集中供热热网设计施工及运行论文

集中供热热网的设计施工及运行摘要：随着我国城市建设的进展和城市热化水平的提高，城市集中供热事业有了较大的发展，集中供热热网的设计水平体现在满足热用户热能需求。本文首先讨论了集中供热热网设计形式，分析了集中供热管网的施工要点，详细论述了集中供热管网的运行调节。

关键词：集中供热热网、设计、运行

中图分类号：tu833文献标识码： a 文章编号：

一、前言

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。集中供热是相对于分散小联片锅炉房供热而言的，由热源、热网和热用户组成。发展城镇集中供热是节能、环保的重要途径，是现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。我国城市集中供热的技术方向，主要采用热电联产及城市区域性的大型集中供热锅炉房供热。利用热媒，将热能从热源输送到热用户必须通过供热管网。因此，供热管网是连接热源和热用户的纽带和桥梁，担负着输送和分配热量的任务，是城市供热的命脉。

二、集中供热热网设计形式

集中供热管网形式主要分为枝状管网、环状管网及双管或多管管网。枝状管网形式简单、造价低、运行管理方便，是我国目前供

热系统采用较多的布置方式。其缺点是当管网系统局部发生故障时，要影响较多用户的供热。当城市或供热系统由两个以上热源供热时，各热源的热力干线应连通，在技术经济合理时，热网干线宜连接成环状管网。环状管网造价较高但运行安全可靠。当多管管网一般用于供给不间断工业用汽负荷的用户，或热负荷有较多的分期增长以及所需介质参数相差较大的用户。在季节性负荷占总负荷比例较大时，通过技术经济比较，可采用双管或多管队不同的热负荷分别供热。

三、集中供热管网的施工要点

1、供热管网的施工原则

城市集中供热热网的布置应遵循国家有关规范和标准，按如下原则进行布置：

（1）热网主干线，应敷设在热负荷较集中区，分支管线也应尽量靠近热用户；

（2）应在城镇规划的指导下，根据热负荷分布、热源位置、其他管线机构筑物、园林绿地、水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定；

（3）穿过厂区的供热管道应敷设在易于检修和维护的位置；

（4）城镇道路上的供热管道应平行于道路中心线，并宜敷设在车行道以外，同一条管道应只沿街道的一侧敷设；

（5）通过非建筑区的供热管道应沿公路敷设；

2、供热管网的敷设方式

供热管网的敷设方式可分为地上敷设和地下敷设，地下敷设可分为管沟敷设和直埋敷设。由于直埋敷设具备以下几个优点：（1）工程造价低；

（2）防腐、绝缘性能好、使用寿命长；

（3）热损失小、节约能源；

（4）占地少、施工快、有利环境保护、减少施工扰民。

因此与地沟敷设相比，直埋敷设具有显著的社会效益、经济效益、节能效益，具有不可比拟的优越性，成为目前城市热水管网的主要敷设方式。

直埋供热管网的敷设方式又可分为有补偿敷设和无补偿敷设，无补偿敷设按照管道焊接温度又可分为冷安装和预应力安装（预热安装）。

无补偿直埋敷设管道的强度验算采用先进的应力分类法，对应力进行分类并采用不同的强度条件控制。其中对于一次应力即工作压力在管道中产生的应力（如内压环向应力、轴向应力等）采用极限分析；对一次应力及二次应力（即热胀冷缩受到外力约束时在管道中产生的应力）采用安定性分析；对一次应力、二次应力和峰值应力采用疲劳分析，使直管段能够满足应力分析对应的强度条件，无需设置补偿器来降低直管段温度应力。设计结果是管道上很少或者不设置补偿器和固定支架。

有补偿直埋敷设管道按照传统的管道强度验算方法，对各种载荷产生的应力不分类，均按弹性分析理论或极限分析理论的强度条

件控制，利用补偿器吸收热位移来降低直管段的温度应力，设计结果是固定支架和补偿器的数量很多。虽然较好的解决了管网中的二次应力但是补偿器本身也是管网中最易发生事故的薄弱点和破坏点，而且由于需要每年定期维护，使得管网运行管理检修的工作量非常大，据调查，每年补偿器漏水和爆裂约占管网安全运行事故的60%以上。

无补偿冷安装方式是指管道焊接和沟槽回填等安装过程都在自然环境温度下进行，管道处于零应力状态。在运行工况下，由于温升较大（约为120℃），锚固段的内力和应力以及过渡段中补偿装置处的位移量都较大，完全由管道及附件本身来承受，增大了直管段向管道附件，包括弯头、折角等释放变形的能力，引起三通、弯头、折角、变径管附件等承受较大峰值应力而加速破坏。由于管道系统大且复杂，加之热网施工、运行中的不确定因素很多，即便材料非常过硬，在复杂多变的情况下，管道及管件仍随时存在着破坏的可能性。因此对于热网的安全运行非常不利。

无补偿预热安装方式是指管道在回填前进行预热，当管道被加热到预热温度时，焊接管线，然后进行回填。在敞沟预热条件下可以在管段中立即产生均匀分布的预应力效果。由于预热安装管道应力的变化幅度约为冷安装的一半，即直管段和弯头的升温轴向力约为冷安装的一半，通过预热将部分应力提前释放，固定墩的推力和弯管、补偿器的补偿量将会大大下降，从而使管道整体和局部的稳定性得以提高。因此对于管道的安全运行起到了至关重要的作用。

因此从管道工程的安全稳定、施工质量、施工速度和工程造价看，相比较而言无补偿预热安装是一种最佳的安装方式。

四、集中供热管网的运行调节

供热调节的方法主要有以下几种：

1、改变供热介质温度的质调节；

2、改变供热介质流量的量调节；

3、同时改变温度和流量的质、量综合调节；

4、改变供热时间的间歇调节。

一般大型供热系统采用质、量综合调节的方式为最佳方案。质量综合调节方式是采暖初期系统流量维持主热源的设计流量不变，随着室外温度的降低，供水温度逐渐升高。首先供热系统在投入运行之前，为使供热介质流量的分配符合设计工况，采用专用阀门，对各配热干支线的流量进行一次调节。其次在供热系统运行期间，建筑物的采暖和通风等热负荷随室外气温而变化，生产工艺热负荷也常因生产过程中用热情况和工作班制的变更而增减。为保证供热质量，可采用遥测、遥控等自动调节设备（热网控制器），以控制供热介质的流量、压力和温度。

集中供热热网的运行调节是需要各个过程一起来运行调节的，所以对我们来说，主要从以下各个方面来保证其运行调节的顺当。但是对于热网中常用的管道，其公称壁厚要远远大于该压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力也就远远小于管材的屈服应力。相反，由于管道中热胀变形不能完全释放，使管道产生了较大的轴向