供热管网设计及施工技术分析
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【摘 要】本文将围绕“供热管网设计及施工技术分析”这一话题，详细介绍了地沟管网敷设技术和直埋管网敷设技术在城市小区供热管网设计及施工中的应用，并结合自身设计施工实践经验，总结了在供热管网设计施工中的一些需要注意的常见问题。
【关键词】供热管网;设计;施工
中图分类号： TP274 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）19-0189-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.092
城市小区供热管网的设计与敷设既保证了对居民的冬季供热需求，也有助于提高城市居民的生活质量，居住幸福感和满意程度。做好城市小区供热管网的设计与敷设工作是确保供热管网系统正常、稳定运行的首要前提。然而，在实际设计和施工过程中，受到设计及施工技术人员专业水平的限制，当前的城市小区供热管网在设计与施工中还存在许多亟待改进的地方。
1 供热管网设计技术分析
1.1 地沟管网敷设设计
一般而言，供热负荷量大、供热管道数量较多，供热管道管径较大的供热管网系统适合选用通行地沟管网敷设方式。而供热负荷量和维修量较小，供热管道数量较少，集中供热规模较小的供热管网系统适合采用不通行地沟管网敷设方式。在设计通行地沟管网敷设系统时，需要注意在每隔200米的管线距离上要设置出入口，如果是混凝土材质的管道，每隔200米则需要设置一个安装孔。一般来说，通行地沟的最小净断面的规格为1.2m×1.8m，净宽为0.7m。此外，在通行地沟内部需要设置永久照明装置，电压为36v以内，通行地沟内环境温度为45℃，自然通风。如果是不通行地沟管网敷设方式，其设计宽度为1.5m以内，超过1.5m需要使用双槽地沟，地沟内部管道铺设方式为单排水平铺设方式。此外，地沟的埋藏深度要保证在地下水位以上，也不能过浅，每隔200m还要设置检查井和集水坑。
1.2 直埋管网敷设设计
供热管网直埋管网敷设设计有补偿式直埋管网设计和无补偿直埋管网设计两大类。补偿式直埋管网设计需要设计补偿器和固定墩，以此来降低或补偿温度应力、管道与土壤、混凝土材质之间的摩擦应力。补偿式直埋管网设计需要运用弹性分析理论对铺设管道进行总应力分析，具体而言，是将不同载荷对管道产生的应力进行矢量合成，从而计算出不同载荷对管道产生的总应力。采用有补偿直埋管网敷设方式铺设管道，通常会占用较大的地下空间，而且供热管网的铺设方式与布局较为复杂，管网系统的防水性能也有待进一步提升。无补偿式直埋管网敷设方式较之于补偿式直埋管网敷设方式，无需安装补偿器，占用的地下空间更小、管线布局也更为简易、连续性和防水性能也更好。在管线总应力校核上，一般采取应力分类法进行管网设计。对于不同的载荷，应力大小及形态千差万别，对管道产生的应力作用也不尽相同，在应力校核设计中需要按照不同的应力种类分别设置不同的限定值。值得一提的是，如果管道的热伸长受阻产生的温度应力能够满足安定性分析强度条件，在直埋管网敷设系统中可以不设置补偿器，但为了确保管线运行的安全性及稳定性，可以設置少量的补偿器或固定墩。
2 供热管网设计中需要注意的问题
2.1 准确调查供热负荷
供热负荷是进行城市小区供热管线设计必须参照的指标，同样地，供热管网热负荷的精准核算也是一项细致工作，需要反复核算校准。准确调查核算供热负荷对于降低工程造价，减少工程项目投资成本，合理优化配置资源意义重大。一般而言，供热管线热负荷可以分为季节性热负荷和固定常年热负荷两大类别。以哈尔滨市为例，哈市就适用于季节性热负荷，在进行热负荷调查时，要参照哈尔滨近5到10年之间平均最冷温度，且要求室内温度大于18℃。
2.2 合理选取供暖参数
城市小区供热管线供暖参数主要有供回水温度差、经济比摩阻等。合理选取供暖参数是降低供热管网单位运行能耗，确保供热管网安全稳定运行的必然要求。一般来说，主干供热管线的经济比摩阻的选取以30-80Pa为宜，最大不能超过300Pa。在供回水温度差值的选择上，温差大则冷却水循环量变小，温差小则水量增大。
2.3 准确绘制水压图
水压图是供热管线设计过程中的一项主要内容，不可或缺。供热管网水压图详细记录了管网中各点压力大小及其变化规律。水压图还能够准确反映供热系统运行状态，检验水力平差运算结果是否准确合理。
2.4 合理选择恰当的敷设设备
供热管网敷设设备的选取取决于供热管网设计过程中选取的敷设方法。如果选用地沟管网敷设方式，则选择相应的地沟管网敷设设备。如果选用直埋管网敷设方式，则需要选择相应的直埋管网敷设设备。
3 供热管网施工技术分析
3.1 施工前的准备阶段
施工前需要对供热管网项目设计预案及预算进行校核，确保其在理论上的可行性。具体而言，需要做到以下几个方面。第一，要做好施工组织设计工作。涉及到对施工工艺、施工技术、施工原料、工期划分、进度安排所有施工环节。第二，要做好供热管网设计项目的质量验收工作。对于设计项目中的管道、部件、阀门、建材等要完全按照货单要求、逐一核实，并邀请相关的施工技术人员校对施工部件的尺寸、规格等信息，确保所用建材能够完全满足项目施工要求。第三，要做好对整个供热管网设计及施工的预算工作，避免资金滥用，合理优化建材资源配置。
3.2 地沟式管网敷设技术
以通行式地沟管道敷设方式我为例，要选择型钢作为管线系统的结构支架，根据供热管线安装的设计需要，合理确定支架的安装坡度。在安装型钢支架过程中，要做到平直牢固，对于多层管道工况，要先从最下面一层开始安装，逐层进展。在地沟管网焊接工作上，要注意精确定位焊接位置，以此来保证焊接质量及焊接面的齐整度。在管线安装过程中，倘若出现管线伸缩等情况，需要相关施工技术人员做好预拉伸工作，以确保管线之间的有效衔接。 3.3 直埋管网敷设技术
在直埋管网施工过程中，需要注意以下四点。第一，要严格审核建材及管材质量，确保其质量完全达标，绝对禁止出现管道破损、锈蚀等情况。此外，供热管线在正式铺设之前，还必须对管材进行加工清理，特别是在管道焊接两端的V形破口内部常会有杂质，要提前清理，确保焊接面整洁干净。第二，对铺设好的供热管道系统要采取相应的保护性措施，用来保护管道免遭损坏，延长管道的使用寿命，减少管道的维修次数。目前，应用较为成熟的供热管道外加保护措施有外加钢筋混凝土管，在供热管道一定管线距离內设置检查井和排水排气装置，用以敷设好的供热管线系统的检修与维护。第三，在进行沟内吊装下管工作时，要提前在沟内管道间的接口处挖设工作坑，工作坑的深度要控制在管道低段200mm以下的位置。在焊接管道之间的接口时，通常是采用分层焊接技术。由下往上，一层焊接结束后要及时清理，然后再进行下一层焊接。此外，供热管道焊接结束以后，还要进行压力试验，防止出现裂缝、漏气等事故。
3.4 管道防腐技术
供热管道在长期的使用过程中势必会在其表面产生锈蚀等现象，其中最为常见的便是电化学锈蚀，因此，要提前做好供热管线的防腐蚀工作。一般而言，供热管线及其周围附件的防腐蚀处理大都是在其表面刷涂一层防锈耐热漆。在表面温度小于60℃，或者不做保温处理的条件下，可以在管道表面涂两边沥青漆。在使用直埋敷设方式铺设供热管线时，型钢支架表面要先刷一遍红丹防锈漆，再刷一遍设和漆，才能有效防止其表面锈蚀。值得注意的是，在对供热管道及其周围附属设备进行刷漆处理之前，需要预先清除金属表面的杂质、灰尘、锈迹、焊渣等，还要注意刷涂的漆层的厚度。
4 供热管网施工过程中需要注意的问题
施工是设计的具体体现，供热管网施工质量的好坏直接影响到供热管网的供热效能和使用寿命，这就要求全体施工技术人员和施工管理人员，务必要严格遵守相关的国际施工规范及技术标准。具体而言，供热管线施工过程需要注意以下几个问题。
4.1 采用“合同管”
合同管模式，也称为“EPC”模式，涵盖了供热管网施工过程中的设计、供货、施工、交钥匙等多个环节。该模式下，劳资双方责任明确、利益及责任划分清晰，执行效率高。
4.2 做好质量监督工作
首先，供热管网施工单位要完善相应的质量监督制度，规范施工操作和施工管理，要完善并落实相应的责任制度。其次，上次领导层要善于发挥自身的引领示范作用，做好现场管理工作，并鼓励全体施工人员参与到工程质量监督管理工作中来。
供热管网系统的建立是现阶段城市居民住宅建设规划中必不可少的一项，这直接关乎到用户的居住满意度和幸福感，也影响到开发商和施工单位在用户心中的形象地位，相关企业要高度重视、不容小觑。
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