集中供热长输热水管道设计施工实例分析

集中供热长输热水管道设计施工实例分析
摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，人们的生活质量在不
断提升，百姓对生活环境的舒适度要求不断提高，城市供热管网的建设显得尤为
重要。

受国家环保政策限制，关停小型锅炉，不能继续建设大型燃煤锅炉房，导
致供热非常紧张，以大型热电厂作为供热热源成为趋势。

供热范围的扩大，热量
长距离输送，大管径长输管道的建设逐步增多。

目前全国关于供热长输热水管道
的设计案例相对较少，本文对供热长输热水管道的设计施工实例进行分析探讨。

关键词：管道壁厚及保温计算；沟槽处理；管道穿越方法
引言
集中供热是相对于分散小联片锅炉房供热而言的。

实行集中供热后,由于燃
料用量的减少,可以大量减少城市煤炭和灰渣的运输量。

同时还可减少燃烧的灰渣
在运输中散落所造成的空气、道路和土地的污染,有利于改善城市环境和卫生状况。

城市集中供热是节能、环保的重要途径,是城市现代化的主要基础设施之一,也是
经济发展、改善人民群众物质生活的重要标志之一。

文章就解决集中供热管网的
优化问题上进行相关的研究,提出了集中供热管网的优化设计策略。

1优化供热网网路
室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分,供热外网的网路
形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否方便以及经济效益有着很大的
影响。

合理地确定供热管网平面的定线工作,对节省投资、保证热网安全可靠地运
行和施工维修方便等,都具有重要的意义。

供热管网布置原则是应在城市建设规划
的指导下,考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿
地的关系和水文、地质条件等多种因素,经技术经济比较确定。

供热管线平面位置
的确定应遵守如下基本原则。

(1）经济上合理：主干线力求最直,主干线尽量走热
负荷集中区。

（2）技术上可靠：线路应尽可能走过地势平坦、土质好、水位低
的地区。

尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等
不利地段。

（3）管线应少穿主要交通线：一般平行于道路中心线并尽量铺设在
车行道以外的地方。

通常情况下管线应只沿街道的一侧铺设。

地上铺设的管道,不
影响城市环境美观,不妨碍交通。

供热管道与各种管道、构筑物应协调安排,相互
之间的距离,应能保证运行安全、施工及检修方便。

2管道敷设
管道敷设有高位敷设、低位敷设、地沟敷设、埋地敷设等方式。

通常，低位
敷设投资最低，施工安装方便，有利于维护检修，但不利于场地通行。

当跨越道
路或大门等通行处时，对比管道各种敷设方式，优先采用高位架空敷设。

在现场
条件不具备架空敷设时，可采用地沟敷设。

管道地沟敷设需注意地沟排水，避免
管沟积水破坏管道保温层，如果地沟不具备自然排水条件，在地沟中设置集水井
通过潜水泵排水，集水井应设置自动水位监测报警和自动排水设施。

但是，集水
井自动排水设施投资较高，可靠性不足，如现场地沟不具备自然排水条件时，宜
采用直埋管埋地敷设。

直埋管埋地敷设投资最高，需要设置凝结水排水设施和排
潮装置，需要严格的防腐措施，除正常的五布三油环氧树脂防腐外，还宜采取阴
极保护措施。

3施工问题处理
由于部分管段需敷设于旧煤气管道上,按规定,在不停气的情况下不得进行明
火施工。

故采用在煤气管道外部套做钢支架横梁支撑的方法,既避免与煤气管道接
触施工,又不影响煤气正常输送。

采用取消中间支架改为简易析架方式解决遇到障
碍物的问题。

对高压线与管道交叉处高度不符合规范时,先设法满足了水平净距要求,后再抬高敷设于旧析架之上,施工中通过对新建混凝土支架柱头部予埋钢板来
调整支架高度减少土建返工量。

此外,在设计中沿线最低点设放水平台,最高点设
放气平台,并尽可能设里在析架顶部,以节约费用。

在南北两侧主网切断处加盲板,
设循环管以便于调试。

施工完毕后,经调试运行达到了设计要求。

供热效果良好,
为公司节约蒸气约28吨。

取得了良好的经济效益与社会效益,为厂区供暖方式改
造提供了经验。

4采用先进技术进行供热设计
节约能源已经成为当前的社会性主题之一,与此同时有很多公司都生产节能
产品,可以在施工过程中有选择的采用先进的节能技术,例如：伟业供热管道节能
设备有限公司的直埋预制保温管,该产品能做到防水,防腐,防老化,抗冲击等,同时也
具有高强度,高韧性,易焊接等特点,已经被广泛的采用。

集中供热这种供热模式逐
渐为许多城市所接受。

集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒,利用一个或多个热源
通过供热管网、热交换站等,向一个城市或城市中较大区域的各热用户提供热能的
方式。

文章对供热管道热损失的影响因素作了系统分析,说明了保温层厚度、保温
材料的热导率、埋深等因素是影响供热管道热损失的主要因素,并在此基础上提出
了优化供热网设计的相关策略。

5跨越排水干渠及省级公路
本项目共穿过排水干渠5处，省级公路1处，由于排水干渠不能断流，省级
公路为新建不能破坏，过排水干渠及省级公路处，管道采用架空跨越的方式敷设。

以其中的一处为例，排水干渠及公路同时跨越，架空敷设管道长度224.6m。

通常，在直埋转架空处，为吸收直埋段长直管道的热伸长，需要在直埋的末端设补偿器；架空段长度过长，热伸长量较大，需要设置补偿器。

本次设计中，直埋段采用L
型自然补偿，架空段采用L型弯吸收架空段的热伸长，补偿段长度12m。

利用自
然补偿省去了补偿器的设置，降低了工程造价，减少了补偿器泄漏点。

过路处，
采用27m桁架。

DN1200mm管道架空支架最大允许跨距为18m，由于现场实际
情况的限制，部分支架间距超过18m，管道采用加肋处理，增强管道纵断面的刚度，满足应力验算要求。

架空段的弯头采用2.5D弯头，满足弯头的应力计算要求。

项目地点属于沿海地区，防腐较困难。

对于桁架表面及架空管道镀锌铁皮外防腐
处理，做法如下，总干膜厚度为280um。

1）底涂层：环氧富锌底漆，厚度为
60um；2）中间涂层：环氧漆，厚度为140um；3）面涂层：丙烯酸脂肪族聚氨
酯面漆两遍，总厚度为80um。

6管道补偿
热力管道设计中，管道膨胀补偿对热力管道安全运行是十分重要的。

管道补
偿有自然补偿、方形补偿器、旋转补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿
器等补偿方式。

在工程实践中，笔者认为自然补偿具有投资低、可靠性高的优点，应在工程中优先选用，尽量创造条件采用自然补偿。

此外，方形补偿器具有结构
简单、安全可靠的优点，不具备自然补偿条件时，也可尽量选用方形补偿器。

旋
转补偿器具有补偿量大的优点，但需要具有方形补偿器或自然补偿的管道改变位
置的条件。

对于长距离直管段，不具备管道改变位置的条件时，可以需要波纹补
偿器，但波纹补偿器可靠性不足，工程实践中多次发生问题，例如，试压时波纹
管被拉长、推损固定支座等问题需要引起设计施工单位的高度重视，施工安装波
纹补偿器前后的导向支座应按手册要求安装到位。

结语
本项目热力管网已经运行两年，直埋及架空管道均未出现异常情况，供暖效
果很好。

通过实践证明设计时采用的处理方法合理，计算正确且满足要求，为以
后的设计提供了依据。

可见，通过严格的理论计算及验算，设计合理，施工规范，DN1200的管道采用直埋安装及架空安装都是可行的。

参考文献
［1］CJJ34－2010城镇供热管网设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2014．
［2］GB/T20801．1～6－2006压力管道规范工业管道［S］．北京:中国标准出版社，2007．
［3］GB50316－2000(2008版)工业金属管道设计规范［S］．北京:中国计划
出版社，2008．。