關于市政供熱管網設計的探討

摘 要：本文主要就市政供熱管網的設計之中的關鍵點進行了分析，首先分析了熱負荷，就熱負荷的分類以及熱指標的確定進行了規范性的探討，然后分析了供熱參數的選擇以及水壓圖的繪制，最后分析了供熱管網的敷設方式：連接方式及供回水溫度;架空敷設;地下管溝敷設;地下直埋敷設。

關鍵詞：市政供熱;設計;管網

隨著我國經濟綜合實力的不斷發展以及我國的城市的快速發展，我國的集中供熱成為重點民生項目。目前國內668 個城市中268 個城市建設實現了基本的集中供熱設施的建設，所以我們的任務還是任重而道遠。伴隨著城市的基本供熱集中的發展，熱網的重要性得到了很大的凸顯。但是熱網的建設規模一般比較大、成本較高、并且在城市之中影響范圍比較廣，其中更是牽扯到了城市規劃建設和城市的環境美化問題。為了能夠保證城市供熱的最基本的質量，需要保證熱網的建設以及優化，將最佳優化的方案付諸于實踐，從而更加滿足用戶需求。

1 熱負荷

1.1 熱負荷的分類 熱負荷分為生產工藝熱負荷、熱水供應熱負荷、采暖通風熱負荷以及空調冷負荷。其中生產工藝熱負荷主要是指因為供熱工藝而有所改變的需要的負荷;采暖通風的熱負荷主要是指為了能夠保持室內人體所需要的溫度時候所設計供應的熱量;熱水供應熱負荷是指民用建筑和工廠中生活用熱。本文之中將會結合市政供熱的特點，然后對于市政供熱的熱網管的設計做出相應的分析。

1.2 熱指標的確定 在熱網的設計之中，熱指標的確定是設計的關鍵因素，影響著熱網的初步投資和后期的運行管理。在實際的設計之中，可能存在著一些地區的設計指標不科學，使得指標選擇上略大于需要的指標，產生浪費。

2 供熱參數的選擇

水溫的差異以及比摩阻是影響著市政供熱管的設計的重要參數，其中如若參數的選擇不當，很可能使得運行之中耗費較多的電量，并且一定程度上影響熱網的平衡以及發展。筆者結合實際經驗而言，市政供熱的主要管網的供熱干線其中應該以比摩阻在30～70Pa/m 為宜，支線大些可有利于調節，但不應超過300Pa/m。溫差大循環量則小，溫差小循環量則大。

3 水壓圖的繪制

在供熱管網的設計之中，主要的設計程序便是繪制水壓圖，這項過程不能夠省略。并且尤其是供熱管網的設計以及運行的過程之中，水壓圖有著重要的作用——能夠隨時掌握供熱系統是在怎樣的環境之中運行的。一方面，在水壓圖之中，供熱管網之中的各個壓力點的變化，以及系統能否安全準確的運行都是需要時刻關注的問題。另一方面，在整個設計之中，用戶對于入口的選擇是否正確以及合理，在城市之中復雜地形的用戶入口的選擇十分重要。但是，目前在實際的市政供熱管網的設計過程之中，并沒有設計水壓圖，給管網的運行帶來了一定的麻煩，只有在設計之中添加對于出水壓圖的設計，才能夠實現管網的水力平衡。

4 供熱管網的敷設方式

供熱管網敷設一般采用地上敷設、地下管溝敷設和地下直埋敷設三種方式。

4.1 地上敷設 地上敷設是將管線架空，即架空鋪設，其鋪設過程中不需要進行土建工程，通過基礎支撐架構即可進行施工。架空敷設需要一定的空間且由于管道錯綜復雜會影響美觀，這種方式在民用的住宅、公建的企業單位需要考慮到市政供熱管總體規劃設計，所以集中供熱管線敷設中很少應用。但是在工業區內很多熱力管道基本會采用架空敷設，熱力管道經過拋光、上漆可以成為藝術元素，熱力管道亦與工藝管道同架敷設，不僅便于設計增加美感，減少工藝管道的數量，減少工藝園區裝修的開支，還可以縮減熱力管道的施工費用，所以工業園區可以考慮此種工藝的應用。

4.2 地下管溝敷設 在敷設地下管溝時，熱力管道與其他管道同時敷設時，有可能對其他管道造成損傷，所以敷設管道時要求避免其他管道與熱力管道同溝敷設，在敷設時盡量超過地下水位。采用地溝型預制保溫管道時，要增設地溝通風，地溝內溫度不超過40 ℃;并按規定設置事故人孔，保障施工人員的安全;做好地下管溝的防水工作，若地下水會通過溝壁縫隙滲到管溝里，管道會浸泡在水中，保溫層會起不到保溫的作用，管道不能正常使用，造成不可挽回的損失，此外，地下水將會腐蝕熱管網，從而降低管道的使用壽命，還有可能造成漏水事故。

4.3 地下直埋敷設 供熱管道直埋敷設具有占地少、造價低、 施工技術簡單、 工期短等特點，其保溫防腐方式有氰聚塑保溫防腐和聚氨酯夾克保溫防腐。這兩種保溫管道工作原理相近，都是采用了重度小、吸水少，防腐性強的聚氨酯材料作為保溫材料，不僅起到防腐的作用，還不會對管道的重量造成二次影響，再經過發泡的工藝的處理將管道包裹起來，避免地下土壤吸收過多熱量，起到保溫的作用。熱力管道直埋的方式主要有兩種：第一種是無補償直埋敷設。此種敷設方式對管道的穩定性要求較高，所以需要較深的埋深。當采用不預熱的無補償直埋敷設管道時，主要與覆土厚度有關，覆土厚度應與管徑大小成正比。這種敷設方式的原理是靠土壤與管道的靜摩擦力和動摩擦力一同限制熱力管道的伸長量和收縮量。當采用預熱無補償直埋敷設時，預熱溫度取安裝溫度與運行溫度差的一半，以減少不必要的工作和資源，預熱無補償直埋敷設適用于以熱水為媒介的供熱管道，常見于熱水供應熱負荷，采用管徑半徑不宜過大。第二種方式是有補償直埋敷設方式。這種敷設方式管道與地表的距離大于0.6m即可，這種敷設方式屬于淺埋方式，其中管道半徑沒有要求。這種敷設的工作流程是在熱力管道施工安裝后，回填土壤，再進行預熱，待管道伸長至一定長度且不再伸長時采用一次性補償器焊牢。這種敷設方式的優點是在管道預熱前可還土，不影響正常的交通秩序。

地下直埋敷設熱力管道兩種方式都需要計算管道熱態產生的推力、伸縮量、管道斷面的許用應力，保障熱力管道在使用期限內正常使用和施工人員的施工安全。

5 結語

經濟的不斷發展，使得城市不斷走向成熟。城市之中的基礎設施的建設需要不斷進行更新以及建設，市政建設之中的供熱是否合理，將會影響居民的生活質量的提升。

市政供熱管網的設計工作需要規范的操作，跟上時代的步伐，不斷改革制度，創新設計理念，積極學習先進的思想和借鑒國內外成功的經驗案例。在綜合改進后，設計符合客戶需求的市政供熱管網，解決民生問題。因此，筆者認為要有創新的勇氣和遠見的目光，堅持以人為本的理念，才能保證我國供熱管網系統的實用性和先進性。

參考文獻：

[1]林萍.關于市政供熱管網設計的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2014（7）.

[2]王梅杰，常晨陽.變流量運行方式下的枝狀供熱管網管徑優化設計方法[J].建筑科學，2014，30（4）：45-49.

[3]史昶宇.淺析城市集中供熱管網設計[J].大觀周刊，2013（1）：63-63.

[4]田國富.無補償直埋供熱管網施工技術研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013（9）.

[5]李毅.山西醫科大學新校區D區供熱管網設計[J].山西建筑，2014（18）：137-138.