馮瑞峰

筆者因工作原因設(shè)計(jì)了許多小型熱電廠和選煤廠的廠區(qū)室外熱力網(wǎng)，這些熱力網(wǎng)都有以下幾個(gè)共同點(diǎn):供熱半徑小于 1 km，建筑物較少一般小于10個(gè)，熱負(fù)荷一般小于3.5MW。筆者結(jié)合自己的設(shè)計(jì)實(shí)例在此僅介紹有關(guān)廠區(qū)熱力網(wǎng)地溝敷設(shè)設(shè)計(jì)的一些心得。

1 管網(wǎng)形式

廠區(qū)供熱管網(wǎng)分為枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。因枝狀管網(wǎng)形式簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、運(yùn)行管理方便，其管徑可根據(jù)熱源距離增加的用戶的減少而逐漸減少。因此廠區(qū)供熱管網(wǎng)多采用枝狀管網(wǎng)地溝敷設(shè)的布置形式。

2 管網(wǎng)布置

管網(wǎng)布置應(yīng)根據(jù)已擬定的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)和各用戶的熱負(fù)荷、廠區(qū)地形圖(包括橫縱坐標(biāo)、高程和用戶位置)、熱源布置(包括熱網(wǎng)接口尺寸)和對(duì)外供熱最大負(fù)荷、地質(zhì)條件、地下水位和地下設(shè)施等資料進(jìn)行。廠區(qū)熱網(wǎng)管道應(yīng)考慮電廠廠區(qū)近、遠(yuǎn)期擴(kuò)建規(guī)劃，主干管應(yīng)按最終容量考慮，一次建成。

3 地溝及檢查井

3.1 地溝

1)小型廠區(qū)熱網(wǎng)一般采用地溝鋪設(shè)。一般小型自備電廠采暖管道根數(shù)不多(多為5根以下)且管徑較小(一般DN 300以下)故多為不通行地溝。當(dāng)有大量富裕熱量可以外供熱時(shí)，多采用架空管道敷設(shè)。低支架敷設(shè)時(shí)管道保溫層外表面距地面凈高不低于0.5m，當(dāng)通過(guò)道路時(shí)管道保溫層外表面距地面凈高不低于 4.5m，以保證車(chē)輛安全通過(guò)?；谏鲜鏊f(shuō)，以下著重介紹不通行地溝敷設(shè)方式及設(shè)計(jì)方法。2)廠區(qū)熱網(wǎng)管道采用不通行地溝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)盡量避讓主車(chē)道，減少施工、維修給交通帶來(lái)的不便。盡量避開(kāi)濕陷性黃土、垃圾回填土地帶、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及地下水位高等不利地帶。主干線應(yīng)盡量走熱負(fù)荷密集區(qū)域，分支管線亦應(yīng)盡量靠近用戶，力求達(dá)到最短的管線和最經(jīng)濟(jì)的造價(jià)。3)廠區(qū)熱網(wǎng)管道在規(guī)劃走向前應(yīng)與廠區(qū)內(nèi)其他公用設(shè)施如廠區(qū)動(dòng)力管線、埋地電力網(wǎng)、給水排水網(wǎng)相協(xié)調(diào)，如無(wú)法避免在同一平面布置或相互交叉時(shí)，可采取錯(cuò)開(kāi)標(biāo)高的方法解決。盡量避免管線相互打架，最大程度減少給施工和將來(lái)運(yùn)行帶來(lái)的不必要麻煩。4)不通行地溝蓋板上的覆土高度不小于0.2m，一般為0.3m。5)地面上敷設(shè)的管道與地溝內(nèi)管道連接處，地面不得積水，連接處的地下構(gòu)筑物應(yīng)高出地面0.3m以上，管道穿入構(gòu)筑物的孔洞處應(yīng)采取防止雨水進(jìn)入地溝的措施。如增設(shè) δ=4mm的整體式防雨罩。防雨罩外表面應(yīng)刷防銹漆、調(diào)和漆各兩遍。6)廠區(qū)熱網(wǎng)管道采用不通行地溝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采取措施防止地表水滲入溝內(nèi)，地溝蓋板之間、蓋板與溝壁之間應(yīng)用水泥砂漿勾抹嚴(yán)密。溝底應(yīng)在最高水位以上。當(dāng)溝底在最高地下水位線以下時(shí)，管溝應(yīng)做可靠的外防水層。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，地溝需做抗浮計(jì)算，并采取相應(yīng)措施。防止地溝被地下水浮起。7)廠區(qū)熱網(wǎng)地溝應(yīng)與廠區(qū)道路和建筑物平行布置，避免穿越建筑物或在建筑物下敷設(shè)。敷設(shè)時(shí)沿廠區(qū)道路一側(cè)敷設(shè)在車(chē)行道外側(cè)，如任意敷設(shè)可能把后期場(chǎng)地占用。給后期擴(kuò)建造成不必要的困難。當(dāng)?shù)販吓c車(chē)行道交叉時(shí)，車(chē)行道下(車(chē)行道寬+2m)地溝蓋板按車(chē)行道選取地溝及蓋板。車(chē)行道下地溝蓋板底面到路面的距離應(yīng)大于 0.5m。如不能滿足則蓋板應(yīng)重新設(shè)計(jì)。8)地下敷設(shè)的地溝應(yīng)有一定的坡度，地溝坡度應(yīng)與管道敷設(shè)時(shí)坡度相同并且坡向也相同。坡度應(yīng)不小于 0.002，一般為 0.003。使?jié)B入地溝中的水流入檢查井的積水坑內(nèi)，以便泵出。進(jìn)入建筑物的地溝與管道宜低頭坡向主干管。當(dāng)?shù)販涎由旌荛L(zhǎng)時(shí)，如采用同一坡度則末端地溝頂會(huì)高出地面或地溝底標(biāo)高太深(在地面下 3m～4m)。為避免這種情況的出現(xiàn)可采用隔一段距離供熱地溝采用反坡。即地溝設(shè)計(jì)坡度與規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定的坡度方向相反。一般反坡坡度為 0.006，最小為0.005。

3.2 檢查井布置

1)廠區(qū)內(nèi)敷設(shè)的地下供熱管道，在管道分支處(主干管與單體建筑物連接處)和裝有補(bǔ)償器、閥門(mén)、排水除污裝置和放氣及壓力和流量計(jì)量表裝置處，應(yīng)設(shè)置檢查井，以便檢查管網(wǎng)運(yùn)行情況和管網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)維修時(shí)使用。2)檢查井的尺寸應(yīng)根據(jù)井管道的數(shù)量、管徑和閥門(mén)及其他儀表的尺寸確定，一般凈高不小于 1.8m，干管保溫結(jié)構(gòu)表面與檢查井地面距離不小于 0.6m。檢查井內(nèi)地面應(yīng)低于管溝內(nèi)底的距離不小于 0.3m。檢查井內(nèi)地溝入口應(yīng)避免在檢查井梁下，當(dāng)不可避免時(shí)檢查井頂至檢查井頂板底的距離應(yīng)大于 0.43m。否則應(yīng)增加地溝頂面到檢查井頂面間的距離。3)檢查井的人孔直徑不小于 0.7m，人孔數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè)，并應(yīng)對(duì)角布置。為方便檢修人員進(jìn)出檢查井，人孔應(yīng)避免設(shè)置在檢查井內(nèi)的設(shè)備的正上方。當(dāng)檢查井內(nèi)凈空面積少于 4m2時(shí)，可以只設(shè)一個(gè)人孔。檢查井內(nèi)至少設(shè)一個(gè) 400×400×400(H)的集水坑，以排除地溝內(nèi)流入檢查井的積水及閥門(mén)漏水、熱網(wǎng)檢修時(shí)供熱管道內(nèi)放出的積水。集水坑應(yīng)設(shè)置在人孔下方。

3.3 管道布置

1)小型廠區(qū)室外熱力網(wǎng)管道由于熱媒溫度、壓力不高(一般溫度小于200℃，壓力小于2MPa)，故一般采用鋼10的無(wú)縫鋼管即可滿足設(shè)計(jì)要求。2)為保證管道疏放水和排氣的通暢，水平敷設(shè)的采暖管道應(yīng)設(shè)置一定的坡度。管道敷設(shè)時(shí)坡度應(yīng)與地溝坡度相同并且坡向也相同。熱水供水管道應(yīng)抬頭走，回水管道應(yīng)低頭走;坡度一般為 0.003。蒸汽供汽干管、凝結(jié)水管道應(yīng)低頭走，坡度一般為0.003。3)管道疏水:在水平管道上每隔 100m～150m設(shè)一個(gè)啟動(dòng)疏水點(diǎn)。在蒸汽管道的低點(diǎn)和末端及管道上升段之前，應(yīng)設(shè)經(jīng)常疏水點(diǎn)。水平布置的蒸汽管道順坡每隔 400m～500m，逆坡時(shí)每隔 200m～300m應(yīng)設(shè)置啟動(dòng)疏水和經(jīng)常疏水裝置。所有設(shè)置經(jīng)常疏水的地點(diǎn)應(yīng)同時(shí)設(shè)置啟動(dòng)疏水裝置。4)管道放水:在蒸汽管道及熱水的低點(diǎn)和末端及管道上升段之前，應(yīng)設(shè)置管道放水裝置。蒸汽管道的放水裝置與疏水裝置一般可以聯(lián)合裝設(shè)。熱水及蒸汽管道的疏放水閥門(mén)一般采用截止閥。放水管徑應(yīng)保證管內(nèi)平均流速為1m/s時(shí)，在1 h內(nèi)放空該管段內(nèi)的積水。5)管道放氣:熱水及蒸汽管道的高點(diǎn)及可能積存空氣的凸起布置管段，應(yīng)設(shè)置放氣裝置。放氣管應(yīng)采用厚壁管道。熱網(wǎng)管道放氣閥門(mén)一般采用閘閥。放氣管管徑一般為DN20。6)管道補(bǔ)償:熱網(wǎng)管道補(bǔ)償一般盡量利用管道的轉(zhuǎn)彎進(jìn)行自然補(bǔ)償，在無(wú)法利用自然補(bǔ)償?shù)闹惫芏紊喜捎梅叫窝a(bǔ)償器或套筒補(bǔ)償器來(lái)補(bǔ)償管段的熱伸長(zhǎng)。補(bǔ)償器應(yīng)安裝在直管段上兩個(gè)固定支架的中心或接近中心的位置，當(dāng)不能滿足時(shí)不得少于兩個(gè)固定點(diǎn)間距的 1/3處。水平布置的方形補(bǔ)償器兩側(cè)外伸臂的直管段的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架，防止產(chǎn)生縱向彎曲。熱網(wǎng)管道的補(bǔ)償器安裝時(shí)必須拉伸補(bǔ)償量的一半。7)管道連接:熱網(wǎng)管道一般采用焊接連接，管道與設(shè)備、閥門(mén)或其他需要拆卸檢修管道的連接采用法蘭連接。8)管道保溫:所有表面溫度高壓 50℃的供熱管道及其閥門(mén)等附件均應(yīng)保溫。在地溝內(nèi)敷設(shè)的凝結(jié)水管不保溫。檢查井內(nèi)的管道及閥門(mén)等設(shè)備，保溫結(jié)構(gòu)表面溫度應(yīng)低于 60℃。保溫材料多采用玻璃棉管殼及其制品。閥門(mén)、法蘭等部位應(yīng)采用可拆卸式保溫結(jié)構(gòu)。9)管道防腐:地溝內(nèi)敷設(shè)的供熱管道及其附件、支架均應(yīng)防腐除銹。管道及其附件、支架刷底漆前應(yīng)先除去表面灰塵、污垢、銹斑及焊渣等物。地溝內(nèi)敷設(shè)的不保溫供熱管道及其附件、支架刷一道防銹底漆，兩道耐熱色漆。保溫管道刷兩道底漆后再做保溫層。10)管道除污:熱水管網(wǎng)主干線的低點(diǎn)，垂直升高的管段前、分段閥門(mén)前應(yīng)設(shè)置阻力小的永久性除污裝置。11)管道試壓:室外熱力管道安裝完畢，管道保溫之前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密性水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)的壓力(表壓)，不得小于1.5倍的設(shè)計(jì)工作壓力。

水壓試驗(yàn)的用水溫度應(yīng)不低于 5℃，也不大于 70℃。試驗(yàn)環(huán)境溫度不得低于 5℃。否則，應(yīng)采取防止管道凍結(jié)和冷脆破裂的措施。供熱管網(wǎng)嚴(yán)密性水壓試驗(yàn)以 5m in內(nèi)的壓降不大于0.02MPa為試壓合格。

以上是筆者在幾年工作中關(guān)于小型熱電廠和選煤廠的廠區(qū)室外熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)感想。由于筆者經(jīng)驗(yàn)、學(xué)識(shí)所限，不足甚至錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)各位專(zhuān)家、學(xué)者、老師批評(píng)斧正。

[1] 城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 李善化，康 惠.火力發(fā)電廠及變電所供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2001:290-302.

[4] 湯惠芬，范季賢.城市供熱手冊(cè)[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社，1991:185-192.