集中供热工程的热力管网设计问题分析研究

     　摘要：本文从热力管网设计的合理化、热力管网固定支架与旋转补偿器的设计、严格管网施工质量关等四大方面研究了热力管网的设计相关问题， 城市现代化建设过程中常常使用到了各种结构设计，而集中供热工程的热力管网设计是其中较为重要的设置，本文在此谈了谈自己的观点。 

　　关键词：热力管网； 设计； 

　　中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 

　　前言 

　　随着社会经济的不断发展，提高了人们的生活水平，这也给城市热能的消耗带来了增加。为了能够达到人们生活的日常需要，以及热水管网的负荷正逐渐变大，这就对热水管网的设计和施工提出了更为严格的要求，使得热水管网正常运行的有效调节面临着新的研究问题。 

　　一、热力管网设计的科学化分析 

　　1、管网的划定及布置情况。①在选择管网及确定其布置情况时要在技术上实现突破，使其达到相应的施工要求。在管线布置过程中最好使其穿过地势平坦、土质好的地面，保证在水位较低的地区进行；②综合经济因素，在购买热管网主干线时尽量以最少的数量完成施工；③联系附近的施工环境，在施工时要保存良好的环境现状，避免破坏环境的美观效果；④积极配合市政设施工作，对管线进行准确合理的布置，这样才能有利于施工的安装和维修工作。 

　　2、选择合理的敷设方式。供热管道的敷设情况有着重要的意义，不仅能够确保热网在运行时的安全可靠，还能减少建设工程的资金消耗，增加管网的使用寿命，方便工程的施工，给各项管理工作创造有利的条件。社会技术的进步促进了直埋技术的发展与使用，实际情况表明了直埋技术在保温方面能起到明显的效果，其优势在于占地面积小、环境影响少，使用寿命长，资金消耗低等。 

　　3、热网主干线的布置。当集中供热热源点逐渐减少时，供热半径则逐渐加大，供热管网的建设需要投入很多的资金，通常要占到供热工程总投资的一半以上。需要保持热网主干线与热负荷密集区较为接近，这样可将管线长度控制在一定范围内，避免给建筑施工带来严重的影响。通常情况下供热管网的主管线是平均比压降最小的环路，其给热水供热管网，以及用户系统的阻力损失不会造成太大的影响，主要是将热源传到最远的热用户的环路中来当成供热管网的主干线。 

　　4、热网管径的选择。各管段的直径在管网设计过程中常常按照供热管网各管段的计算流量及比压降范围进行选择，而热负荷情况决定了流量的大小。在选择管径前期应该对各管段的现有热负荷实施准确的计算，以预测出负荷将来的增容情况。 

　　二、热力管网固定支架的设计问题分析 

　　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、规划困难等的。 

　　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之前提到的分期、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。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。这就给相应的计算设计提出了要求，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、不同管网布置形式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。当存在这种力时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。 

　　三、热力管网中旋转补偿器的设计问题分析 

　　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，确保并保证运行运用时补偿器的正确使用。力臂的旋转是管道的热伸长的主要依据，Π型组合的管道力臂发生旋转后会引起被补偿管道的横向移动。在设计过程中需要尽可能地控制横向移动对管系安全运行造成的影响。不仅要满足管道的刚度、强度，且在θ值低于60°，需把力臂的长度控制在2～6m。Ω型组合在算L值时需要参照管道间距B值与旋转角度θ。 

　　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。应根据补偿器的布置形式选择合适的导向支架位置、间距。Π型组合在设置导向支架时，需避免长距离管道移动引起的失稳，还要保证补偿端管道横向位移的正常，第一导向支架需设置于距补偿器20～40m处，这是根据应根据补偿量和管径大小而定的。Ω型组合的第一导向支架需布置在距补偿器5~25m处。导向支架间距在长距离补偿需控制在50～70m。 

　　四、控制热力管网施工的质量问题分析 

　　1、积极构建科学的施工质量体系。在施工过程需建立一套完整的质量保证体系，主要是根据工程的性质、工期、材料、运输等不同情况，并且具备良好的人员素质和机械装备作为前提条件。需要以全局角度考虑后设计详细的施工方法，规划施工进程，做好现场安排工作，以此实现设计、施工、技术等各方面的有效结合，在保证工程质量的同时提高经济效益。 

　　2、控制保温管的质量关。硬质聚氨酯保温直埋技术是热网经常使用到的，在运用时必须确保聚氨酯的发泡的温度、时间、配料达到施工标准的要求，对于保温材料的性能指标进行严格控制。 

　　3、有效清除管内杂物。施工过程常存在诸多问题，经常因为施工人员工作失职而出现管子随意放置，施工过程无法达到管理的需要，造成管内存有焊渣、泥沙、石块等不同杂物，导致管网出现堵塞，使得热网的使用出现很大的阻碍，一般能造成系统热失衡，引起局部不热，阻碍了系统调整，无法确保供热质量。严重会造成除污器堵塞或系统损坏。 

　　4、对外网进行有效清洗。为了保持管路系统的清洁，在安装过程中要将管内杂物清除，当管道安装结束后进行强度试验，同时清洗管道系统的内部。这样就能将残留在管内的铁锈清除，并有效的焊渣，防止因杂物而引起管堵，破坏了阀门、仪表。 

　　五、结语 

　　总之，供热管道随着所输送热媒温度的升高，为了使管道不会由于温度变化所引起的应力而破坏，必须在管道上设置各种补偿器，其目的在于补偿该管段的热伸长而减弱或消除因热膨胀而产生的应力。本文主要就此展开论述，可供参考。 

　　参考文献： 

　　 [1]赵廷元.热力管道设计手册[M].太原：山西科学教育出版社，2006.