供热管道维修量很小时，可以采用不通行地沟。
（2）不通行沟宽不宜超过1.5m，超过 1.5m 时采用双槽地沟，沟道内管道一般应为单排水平布置。
（3）地沟埋深不宜过大，一般在地下水位以上。
（4）地沟敷设的直接管段每隔 200m 在低处应设置检查井和集水坑。
1.2供热参数的选择
供回水温差及比摩阻是影响管网设计的主要参数，选择不当，运行中不但耗电量大，还会引起管网严重失调。根据实践经验，主干线经济比摩阻在30Pa/ m～70 Pa/m为宜，支线大些可有利于调节，但不应超过 300 Pa/ m。温差大循环量则小，温差小循环量则大。
1.3水压图的绘制
绘制水压图是一项主要设计程序，不能省略，尤其是在供热管网设计上和运行中，能够随时掌握供热系统是在什么样的工况下运行；管网中各点压力大小变化如何；系统能否安全运行；水力计算是否正确；用户入口选择方式是否合理，特别是地形复杂供暖半径较大的供热管网，其必要性更为突出，水压图的形式能明显清晰地表示出上述各项内容。现在有些设计仅凭经验，根本不搞什么水压图，这给将来的运行调节造成了很大麻烦，只有绘制出水压图，才能有利于进行管网的水力平衡。
1.4供热管网的敷设方式
供热管网敷设方式分为架空、地沟和直埋三种方式。直埋敷设与架空敷设相比，具有不影响城镇景观、热损失小的优点；与地沟敷设方式相比，具有占地少、施工周期短、维护量小、使用寿命长等优点，在供热行业得到了广泛应用。经过 20年的发展，供热行业对直埋敷设的设计理论及应用技术都有了较深入的研究，直埋敷设方式已成为一项较为成熟的技术。在供热管线实际运用中直埋管线也得到了广泛的应用。例如，太原市集中供热工程从1993年开始在热水管网上采用直埋敷设方式，积累了较为丰富的经验。目前，太原市集中供热工程直埋管线长度约 162km，管径为DN1000-DN80。其中有补偿管线长度约为 145.5 km，无补偿管线长度约为 16.5km。
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直埋供热管线在我国经过数年的应用实践和科学实验，许多设计人员认识到，即使直管段的温度应力水平超过屈服极限，直管也不会出现破坏，这样充分肯定了应力分类法的正确性。越来越多的设计人员开始采用应力分类法进行直埋管道的强度计算。这样无补偿冷安装直埋敷设的管网运行温度提高到了130℃，这样可大大降低供热管网直埋敷设的投资，供热管网直埋敷设得到了更加广泛的应用。
2设计中应注意的问题
2.1负荷的调查要准确
热负荷的调查及计算是一项细致的工作，设计中需反复计算及核定。热负荷分为季节性热负荷和固定常年热负荷两种。其中季节性热负荷的特点是负荷设计与室外气象条件有着密切关系，所以在调查时要考虑到当地近 5～10 年间平均最冷的5 天的平均温度。室内温度不低于 18℃。准确计算热负荷，才能达到减少一次投资，降低工程造价，减少运行成本。保证供暖质量的目的。
2.2适应实际情况的热指标
热指标的选择是设计中的决定因素，是否合理将直接影响初投资和运行费用。目前有些地区在设计中，热指标选用时都略有偏大，取的都是上线。而实际上，我们只需要考虑本地区近 l0 年来冬季温度偏高这一特点，单位面积（单位体积）热指标应取下线 +5W/m～（5W/m），使初投资成本减少到最经济的曲线内，可减少运行费用。
2.3供暖参数的选择
供回水温差及比摩阻是影响管网设计的主要参数，选择不当，运行中不但耗电量大，还会引起管网严重失调。根据实践证明，主于线经济比摩阻在 30～80Pa 为宜，支线大些可有利于调节，但不应超过300Pa。温差大循环量则小，温差小循环量则大。
2.4水压图的绘制
供热管网设计上和运行中，通过绘制水压图能够随时掌握供热系统是在什么样的工况下运行；管网中各点压力大小变化如何；系统能否安全运行；水力计算是否正确；用户入口选择方式是否合理。特别是地形复杂供暖半径较大的供热管网，其必要性更为突出
3 供热管网施工要点分析
3.1施工前准备工作
有安装项目的设计图纸，并且经过图纸会审、设计交底，施工方案已编制好。管材、管件及阀门等附件均已检验合格，并具有技术资料，与设计核对正确无误。外管基础（土建单位旌工的支柱式地沟）均符合设计要求，几何尺寸在允许偏差范围内，并且已办理交接手续。施工所需临时设施及 “三通一平”已解决，包括现场各种预制场地已落实，且应离现场近，运输方便，在雨季不会造成积水等。管道两端起止点的设备已安装好，并且设备的二次灌浆的强度已经达到要求。
3.2施工方法
（1）地沟式管网敷设。一是通行地沟的管道应安装在地沟的一侧或两侧，支架应采用型钢；二是管道的坡度应按设计规定确定；三是支架安装要平直牢固，同一地沟内有几层管道时，安装顺序应从最下层一层开始，再安装上面的管道，为了便于焊接，焊接连接日要选在便于操作的位置；四是遇有伸缩时，应在预制时按规范要求做好预拉伸并做好支撑，按位置固定，与管道连接。
（2）直埋管网敷设。直埋供热管网管道内应力较大，受力状态较复杂，尤其是管件易破坏，因此必须严格按设计图施工。施工中特别应注意以下问题：一是不随意增加和减少管路系统中的折点和弯头；二是不随意改变分支点和补偿装置的位置；三是不得随意改变管道的覆土深度；四是严格按设计要求做好保温接口，保证钢管焊口质量；五是保证管道周围垫砂符合设计要求。
（3）管道防腐。管道及附件保温前应在其表面涂刷一遍耐热防锈漆。表面温度不超过 60℃的不保温管道及附件，应在其表面先涂刷一遍红丹防锈漆，再刷二遍酚醛磁漆或醇酸磁漆，也可刷两遍沥青漆。直埋敷设时，各种预制保温管的外表面都做了防腐处理。各种金属支吊架表面均应刷红丹防锈漆～遍，再刷设和漆一遍。管道、附件及支架在涂刷防锈漆前，必须按表面上的污垢、灰尘、锈斑、焊渣等清除于净，并刷出金属光面。涂漆厚度应均匀，不得有脱皮起泡流淌和漏涂现象，并且必须在前一层干燥后方可涂刷下一层。
结束语
供热系统的最重要的部分是热源，其主要任务是将热源及时分配，输送给各个热用户，起到连接二者的桥梁作用，这一研究对于供热管网进一步发展有一定的意义。集中供热这种供热模式逐渐为许多城市所接受，城市供热管网的设计合理与否正常直接关系到居民生活质量，随着生产的发展，人们生活水平的提高，城市热能的消费量将愈来愈大，它给管网的优化设计带来了挑战。相信随着供热设计技术的不断提高，这些问题都能迎刃而解。
参考文献
[1]姜瑞莲，姜艳艳.集中供热管网的优化设计策略[J].华章，2012，16：325.
[2]赵娜.供热管网运行调节方法优化研究[D].华北电力大学，2011.
[3]刘颖.集中供热管网的设计及优化浅谈[J].科技创新导报，2010，08：117.
论文作者:张超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/11
标签：管网论文; 地沟论文; 集中供热论文; 管道论文; 水压论文; 负荷论文; 温差论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;