摘要：本文对城市热力管网的布局与设计进行进一步的探究，为供热力管网部门以及各建筑部门在设计时提供参考。
关键词：热力管网；布局；设计；
我国的热网管线布局及敷设中，枝状管网设计是应用最为广泛的一种结构。通过枝状管网结构为现代城市供热提供可靠、灵活的热源输热干线。通过枝状管网结构减少供热的耗损，以此提高供热效率。在城市热力管网敷设中，地上敷设和地下敷设是主要的敷设方式。地上敷设主要应用于工业园区，而地下敷设主要应用于城市小区供热。地下敷设能够有效减少敷设施工对城市交通的影响，减少架空敷设对城市市容的影响。
一、热力管网的技术标准
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℃。管内水质有着很高的要求，以热电厂和区域锅炉房为热源的热水热力网，补给水水质应符合悬浮物小于或等于5mg/L，总硬度小于或等于0.6mmol/L，溶解氧小于或等于0.1mg/L，含油量小于或等于2mg/L，pH（25℃）7～11的要求。不同用途的管网内水质有着不同的标准，蒸汽热力网的水质也有其自己的标准，生活用水应符合《生活饮用水卫生标准》的规定，以确保居民用水的安全，保障居民健康。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。
二、热力管网的布局与设计及敷设施工
1）关于城市热力供应管网布局、设计，有着一定的规范和原则。在城市供热官网布局和设计之前，务必结合城市总体规划综合考虑。首先，明确城市整体的地势走向，接下来，收集城市交通路线资料，了解居民、工业供热需求分布情况等，根据于此，选择科学合理的热力管网布局类型，能够在满足供热的基础上，降低工程造价。然后就是具体设计参数的收集，这一设计流程需要的数据复杂繁多，并且对准确度有这较高的要求，主要有管线高差、管线压力、管道直径、损耗等方面的参数，满足可持续发展原则，符合城市热力管网相关规范，实现高质量热力管网的布局和设计，进而保证城市热力供应。2）城市现代化进程中，热力供应管网设计，工程实践经验告诉我们，在实际建设热力管网过程中，首先必须对城市规划进行深入了解，确定城市热力需求分布情况，然后根据城市地形地势实际走向，确定管线高度差值，确定供热管线能够满足供应压力，避免出现供热不完全等现象。还有，布局设计要考虑到热力输送过程中的损耗问题，尽可能减少管线的长度和逆流等，来降低热力损耗，保证供热效果，实现城市全方位供热。3）热力管网敷设及施工；地下敷设又分为直埋敷设和地沟敷设两种。地沟敷设是将管线敷设在地沟内，这样的方式减少了管道的荷载，有效保障了管道的安全。直埋敷设是将管道直接埋设在土壤中。这样的敷设方式使得管道需要承受来自地面的荷载。两种方式，直埋敷设方式已其施工简便、造价低的特点在我国城市热网建设中有着广泛的应用。而且，多数城市供热管网的建设汇总也普遍采用这种方式。受直埋管网特点影响，直埋管网的建设中需要对管网基础以及回填沉降进行有效控制。在直埋管网施工中，强化基础的夯实以及回填材料的选择。以较少管网施工后沉降及荷载对管线的影响，进而保障管线的使用安全。
三、热力管网中固定支架的设计要点
在设计热力管网固定支架时，设计者需要根据我国相关设计工作原则开展设计工作，尽可能地避免发生热力管网管道部分与支架结构位移等问题，提升支架的实用性，保证可以满足现代化热力管网设计要求。同时，设计者还要根据热力管网管道与保温层的设计要求，对其压力与弹性反力进行分析，保证设计工作满足相关规定。
1.热力管线分段施工在支架推力固定中的作用
热力管线与别的市政管线在施工方面基本是一致的，经常会面临着不同因素造成的影响，例如：资金周转不利、拆迁受阻、规划困难等。在实际施工过程中应该采取分期、分段方式有计划地进行，但考虑到热力管道压力过大、温度增高、管道管径变大等因素影响，使得供热管道的固定支架在推力方面出现较大的变化。
2.承受分段试压和总试压的固定支架
当热力管线到达一定施工阶段后需要采取分段试压，一般情况下无需设备，且固定支架无需焊卡板，这是为了使得焊口的焊接质量能够一次试验完毕。但需要注意的是此种分段试压跟分期、分阶段施工供热的管线的试压属于两种形式，后者可归纳为总试压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为分阶段试压的固定支架无需焊卡板，在打压试验时不用检验固定支架的荷载。对于总试压过程不仅要再次检验管线的焊接质量，还需要检验管线上的设备，如：补偿器、阀门等。这就给相应的计算提出了要求，在对固定支架设计、计算时，其Po以总试压的压力值为标准，不能根据设计压力值进行，以此确保固定支架在承受总试压时具有良好的安全性。
3.不同管网布置形势下固定支架的承受力
1）管道吸收热伸长运用轴向补偿器，对于弯头、阀门、堵板周围的固定支架受力为不平衡内压力，且此种内压力会根据管径的增大而变大，最终的压力大小要大于管线上形成的弹性力、摩擦力。当存在这种力需要采取有效的措施进行处理。而固定支架出现变化时接近堵板，增加了推力。2）管线吸收热伸长运用自然补偿，使得固定支架两侧的不平衡因为内压力而消失。其承受力一般来源于管线或者设备产生的弹性力和管线热伸长过程中与支架形成的摩擦力。对以上受力情况进行研究能够使得整个施工过程能够有重点的进行。
四、热力管网中旋转补偿器的设计
在热力管网设计工作中，旋转补偿器的设计较为重要，相关设计人员必须要制订完善的设计方案，保证旋转补偿器的灵活性与合理性，提升补偿效率。同时，设计者还要科学地选择直管段的位置，合理提升旋转补偿器的设计质量，明确旋转角度，并对其进行合理的优化处理，满足现代化旋转补偿器的设计质量要求。在布置旋转补偿器时，相关设计者需要做好导向支架设计工作，明确导向支架位置，避免因距离设计失误而引发失稳问题，提升其工作质量。
1.设计选择旋转补偿器的重点
在旋转补偿器设计及选择过程中应该参照实际情况进行，以管线的走向、敷设方式等作为前提来准确的划定补偿器的位置、形式等，最终划定H值、L值及旋转角度θ，这样才能达到管系设计的标准。旋转角度大小对于补偿器内部密封材料能造成较大的影响，对其使用寿命起到了作用，给固定支架的受力造成变化。通常θ值低于60°，θ值在管径变大时会减小，从而降低管道位移给固定支架造成的摩擦力大小，确保运行时补偿器的正确使用。
1.1套简补偿器
套简补偿器可以用于供热管网，但不能用于直埋敷设的方式。由于它的结构相对简单，所以整体长度不长（补偿量为300ｍｍ总长一般在1.5ｍ以内），在管线设计中，套筒补偿器可以用于除直埋敷设以外的各种敷设方式，但是它只能用于轴向补偿，而且由于截面积的变化会对管道的固定支架产生反作用为，即通常所说的压为推力，管道的固定支架必须有足够的强度来承受这两个力，而且需要设置设备检查室来进行必须的运行维护。
1.2波纹管补偿器
波纹管膨胀节大约是在上世纪80年代初发展、完善起来的，作为供热管道中首选的补偿器类型以替代套筒补偿器，虽然这种主导性地位目前己经受到了严重的挑战，但是，就现役的供热管道补偿器而言，它仍然占大多数。它是依靠核必弹性元件--波纹管的轴向或角向变形来吸收管道的热位移。其设计、制造标准遵循GB/T12777《波纹管膨胀节通用技术条件》。波纹管补偿器是一种单层或多层薄壁金属管，具有轴向波纹的管式补偿装置。工作时，采用波纹变形进行管道的热补偿。波纹管在供热管道中的应用，采用不诱钢生产。按补偿方式波纹管补偿器可分为：轴向型、横向型（复式拉杆）、角向型（较接式）等形式。
2.导向支架的安排
设计热力管网时需结合导向支架对管线的移动情况，这样能够避免管道热伸长时造成纵向弯曲、径向位移给管道带来的不利影响。旋转补偿器的补偿量和两固定支架的间距较长，管道在补偿器运行时形成横向位移，经常发生失稳情况，在补偿器布置过程中要设置导向支架。
结束语
总之，现代城市热力管网的建设，在满足城市供热需求的同时，尽可能节约资源，从热力管网设计和布局、施工方面着手，加强技术攻坚，积极改进创新，保证城市热力供应，推动我国城市现代化建设进程。
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[3]李俊芳.关于热力管网设计與施工中相关问题探讨[J].城市建筑，2016（21）：366.
论文作者:王琼
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/8
标签：管网论文; 热力论文; 支架论文; 管线论文; 管道论文; 补偿器论文; 城市论文; 《基层建设》2018年第19期论文;