關于市政供熱管網設計的探討

李海蘭

（新疆通藝市政規劃設計院（有限公司）， 新疆 昌吉 831100）

最近幾年以來，市政供熱管網的已經發展越來越受到國家的重視，現在燒煤污染已經成為空氣污染的一個比較重要的因素，所以如何才能實現集中供熱等相關的問題，還有如何行之有效的提高供熱效率以承擔日益增長的供熱面積，已經成為一個非常重要的研究方向。施工質量直接影響著供熱效率和供熱水平，在施工前，一定要做好充分的準備。

1 我國城市供熱管網的特點與常用設計技術

城市供熱管網的特點是熱用戶分布區域廣、分支多。在管網發生事故時，通常允許有若干小時的停供修復時間。同時有些熱網為提高供熱可靠性和應對供熱發展的不確定性，在規劃設計時將熱網像市政給水管網一樣成網格狀布置，但這樣存在一定的問題，熱水力工況和控制十分復雜，同時網格狀管網投資非常高。在現階段，我國城市供熱管網優化設計的研究一般是先建立數學模型，以投資、運行和維護的總和最小為目標函數，把實際工程的要求作為約束條件，然后用某種最優化方法，求出實際問題的最優解。最早的管網優化設計模型僅是針對樹狀管網建立的，后來發現這些模型不能廣泛應用于實際的管網優化設計中，無法取得很好的結果。在充分考慮系統的安全性和經濟性的前提下，認為城市熱力管網應是多條枝狀管網放射型布置。

2 優化措施分析研究

2.1 采用彈性分析和極限分析

人們可以采用彈性分析和極限分析的方式，在峰值應力下，對管道局部結構熱應力產生的應力增量進行疲勞分析，運用溫度計算的方式，在計算管道特殊穿跨越時，要建模計算管件的受力強度。而布置管網時，主干線附近熱用戶密集，熱負荷大，管網要力求短直，盡量利用管道的自然彎角作為管道受熱膨脹的補償。運用補償器有補償敷設時，補償器的布置要充分考慮固定支墩的推力計算，優化選型布置。

2.2 供熱管網的敷設方式

供熱管網敷設一般采用地上敷設、地下管溝敷設和地下直埋敷設三種方式。

1） 地上敷設，地上敷設是將管線架空，即架空鋪設，其鋪設過程中不需要進行土建工程，通過基礎支撐架構即可進行施工。架空敷設需要一定的空間且由于管道錯綜復雜會影響美觀，這種方式在民用的住宅、公建的企業單位需要考慮到市政供熱管總體規劃設計，所以集中供熱管線敷設中很少應用。但是在工業區內很多熱力管道基本會采用架空敷設，熱力管道經過拋光、上漆可以成為藝術元素，熱力管道亦與工藝管道同架敷設，不僅便于設計增加美感，減少工藝管道的數量，減少工藝園區裝修的開支，還可以縮減熱力管道的施工費用，所以工業園區可以考慮此種工藝的應用。

2） 地下直埋敷設，供熱管道直埋敷設具有占地少、造價低、施工技術簡單、工期短等特點，其保溫防腐方式有佩聚塑保溫防腐和聚氨醋夾克保溫防腐。這兩種保溫管道工作原理相近，都是采用了重度小、吸水少，防腐性強的聚氨酷材料作為保溫材料，不僅起到防腐的作用，還不會對管道的重量造成二次影響。

熱力管道直埋的方式主要有兩種：第一種是無補償直埋敷設。此種敷設方式對管道的穩定性要求較高，所以需要較深的埋深。當采用不預熱的無補償直埋敷設管道時，主要與夜土厚度有關，夜土厚度應與管徑大小成正比。這種敷設方式的原理是靠土壤與管道的靜摩擦力和動摩擦力一同限制熱力管道的伸長量和收縮量。當采用預熱無補償直埋敷設時，預熱溫度取安裝溫度與運行溫度差的一半，以減少不必要的工作和資源，預熱無補償直埋敷設適用于以熱水為媒介的供熱管道，常見于熱水供應熱負荷，采用管徑半徑不宜過大。

第二種方式是有補償直埋敷設方式。這種敷設方式管道與地表的距離大于0.6m 即可，這種敷設方式屬于淺埋方式，其中管道半徑沒有要求。這種敷設的工作流程是在熱力管道施工安裝后，回填土壤，再進行頂熱，待管道伸長至一定長度且不再伸長時采用一次性補償器焊牢。

2.3 水壓圖的繪制

在供熱管網的設計之中，主要的設計程序便是繪制水壓圖，這項過程不能夠省略。并且尤其是供熱管網的設計以及運行的過程之中，水壓圖有著重要的作用———能夠隨時掌握供熱系統是在怎樣的環境之中運行的。一方面，在水壓圖之中，供熱管網之中的各個壓力點的變化，以及系統能否安全準確的運行都是需要時刻關注的問題。另一方面，在整個設計之中，用戶對于入口的選擇是否正確以及合理，在城市之中復雜地形的用戶入口的選擇十分重要。

3 結語

在市政供熱管網設計中，除了以上方案，為了保證管網系統運行的可靠性，人們還可以應用新設計理念，運用新材料、新技術。例如，選擇變頻調速技術，實現補水泵定壓，在地下水位較高的區域創新應用噴涂纏繞式預制保溫管，使用質量好的板式換熱器，在散熱器上安裝熱量分配表和溫控閥。