老舊供熱管網存在的問題及其改造探討

張飛

（山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦 山西古交 030200）

引言

集中供熱系統是一個復雜的綜合工程，它是由一個熱源、管網和熱用戶將整個系統有機地聯系起來，它們之間是相互依存的。在集中供熱系統管網的節能改造過程中，我們需要引起足夠的重視，保障各個環節都能夠做到安全可靠，有效防止能源的浪費，提高能源的利用效率。

1 老舊供熱管網存在的問題

1.1 老舊管網問題

部分小區管網由于架空敷設、缺少必要的維護，已經出現保溫結構嚴重破損、管件及支架銹蝕的情況，部分支架出現傾斜、錯位。小區管網并沒有改造，架空熱水管道有保溫材料破損現象。小區二次管網混亂，改造實施難度比較大。供熱管網建設中存在設計不合理，在施工過程中，施工單位偷工減料，造成施工質量差，未老先衰，存在隱患。

1.2 運行、管理問題

①供熱管網及戶內采暖系統年久失修，各種原因致使供熱管溝長年積水，造成管網保溫脫落、閥門銹蝕滲漏、補償器及支架腐蝕失效等，特別是在嚴寒期，供熱設施難以達到溫度要求，居民反映強烈。②一次網供回水溫差小，管網運行中動力消耗大。③供熱管網缺乏質量調節和能耗計量手段，不僅造成水力工況失調，冷熱不均，而且由于沒有計量造成粗放運行浪費嚴重。各個供熱單位自行管理，對供熱初調節不是很重視，約有70%以上的管網沒有設置調節裝置及計量裝置，水力失調現象十分普遍嚴重。

1.3 熱網失水

管網中一旦產生失水現象，會導致能量出現嚴重的浪費。造成熱網失水的主要原因包括以下幾種：①施工單位沒有做好管段接口焊接，導致管網內部的水出現嚴重的泄漏。②換熱站在未經允許的情況下，導致漏損系數增大，在二次網補水過程中，引發嚴重的冒、滴、漏現象。③管網中的設備過于陳舊，引發了嚴重的失水現象，嚴重影響熱網的維修和處理工作，熱網滲漏現象嚴重。

1.4 水力失調

供熱管網中的水力失調現象，受管網阻力影響較大，阻力的不平衡，嚴重影響管網的特性，管網能效會出現環路阻力等情況。造成水力失調現象主要包括以下幾方面內容：①循環水泵的選擇不合理，管網中循環水泵的過大或過小，都會導致水泵出現偏離現象。②管網中的用戶在發生變化時，進而會導致管網中的流量發生變化，會引發嚴重的水力失調現象。③管網中用熱量會發生明顯的變化，進而對管網中的流量產生較大的影響，會引發嚴重的水利失衡現象。

2 老舊供熱管網改造技術方案

2.1 供熱管網布局

供熱管網在進行布局的時候，要按照熱負荷的情況進行總體規劃，在規劃過程中不僅要對當前的情況進行考慮，同時要對未來進行預算和規劃，所以在實際設計中要符合實際情況，但是也要給將來留下發展的余地。在供熱管網的建設過程中，應該選擇土質及地勢條件符合要求的位置，并且在建設過程中選擇地理位置較低的地方進行。在設計供熱管網路線的時候，要對周圍其他的管線進行查看，盡量減少管線交叉部分，在管網交錯的地方要進行合理、科學的設計，避免出現沖突，而影響管道安全。從造價的角度來看，盡量設計為直線，盡量少走彎路。

2.2 改變管網敷設方式

在以前的供暖管道敷設中，主要是采用地溝敷設和直埋敷設方式，但是該種敷設方式存在較多問題。其中地溝敷設管道主要是使用巖棉保溫材料，此材料的防水性能及保溫性能較大，增加了管道的維修時間，導致管道長期處于濕熱的環境中，供熱成本較大。管道保溫外護結構，主要是采用纏繞包折方式，接縫較多，會導致熱效應遭受嚴重的損失。因此，在對管網敷設方式進行改造，需要從降低造價、節約能源及保護環境的角度出發，對地溝敷設供熱管道進行改造。將預制管埋在敷設熱水管道中，將聚氨酯硬質泡沫保溫材料、聚乙烯保護殼和鋼管緊密的粘合在一起，表現出了較強的社會效益和經濟效益。

2.3 管道保溫材料及外保護殼改造

①保溫材料的選定。目前，直埋熱水管道保溫材料大多采用聚氨酯硬質泡沫塑料，它的保溫效果較好，還具有一定的抗壓強度。②外保護殼的選定。外保護殼一般有三種形式：a.硬聚氯乙烯保護殼；b.高密聚乙烯套管保護殼；c.玻璃鋼保護殼。其中，硬聚氯乙烯保護殼和高密聚乙烯套管保護殼造價相近，玻璃鋼保護殼造價較低；在性能上，前兩種保護殼強度高、耐久性較長，使用壽命更長。供熱管道改造我們一般選擇高密聚乙烯套管保護殼。

2.4 熱力站改造、供熱計量及節能改造

汽水換熱站改為分配站，為利于供熱工況調節和運行，每個分配站的一次網側應裝設手動調節閥、差壓（流量）控制器和熱量表。每棟樓新敷設進樓的主供回水管線，每樓道新敷設單元供回水管線，拆除每戶室內舊供熱管線，每戶室內重新敷設能實現分戶控制的室內供熱管網，與樓道的單元供回水立管并聯，在連接每個用戶的供回水管線上加裝鎖閉閥。在獨立建筑物入口處設置熱表或流量計、供回水溫度計等檢測計量儀表，達到節能目的。

2.5 水利垂直失調的原因及解決辦法

集中供熱管網在工作時，當集中供熱系統無法滿足其用戶所需的熱源量時，便會出現供熱的入不敷出現象，從而使得管道初端和末端出現遠冷熱近熱現象，這便造成了水暖管道的水力失調。當水利失調現象嚴重時，有可能會使連接管道末端的，散熱器被凍壞，達不到預計熱量，無法給用戶供暖，甚至還可能造成相關設備的破損和毀壞。

①設計方面的誤差：設計人員在計算建筑物基本耗熱量時，常常忽略供熱主干管的熱量損失以及熱壓作用等因素。供熱主干管在沿程存在熱量損失，供熱主干管的管徑均大于DN50，其在豎向、橫向經過每個房間時，存在一定的熱量損失。供熱立管、支管在各個房間所散發的熱量也不容忽視，越是頂層，供熱的立、支管水溫越高，向房間散熱量越多。此外，熱壓作用使得頂層住戶實際熱負荷減少，而計算熱負荷值不變。因為現在一般民用住宅，均為樓梯間不設采暖設施的單元式結構，單元門經常開啟，使得低層住宅室內、外溫差大，冷、熱空氣密度差加大，熱氣流上升，頂層的實際熱負荷小于理論熱負荷，底層的實際熱負荷大于理論熱負荷。②外網供熱壓力低于設計壓力：這種情況下，只有建筑物高層房間的散熱器滿足設計要求的水力工況，高層房間內的溫度適宜，而低層建筑物房間的供回水立、支管是熱的，而散熱器卻是涼的。

為了解決垂直失調，設計者在計算熱負荷時要認真核算，縮小理論值與實際值之間的差距；在進行管道水溫變化計算時，應逐段進行，以實際的水溫進行系統主干管和立管的水力計算，這樣才能有效地減少誤差；在設計系統走向時，應盡量縮短供熱主干管、支管的長度，減少沿程阻力，裸漏在樓梯間的主干管應作好保溫，降低熱消耗。

要把握好供熱管道的聯網工作。對建筑結構以及建筑設備的構成和質量進行嚴格的檢查，排除其建筑結構中可能存在的安全隱患，并對建筑結構中出現的質量問題進行處理和補救；供熱設備的施工要嚴格按照規范的施工工序一步步的實施，并且在施工過程中要嚴格控制施工的質量，所采用的施工技術要合理與規范；對交換站、供水管網等核心部件的壓力情況，更是要進行系統、全面的管理與控制，使得其中存在的各種問題都能夠得到及時有效的預防和處理。

2.6 技術創新，不斷突破

①供熱管網的規劃設計要與整體的規劃設計相結合，協調統一，在進行管線設計時要盡量使管線走向節約而且合理；②注重熱力站的選址、分布以及管道材料的質量。在敷設時選用有效的管道敷設方式，這樣就可以大大地減小能源損耗，延長管道的使用壽命，增強供熱的穩定性。除此之外，為了保證管網系統運行的可靠性，應該選擇變頻調速技術，實現補水泵定壓，還應該使用質量好的板式換熱器，且在散熱器上安裝熱量分配表和溫控閥。通過以上各項科學技術的綜合利用，打破傳統的供熱系統模式，進一步實現能源損耗的降低。

[1]李德英.主編，供熱工程[M].中國建筑工業出版社，2004.

[2]周亞萍.淺談集中供熱管網的設計[J].山西建筑，2007（16）.