供熱管網(wǎng)設計及施工技術分析

林星

【摘 要】本文將圍繞“供熱管網(wǎng)設計及施工技術分析”這一話題，詳細介紹了地溝管網(wǎng)敷設技術和直埋管網(wǎng)敷設技術在城市小區(qū)供熱管網(wǎng)設計及施工中的應用，并結合自身設計施工實踐經(jīng)驗，總結了在供熱管網(wǎng)設計施工中的一些需要注意的常見問題。

【關鍵詞】供熱管網(wǎng);設計;施工

中圖分類號： TP274文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）19-0189-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.092

城市小區(qū)供熱管網(wǎng)的設計與敷設既保證了對居民的冬季供熱需求，也有助于提高城市居民的生活質(zhì)量，居住幸福感和滿意程度。做好城市小區(qū)供熱管網(wǎng)的設計與敷設工作是確保供熱管網(wǎng)系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行的首要前提。然而，在實際設計和施工過程中，受到設計及施工技術人員專業(yè)水平的限制，當前的城市小區(qū)供熱管網(wǎng)在設計與施工中還存在許多亟待改進的地方。

1 供熱管網(wǎng)設計技術分析

1.1 地溝管網(wǎng)敷設設計

一般而言，供熱負荷量大、供熱管道數(shù)量較多，供熱管道管徑較大的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)適合選用通行地溝管網(wǎng)敷設方式。而供熱負荷量和維修量較小，供熱管道數(shù)量較少，集中供熱規(guī)模較小的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)適合采用不通行地溝管網(wǎng)敷設方式。在設計通行地溝管網(wǎng)敷設系統(tǒng)時，需要注意在每隔200米的管線距離上要設置出入口，如果是混凝土材質(zhì)的管道，每隔200米則需要設置一個安裝孔。一般來說，通行地溝的最小凈斷面的規(guī)格為1.2m×1.8m，凈寬為0.7m。此外，在通行地溝內(nèi)部需要設置永久照明裝置，電壓為36v以內(nèi)，通行地溝內(nèi)環(huán)境溫度為45℃，自然通風。如果是不通行地溝管網(wǎng)敷設方式，其設計寬度為1.5m以內(nèi)，超過1.5m需要使用雙槽地溝，地溝內(nèi)部管道鋪設方式為單排水平鋪設方式。此外，地溝的埋藏深度要保證在地下水位以上，也不能過淺，每隔200m還要設置檢查井和集水坑。

1.2 直埋管網(wǎng)敷設設計

供熱管網(wǎng)直埋管網(wǎng)敷設設計有補償式直埋管網(wǎng)設計和無補償直埋管網(wǎng)設計兩大類。補償式直埋管網(wǎng)設計需要設計補償器和固定墩，以此來降低或補償溫度應力、管道與土壤、混凝土材質(zhì)之間的摩擦應力。補償式直埋管網(wǎng)設計需要運用彈性分析理論對鋪設管道進行總應力分析，具體而言，是將不同載荷對管道產(chǎn)生的應力進行矢量合成，從而計算出不同載荷對管道產(chǎn)生的總應力。采用有補償直埋管網(wǎng)敷設方式鋪設管道，通常會占用較大的地下空間，而且供熱管網(wǎng)的鋪設方式與布局較為復雜，管網(wǎng)系統(tǒng)的防水性能也有待進一步提升。無補償式直埋管網(wǎng)敷設方式較之于補償式直埋管網(wǎng)敷設方式，無需安裝補償器，占用的地下空間更小、管線布局也更為簡易、連續(xù)性和防水性能也更好。在管線總應力校核上，一般采取應力分類法進行管網(wǎng)設計。對于不同的載荷，應力大小及形態(tài)千差萬別，對管道產(chǎn)生的應力作用也不盡相同，在應力校核設計中需要按照不同的應力種類分別設置不同的限定值。值得一提的是，如果管道的熱伸長受阻產(chǎn)生的溫度應力能夠滿足安定性分析強度條件，在直埋管網(wǎng)敷設系統(tǒng)中可以不設置補償器，但為了確保管線運行的安全性及穩(wěn)定性，可以設置少量的補償器或固定墩。

2 供熱管網(wǎng)設計中需要注意的問題

2.1 準確調(diào)查供熱負荷

供熱負荷是進行城市小區(qū)供熱管線設計必須參照的指標，同樣地，供熱管網(wǎng)熱負荷的精準核算也是一項細致工作，需要反復核算校準。準確調(diào)查核算供熱負荷對于降低工程造價，減少工程項目投資成本，合理優(yōu)化配置資源意義重大。一般而言，供熱管線熱負荷可以分為季節(jié)性熱負荷和固定常年熱負荷兩大類別。以哈爾濱市為例，哈市就適用于季節(jié)性熱負荷，在進行熱負荷調(diào)查時，要參照哈爾濱近5到10年之間平均最冷溫度，且要求室內(nèi)溫度大于18℃。

2.2 合理選取供暖參數(shù)

城市小區(qū)供熱管線供暖參數(shù)主要有供回水溫度差、經(jīng)濟比摩阻等。合理選取供暖參數(shù)是降低供熱管網(wǎng)單位運行能耗，確保供熱管網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的必然要求。一般來說，主干供熱管線的經(jīng)濟比摩阻的選取以30-80Pa為宜，最大不能超過300Pa。在供回水溫度差值的選擇上，溫差大則冷卻水循環(huán)量變小，溫差小則水量增大。

2.3 準確繪制水壓圖

水壓圖是供熱管線設計過程中的一項主要內(nèi)容，不可或缺。供熱管網(wǎng)水壓圖詳細記錄了管網(wǎng)中各點壓力大小及其變化規(guī)律。水壓圖還能夠準確反映供熱系統(tǒng)運行狀態(tài)，檢驗水力平差運算結果是否準確合理。

2.4 合理選擇恰當?shù)姆笤O設備

供熱管網(wǎng)敷設設備的選取取決于供熱管網(wǎng)設計過程中選取的敷設方法。如果選用地溝管網(wǎng)敷設方式，則選擇相應的地溝管網(wǎng)敷設設備。如果選用直埋管網(wǎng)敷設方式，則需要選擇相應的直埋管網(wǎng)敷設設備。

3 供熱管網(wǎng)施工技術分析

3.1 施工前的準備階段

施工前需要對供熱管網(wǎng)項目設計預案及預算進行校核，確保其在理論上的可行性。具體而言，需要做到以下幾個方面。第一，要做好施工組織設計工作。涉及到對施工工藝、施工技術、施工原料、工期劃分、進度安排所有施工環(huán)節(jié)。第二，要做好供熱管網(wǎng)設計項目的質(zhì)量驗收工作。對于設計項目中的管道、部件、閥門、建材等要完全按照貨單要求、逐一核實，并邀請相關的施工技術人員校對施工部件的尺寸、規(guī)格等信息，確保所用建材能夠完全滿足項目施工要求。第三，要做好對整個供熱管網(wǎng)設計及施工的預算工作，避免資金濫用，合理優(yōu)化建材資源配置。

3.2 地溝式管網(wǎng)敷設技術

以通行式地溝管道敷設方式我為例，要選擇型鋼作為管線系統(tǒng)的結構支架，根據(jù)供熱管線安裝的設計需要，合理確定支架的安裝坡度。在安裝型鋼支架過程中，要做到平直牢固，對于多層管道工況，要先從最下面一層開始安裝，逐層進展。在地溝管網(wǎng)焊接工作上，要注意精確定位焊接位置，以此來保證焊接質(zhì)量及焊接面的齊整度。在管線安裝過程中，倘若出現(xiàn)管線伸縮等情況，需要相關施工技術人員做好預拉伸工作，以確保管線之間的有效銜接。

3.3 直埋管網(wǎng)敷設技術

在直埋管網(wǎng)施工過程中，需要注意以下四點。第一，要嚴格審核建材及管材質(zhì)量，確保其質(zhì)量完全達標，絕對禁止出現(xiàn)管道破損、銹蝕等情況。此外，供熱管線在正式鋪設之前，還必須對管材進行加工清理，特別是在管道焊接兩端的V形破口內(nèi)部常會有雜質(zhì)，要提前清理，確保焊接面整潔干凈。第二，對鋪設好的供熱管道系統(tǒng)要采取相應的保護性措施，用來保護管道免遭損壞，延長管道的使用壽命，減少管道的維修次數(shù)。目前，應用較為成熟的供熱管道外加保護措施有外加鋼筋混凝土管，在供熱管道一定管線距離內(nèi)設置檢查井和排水排氣裝置，用以敷設好的供熱管線系統(tǒng)的檢修與維護。第三，在進行溝內(nèi)吊裝下管工作時，要提前在溝內(nèi)管道間的接口處挖設工作坑，工作坑的深度要控制在管道低段200mm以下的位置。在焊接管道之間的接口時，通常是采用分層焊接技術。由下往上，一層焊接結束后要及時清理，然后再進行下一層焊接。此外，供熱管道焊接結束以后，還要進行壓力試驗，防止出現(xiàn)裂縫、漏氣等事故。

3.4 管道防腐技術

供熱管道在長期的使用過程中勢必會在其表面產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象，其中最為常見的便是電化學銹蝕，因此，要提前做好供熱管線的防腐蝕工作。一般而言，供熱管線及其周圍附件的防腐蝕處理大都是在其表面刷涂一層防銹耐熱漆。在表面溫度小于60℃，或者不做保溫處理的條件下，可以在管道表面涂兩邊瀝青漆。在使用直埋敷設方式鋪設供熱管線時，型鋼支架表面要先刷一遍紅丹防銹漆，再刷一遍設和漆，才能有效防止其表面銹蝕。值得注意的是，在對供熱管道及其周圍附屬設備進行刷漆處理之前，需要預先清除金屬表面的雜質(zhì)、灰塵、銹跡、焊渣等，還要注意刷涂的漆層的厚度。

4 供熱管網(wǎng)施工過程中需要注意的問題

施工是設計的具體體現(xiàn)，供熱管網(wǎng)施工質(zhì)量的好壞直接影響到供熱管網(wǎng)的供熱效能和使用壽命，這就要求全體施工技術人員和施工管理人員，務必要嚴格遵守相關的國際施工規(guī)范及技術標準。具體而言，供熱管線施工過程需要注意以下幾個問題。

4.1 采用“合同管”

合同管模式，也稱為“EPC”模式，涵蓋了供熱管網(wǎng)施工過程中的設計、供貨、施工、交鑰匙等多個環(huán)節(jié)。該模式下，勞資雙方責任明確、利益及責任劃分清晰，執(zhí)行效率高。

4.2 做好質(zhì)量監(jiān)督工作

首先，供熱管網(wǎng)施工單位要完善相應的質(zhì)量監(jiān)督制度，規(guī)范施工操作和施工管理，要完善并落實相應的責任制度。其次，上次領導層要善于發(fā)揮自身的引領示范作用，做好現(xiàn)場管理工作，并鼓勵全體施工人員參與到工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作中來。

供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的建立是現(xiàn)階段城市居民住宅建設規(guī)劃中必不可少的一項，這直接關乎到用戶的居住滿意度和幸福感，也影響到開發(fā)商和施工單位在用戶心中的形象地位，相關企業(yè)要高度重視、不容小覷。

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