城市集中供熱管網

城市集中供熱管網 district heat supply network 由城市集中供熱熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統。熱網由輸熱幹線、配熱幹線、支線等組成。輸熱幹線自熱源引出，一般不接支線；配熱幹線自輸熱幹線或直接從熱源接出，通過配熱支線向用戶供熱。熱網管徑根據水力計算確定。在大型管網中，有時為保證管網壓力工況（見熱網水壓圖），集中調節和檢測供熱介質參數，而在輸熱幹線或輸熱幹線與配熱幹線連線處設定熱網站。

基本介紹

• 中文名：城市集中供熱管網
• 外文名：district heat supply network
• 組成：輸熱幹線、配熱幹線、支線
• 屬於：向熱用戶輸送和分配供熱管線系統
• 別稱：供熱管道

熱網布局

主要根據城市熱負荷分布情況、街區現狀、發展規劃以及地質地形條件等確定，一般布置成枝狀。當由多熱源供熱時，為了互相備用，提高供熱的可靠性和靈活性，各熱源的輸熱幹線間可設連通管，也可布置成環狀。市區管線多沿街道一側與其他地下管線平行布置。熱網的布置應儘量使管線走在熱負荷中心，供熱半徑最短，對城市干擾最少，施工和運行管理（見熱網運行管理）方便。

敷設方式

供熱管線有地下敷設和地上敷設兩種方式。

地下敷設

不影響城市交通和市容，是城市供熱廣泛採用的敷設方式。地下敷設又分為有溝敷設和直埋敷設。

有溝敷設是指，供熱管道敷設在地溝內，管道本身不承受外界荷載。地溝分三種：①通行地溝除敷設管道外,還設有高度不小於1.8米的人行通道，工作人員可以進入溝內巡視、檢修和更換管道。多用在熱源出口及不允許開挖路面的地方。管溝較長時應有通風和照明。在地下管線密集的城市中心區，供熱管道也可以與其他管道一起敷設在通行的綜合地溝內。②不通行地溝其尺寸只考慮管道施工操作條件，工作人員不能進入。這種地溝橫斷面尺寸小，造價較低，目前廣泛套用。③半通行地溝介於通行地溝和不通行地溝之間，地溝內的人行通道尺寸較小，工作人員只能進行巡視及簡單操作。

直埋敷設是指，管道直接埋設於土壤之中，無地溝，管道本身直接承受外界荷載，造價低，施工簡便，是一種有發展前途的敷設形式。

地上敷設

也稱架空敷設，其造價便宜，維修方便，多用於工業區、郊區、地下水位高、永久凍土區、濕陷性土壤區等地質構造特殊的地區，以及跨越鐵路、公路、河流等地段。多數設專用支架。根據支架高度不同，分為高支架、中支架、低支架和地面敷設。高支架的高度在4.5米以上,一般在跨越公路、鐵路等障礙物時採用；中支架高度為3米左右,在一般工業區內採用；低支架高度為0.5～1米左右，在城郊空曠地區或工業區沿工廠圍牆敷設時採用；地面敷設是利用管枕將管道墊起，和地面保持一定的間隙作排水用，只在地面相當平整時採用。

附屬檔案及構築物

由於熱網輸送的供熱介質溫度變化幅度很大，管道有熱變形，故要設熱補償裝置（見管道熱補償）。為了減少熱損失和避免燙傷人員，管道應有保溫措施（見供熱管道保溫）。在熱網的適當部位應設關斷閥門，以便在管道發生事故時，儘量縮小影響範圍，儘快恢復運行。為便於排水和排放空氣，管道敷設應有一定坡度，並在其低點和高點分別設定放水和排氣閥門。為便於施工和安全操作，應與其他管線或構築物有一定距離。在需要經常維護和操作的管道附屬檔案的地方，一般設檢查井（地下敷設）或操作平台（高、中支架的地上敷設）。

為了延長管子的使用年限，減緩管道和設備被腐蝕，較少管道熱損失，管子要採取防腐措施。保溫防腐分為灌注式保溫、塗抹式保溫、綑紮式保溫、纏繞式保溫、預製式保溫等。外防腐一般是在管子外刷防腐漆，能與其緊密結合的薄膜狀防腐材料層。直埋敷設應根據需要設電化學保護；內防腐則要求被輸送的供熱介質無腐蝕性。

供熱管網布置類型

城市集中供熱管網布置與熱媒種類,熱源與熱用戶相互位置有一定的關係,其布置應考慮系統的安全性和經濟性.城市供熱系統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.有些熱網為提高供熱可靠性和應付供熱發展的不確定性,在規劃設計時就將熱網象市政給水管網一樣成格線狀布置,但這樣存在一定的問題,熱網水力工況和控制的十分複雜,同時格線狀管網投資非常高.在城市多熱源聯合供熱時,有些規劃設計時將熱網主幹線設計成環管網環狀布置,用戶管網是從大環網上接出的枝狀管網,這種布置方式具有供熱的後備性能,運行安全可靠,但熱網水力工況和控制的也比較複雜,投資很高.

在充分考慮系統的安全性和經濟性的前提下,筆者認為城市熱力管網應是多條枝狀管網放射型布置.在規劃設計時,根據城市規模,熱用戶分布及熱源位置布置幾條輸配主幹線,在實施過程中根據供熱能力和熱用戶情況,逐步完善不同的主幹線.當城市供熱主幹線骨架形成後,適當敷設連通管,在正常工作時連通管上的閥門關閉,當主幹線某段出事故時,可利用連通管進行供熱.這種熱網布置形式保證了枝狀管網適應不確定熱用戶的發展,如果一條幹管供熱能力不夠,敷設相鄰乾管時加大其供熱能力就可以解決,以達到供熱管網輸配能力最最佳化,不必象環狀管網那樣先埋入較大管道去等負荷確定的熱用戶.

二,熱力管道直埋敷設

供熱管網直埋敷設由於占地面積小,工程造價低,施工周期短,保溫性能好等特點,在實際工程中得到了廣泛套用.正確認識熱力管道直埋原理,合理選擇敷設方式是很關鍵的.熱水管道直埋與架空或管溝敷設主要不同之處在於直埋敷設的供熱管道保溫結構與周圍土壤直接接觸,管道熱脹冷縮的過程受到土壤摩擦力約束,此時管道處於錨固狀態,在熱脹冷縮過程中產生的位移勢能,被儲存在管道壁上,使管道受力複雜化.管道直埋敷設方式可分為:無補償直埋敷設,一次性補償直埋敷設和有補償直埋敷設三大類.

熱力管道的敞開預熱無補償直埋敷設是一種"冷緊"式直埋.工藝過程是在管道焊接完畢後 ,對一定長度管道進行預熱,管道受熱產生變形,釋放一部分熱應力,同時對管溝進行回填夯實,利用土壤摩擦力將管道嵌固.這種敷設方式不需要設補償器和固定支墩,其工程造價最低.但這種方法不僅施工複雜,而且管線預熱只能改變管線的熱態應力水平,而不能改變它的全補償值,從管材疲勞的角度來看,在實際採用時應仔細斟酌.

熱網的規模：大、中城市供熱能力在7兆瓦以上（鍋爐單台容量在10噸/時以上），民用建築供熱面積在10萬平方米以上；小城市供熱能力在3兆瓦以上（鍋爐單台容量在4噸/時以上），民用建築供熱面積在4萬平方米以上。