第14章 热力管线的敷设和结构

第十四章
供热管线的敷设和构造
一、地上敷设 管道敷设在地面上或附墙支架上的敷 设方式。按照支架的高度不同，可有以下三种 地上敷设型式： (—)低支架(图14-2) 在不妨碍交通 ，不影响厂区扩建的场合，可采用低支架敷设 。通常是沿着工厂的围墙或平行于公路或铁路 敷设。为了避免雨雪的侵袭，低支架敷设，供 热管道保温结构底距地面净高不得小于0.3m。 低支架敷设可以节省大量土建材料、建 设投资小、施工安装方便、维护管理容易，但 其适用范围太窄。
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3.不通行地沟(图14-6) 不通行地构的横截面 较小，只需保证管道施工安装的必要尺寸。不 通行地沟的造价较低，占地较小，是城镇供热 管道经常采用的地沟敷设型式。其缺点是管道 检修时必须挖开地面
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图14-4 通行地沟
图14-5 半通行地沟
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二、阀门


阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量 的设备。在供热管道上，常用的阀门型式有： 截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、调节阀和球阀 等。 截止阀按介质流向可分为直通式、直角式 和直流式(斜杆式)三种。其结构型式，按阀杆 螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种。图14-10 是最常用的直通式截止阀结构示意图，截止阀 关闭严密性较好，但阀体长，介质流动阻力大 ，产品公称通径不大于200mm。
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第二节 室外供热管道的敷设方式
室外供热管网是集中供热系统中投资份额 较大，施工最繁重的部分。合理地选择供热管 道的敷设方式以及做好管网的定线工作，对节 省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修 方便等，都有重要的意义。 供热管道敷设是指将供热管道及其附件按 设计要求组成整体并使之就位的工作。 供热管道的敷设型式，分为地上(架空)敷 设和地下敷设两类。
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1—雨水道、下水道； 2—电缆； 3—空气阀； 4—放水阀； j—检查室； G—固定支架； F— 方形补偿器
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供热管线平面位置的确定，即定线，应遵 守如下基本原则： 1.经济上合理 主干线力求短直，主干线 尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀 门、补偿器和某些管道附件(如放气、放水 、疏水等装置)的合理布置，因为这将涉及 到检查室(或操作平台)的位置和数量，应 尽可能使其数量减少。 2.技术上可靠 供热管线应尽量避开采空 区、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。
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图14-19 热水和凝水管道放气和放水装置位置示意图 1—放气阀；2—放水阀；3—阀门
图14-20 疏水装置图
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第四节

补
偿
器

为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力 而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器， 以吸收管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在 阀件或支架结构上的作用力。 供热管道上采用补偿器的种类很多，主要有管道的 自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器 、球形补偿器和旋转补偿器等。前三种是利用补偿器 材料的变形来吸收热伸长，后三种是利用补偿器内外 套管之间的相对位移来吸收热伸长。
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二、方形补偿器 它是由四个90°弯头构成“U”形的补偿器(图 14-21)，靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。方形 补偿器通常用无缝钢管煨弯或机制弯头组合而成。此 外，也有将钢管弯曲成“S”形或“”形的补偿器。 这种用与供热直管同径的钢管构成呈弯曲形状的补偿 器，也总称为弯管补偿器。
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2.半通行地沟(图14-5) 半通行地沟净高不小 于1.2m，人行通道宽度不小于0.5m。操作人员 可以在半通行地沟内检查管道和进行小型修理 工作，但更换管道等大修工作仍需挖开地面进 行。当无条件采用通行地沟时，可用半通行地 沟代替，以利于管道维修和判断故障地点，缩 小大修时的开挖范围
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闸阀的结构型式，也有明杆和暗杆两种。另外按 闸板的形状及数目，有楔式与平行式，以及单板与双 板的区分。图14-11是明杆平行式双板闸阀构造示意 图；图14-12是暗杆楔式单闸板闸阀构造示意图。闸 阀的优缺点正好与截止阀相反。它常用在公称通径大 于200mm的管道上。 截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用。由于其调 节性能不好，不适于用来调节流量。图14-13所示为 蜗轮传动式蝶阀。
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图14-6 不通行地沟
图14-7 预制钢筋混凝土椭圆拱形地沟
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图14-8 整体式钢筋混凝土综合管沟示意图 1、2—供水管与回水管；3—凝结水管；4—电话电缆；5—动力电缆；6—蒸汽管道； 7—自来水管
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(二)无沟(直埋)敷设 供热管道直接敷设于土壤中的敷设型式。在热 水供热管网中，无沟敷设在国内外已得到广泛 地应用。目前，最多采用的型式是供热管道、 保温层和保护外壳三者紧密粘结在一起，形成 整体式的预制保温管结构型式，如图14-9所示 。
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图14-17 手柄型球阀
图14-18 蜗轮型球阀
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三、管道的放气、排水及疏水装置 为便于热水管道和凝水管道顺利放气和运 行或检修时排净管道中的存水，以及从蒸汽管 道中排出沿途凝水，地下敷设供热管道宜设坡 度，其坡度不小于0.002，同时，应配置相应 的放气、放水及疏水装置。 放气装置应设置在热水、凝结水管道的高 点处(包括分段阀门划分的每个管段的高点处) ，放气阀门的管径一般采用Φl 5~32mm。
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根据地沟内人行通道的设置情况，分为通行地沟 、半通行地沟和不通行地沟。 1.通行地沟 通行地沟是工作人员可以在地沟内直立通行的地 沟。通行地沟内，可采用单侧布管或双侧布管(图144)两种方式。通行地沟人行通道的高度不低于1.8m， 宽度不小0.6m，并应允许地沟内最大直径的管道通过 通道。
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(二)中支架(图14-3) 在人行频繁和非机动车 辆通行地段，可采用中支架敷设。管道保温结 构底距地面净高为2.0~4.0m 。 (三)高支架(图14-3) 管道保温结构底距地面 净高为4m以上，一般为4.0~6.0m。在跨越公路 、铁路或其它障碍物时采用。 地上敷设的供热管道可以和其它管道敷设在同 —支架上，但应便于检修，且不得架设在腐蚀 性介质管道的下方。
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第一节 供热管网布置原则
供热管网布置型式以及供热管线在平面位置 的确定(即“定线”)，是供热管网布置的两个主 要内容。 供热管网布置型式有枝状管网和环状管网两 大类型。选用那一种管网布置型式已在第八章中 阐述。本节主要阐述定线的基本原则。 供热管网布置原则应在城市建设规划的指导 下，考虑热负荷分布、热源布置、与各种管道及 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。
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一、供热管道 供热管道通常都采用钢管。钢管的最大优 点是能承受较大的内压力和动荷载，管道连接 简便；但缺点是钢管内部及外部易受腐蚀。 供热管道及其附件是供热管线输送热媒的 主体部分。供热管道附件是供热管道上的管件 (三通、弯头等)、阀门、补偿器、支座和器具( 放气、放水、疏水、除污等装置)的名称。这 些附件是构成供热管线和保证供热管线正常运 行的重要部分。
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图14-10 直通式截止阀
图14-11 明杆平行式双板闸阀
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图14-12 暗杆楔式单板闸阀
图14-13 蝶阀结构示意图
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根据使用功能，球阀可分为关断球阀和关断调节 球阀。关断球阀用作管道分支阀和大口径主管道的旁 通阀门。关断调节球阀将关断和调节功能合二为一。 根据其压差确定流量，并通过手柄处的刻度盘直观显 示。方便了各种要求下对供水量的需求。与此同时， 关断调节球阀也是一个普通的关断门。任何紧急维修 需要时，关断后，再开启，其刻度盘上锁定装置仍能 保证原供水量。
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3.对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿 主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量 敷设在车行道以外的地方。当必须设置在车行 道下时，宜将检查小室人孔引至车行道外。通 常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷 设的管道，不应影响城市环境美观，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。
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弯管补偿器的优点是制造方便；不用专门维修， 因而不需要为它设置检查室；工作可靠；作用在固定 支架上的轴向推力相对较小。其缺点是介质流动阻力 大，占地多。方型补偿器在供热管道上应用很普遍。 安装弯管补偿器时，经常采用冷拉(冷紧)的方法，来 增加其补偿能力或达到减少对固定支座推力的目的。
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图 14-9 预制保温管直埋敷设示意图 1—钢2—聚氨酯硬质泡末塑料保温层； 3—高密度聚乙烯保温外壳
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第三节

供热管道及其附件
供热管道及其附件是供热管线输送热媒的 主体部分。供热管道附件是供热管道上的管件 (三通、弯头等)、阀门、补偿器、支座和器具( 放气、放水、疏水、除污等装置)的名称。这 些附件是构成供热管线和保证供热管线正常运 行的重要部分。
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热水和凝水管道，放气和排水位置的示意图可见图 14-19。 为排除蒸汽管道的沿途凝水，蒸汽管道的低 点和垂直升高的管段前应设起动疏水和经常疏水装置 (图14-20)。此外，同一坡向的管段，在顺坡情况下 每隔400~500m，逆坡时每隔200~300m应设起动疏水和 经常疏水装置。经常疏水装置排出的凝结水，宜排入 凝结水管道，以减少热量和水量的损失。当管道中的 蒸汽在任何运行工况下均为过热状态时，可不装经常 疏水装置。
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截止阀、闸阀、蝶阀的连接方式可用法兰、螺纹 连接或采用焊接。它们的传动方式可用手动传动(用 于小口径)，齿轮、电动、液动和气动等(用于大口径 )传动方式。《热网规范》规定，对公称直径大于或 等于500mm的闸阀，应采用电动驱动装置。 止回阀是用来防止管道或设备中介质倒流的一种 阀门。它利用流体的动能来开启阀门。在供热系统中 ，止回阀常安装在泵的出口、疏水器出口管道上，以 及其它不允许流体反向流动的地方。
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上面介绍的地沟型式，都是属于砌筑地沟 。图14-7所示为预制钢筋混凝土椭圆拱形地沟 。它可以是通行或不通行的。图14-8所示为整 体现场灌筑的钢筋混凝土地沟。在综合管沟内 ，热力管道可以和上水管道、电压10kV以下的 电力电缆、通讯电缆、压缩空气管道、压力排 水管道和重油管道一起敷设。
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图14-2 低支架示意图
图14-3 中、高支架示意图
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二、地下敷设 地下敷设不影响市容和交通，因而地下敷设是城 镇集中供热管道广泛采用的敷设方式。 地沟敷设 地沟是地下敷设管道的围护构筑物。地沟的作用 是承受土压力和地面荷载并防止水的侵入。 地沟分砌筑、装配和整体等类型。砌筑地沟采用砖、 石或大型砌体砌筑墙体，配合钢筋混凝土预制盖板。 装配式地沟—般用钢筋混凝土预制构件现场装配，施 工速度较快。整体式地沟用钢筋混凝土现场灌筑而成 ，防水性能较好。地沟的横截面常做成矩形或拱形。
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一、自然补偿 利用供热管道自身的弯曲管段(如L型或Z型等) 来补偿管段的热伸长的补偿方式，称为自然补偿。自 然补偿不必特设补偿器，因此考虑管道的热补偿时， 应尽量利用其自然弯曲的补偿能力。自然补偿的缺点 是管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能 很长。
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