供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)分析

林星

【摘 要】本文將圍繞“供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)分析”這一話(huà)題，詳細(xì)介紹了地溝管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)和直埋管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)在城市小區(qū)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工中的應(yīng)用，并結(jié)合自身設(shè)計(jì)施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了在供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)施工中的一些需要注意的常見(jiàn)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】供熱管網(wǎng);設(shè)計(jì);施工

中圖分類(lèi)號(hào)： TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）19-0189-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.092

城市小區(qū)供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與敷設(shè)既保證了對(duì)居民的冬季供熱需求，也有助于提高城市居民的生活質(zhì)量，居住幸福感和滿(mǎn)意程度。做好城市小區(qū)供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與敷設(shè)工作是確保供熱管網(wǎng)系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行的首要前提。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，受到設(shè)計(jì)及施工技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)水平的限制，當(dāng)前的城市小區(qū)供熱管網(wǎng)在設(shè)計(jì)與施工中還存在許多亟待改進(jìn)的地方。

1 供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)分析

1.1 地溝管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)計(jì)

一般而言，供熱負(fù)荷量大、供熱管道數(shù)量較多，供熱管道管徑較大的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)適合選用通行地溝管網(wǎng)敷設(shè)方式。而供熱負(fù)荷量和維修量較小，供熱管道數(shù)量較少，集中供熱規(guī)模較小的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)適合采用不通行地溝管網(wǎng)敷設(shè)方式。在設(shè)計(jì)通行地溝管網(wǎng)敷設(shè)系統(tǒng)時(shí)，需要注意在每隔200米的管線距離上要設(shè)置出入口，如果是混凝土材質(zhì)的管道，每隔200米則需要設(shè)置一個(gè)安裝孔。一般來(lái)說(shuō)，通行地溝的最小凈斷面的規(guī)格為1.2m×1.8m，凈寬為0.7m。此外，在通行地溝內(nèi)部需要設(shè)置永久照明裝置，電壓為36v以?xún)?nèi)，通行地溝內(nèi)環(huán)境溫度為45℃，自然通風(fēng)。如果是不通行地溝管網(wǎng)敷設(shè)方式，其設(shè)計(jì)寬度為1.5m以?xún)?nèi)，超過(guò)1.5m需要使用雙槽地溝，地溝內(nèi)部管道鋪設(shè)方式為單排水平鋪設(shè)方式。此外，地溝的埋藏深度要保證在地下水位以上，也不能過(guò)淺，每隔200m還要設(shè)置檢查井和集水坑。

1.2 直埋管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)計(jì)

供熱管網(wǎng)直埋管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)計(jì)有補(bǔ)償式直埋管網(wǎng)設(shè)計(jì)和無(wú)補(bǔ)償直埋管網(wǎng)設(shè)計(jì)兩大類(lèi)。補(bǔ)償式直埋管網(wǎng)設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)補(bǔ)償器和固定墩，以此來(lái)降低或補(bǔ)償溫度應(yīng)力、管道與土壤、混凝土材質(zhì)之間的摩擦應(yīng)力。補(bǔ)償式直埋管網(wǎng)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用彈性分析理論對(duì)鋪設(shè)管道進(jìn)行總應(yīng)力分析，具體而言，是將不同載荷對(duì)管道產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行矢量合成，從而計(jì)算出不同載荷對(duì)管道產(chǎn)生的總應(yīng)力。采用有補(bǔ)償直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式鋪設(shè)管道，通常會(huì)占用較大的地下空間，而且供熱管網(wǎng)的鋪設(shè)方式與布局較為復(fù)雜，管網(wǎng)系統(tǒng)的防水性能也有待進(jìn)一步提升。無(wú)補(bǔ)償式直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式較之于補(bǔ)償式直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式，無(wú)需安裝補(bǔ)償器，占用的地下空間更小、管線布局也更為簡(jiǎn)易、連續(xù)性和防水性能也更好。在管線總應(yīng)力校核上，一般采取應(yīng)力分類(lèi)法進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)。對(duì)于不同的載荷，應(yīng)力大小及形態(tài)千差萬(wàn)別，對(duì)管道產(chǎn)生的應(yīng)力作用也不盡相同，在應(yīng)力校核設(shè)計(jì)中需要按照不同的應(yīng)力種類(lèi)分別設(shè)置不同的限定值。值得一提的是，如果管道的熱伸長(zhǎng)受阻產(chǎn)生的溫度應(yīng)力能夠滿(mǎn)足安定性分析強(qiáng)度條件，在直埋管網(wǎng)敷設(shè)系統(tǒng)中可以不設(shè)置補(bǔ)償器，但為了確保管線運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，可以設(shè)置少量的補(bǔ)償器或固定墩。

2 供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

2.1 準(zhǔn)確調(diào)查供熱負(fù)荷

供熱負(fù)荷是進(jìn)行城市小區(qū)供熱管線設(shè)計(jì)必須參照的指標(biāo)，同樣地，供熱管網(wǎng)熱負(fù)荷的精準(zhǔn)核算也是一項(xiàng)細(xì)致工作，需要反復(fù)核算校準(zhǔn)。準(zhǔn)確調(diào)查核算供熱負(fù)荷對(duì)于降低工程造價(jià)，減少工程項(xiàng)目投資成本，合理優(yōu)化配置資源意義重大。一般而言，供熱管線熱負(fù)荷可以分為季節(jié)性熱負(fù)荷和固定常年熱負(fù)荷兩大類(lèi)別。以哈爾濱市為例，哈市就適用于季節(jié)性熱負(fù)荷，在進(jìn)行熱負(fù)荷調(diào)查時(shí)，要參照哈爾濱近5到10年之間平均最冷溫度，且要求室內(nèi)溫度大于18℃。

2.2 合理選取供暖參數(shù)

城市小區(qū)供熱管線供暖參數(shù)主要有供回水溫度差、經(jīng)濟(jì)比摩阻等。合理選取供暖參數(shù)是降低供熱管網(wǎng)單位運(yùn)行能耗，確保供熱管網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必然要求。一般來(lái)說(shuō)，主干供熱管線的經(jīng)濟(jì)比摩阻的選取以30-80Pa為宜，最大不能超過(guò)300Pa。在供回水溫度差值的選擇上，溫差大則冷卻水循環(huán)量變小，溫差小則水量增大。

2.3 準(zhǔn)確繪制水壓圖

水壓圖是供熱管線設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)主要內(nèi)容，不可或缺。供熱管網(wǎng)水壓圖詳細(xì)記錄了管網(wǎng)中各點(diǎn)壓力大小及其變化規(guī)律。水壓圖還能夠準(zhǔn)確反映供熱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，檢驗(yàn)水力平差運(yùn)算結(jié)果是否準(zhǔn)確合理。

2.4 合理選擇恰當(dāng)?shù)姆笤O(shè)設(shè)備

供熱管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)備的選取取決于供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中選取的敷設(shè)方法。如果選用地溝管網(wǎng)敷設(shè)方式，則選擇相應(yīng)的地溝管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)備。如果選用直埋管網(wǎng)敷設(shè)方式，則需要選擇相應(yīng)的直埋管網(wǎng)敷設(shè)設(shè)備。

3 供熱管網(wǎng)施工技術(shù)分析

3.1 施工前的準(zhǔn)備階段

施工前需要對(duì)供熱管網(wǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)預(yù)案及預(yù)算進(jìn)行校核，確保其在理論上的可行性。具體而言，需要做到以下幾個(gè)方面。第一，要做好施工組織設(shè)計(jì)工作。涉及到對(duì)施工工藝、施工技術(shù)、施工原料、工期劃分、進(jìn)度安排所有施工環(huán)節(jié)。第二，要做好供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的質(zhì)量驗(yàn)收工作。對(duì)于設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的管道、部件、閥門(mén)、建材等要完全按照貨單要求、逐一核實(shí)，并邀請(qǐng)相關(guān)的施工技術(shù)人員校對(duì)施工部件的尺寸、規(guī)格等信息，確保所用建材能夠完全滿(mǎn)足項(xiàng)目施工要求。第三，要做好對(duì)整個(gè)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工的預(yù)算工作，避免資金濫用，合理優(yōu)化建材資源配置。

3.2 地溝式管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)

以通行式地溝管道敷設(shè)方式我為例，要選擇型鋼作為管線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支架，根據(jù)供熱管線安裝的設(shè)計(jì)需要，合理確定支架的安裝坡度。在安裝型鋼支架過(guò)程中，要做到平直牢固，對(duì)于多層管道工況，要先從最下面一層開(kāi)始安裝，逐層進(jìn)展。在地溝管網(wǎng)焊接工作上，要注意精確定位焊接位置，以此來(lái)保證焊接質(zhì)量及焊接面的齊整度。在管線安裝過(guò)程中，倘若出現(xiàn)管線伸縮等情況，需要相關(guān)施工技術(shù)人員做好預(yù)拉伸工作，以確保管線之間的有效銜接。

3.3 直埋管網(wǎng)敷設(shè)技術(shù)

在直埋管網(wǎng)施工過(guò)程中，需要注意以下四點(diǎn)。第一，要嚴(yán)格審核建材及管材質(zhì)量，確保其質(zhì)量完全達(dá)標(biāo)，絕對(duì)禁止出現(xiàn)管道破損、銹蝕等情況。此外，供熱管線在正式鋪設(shè)之前，還必須對(duì)管材進(jìn)行加工清理，特別是在管道焊接兩端的V形破口內(nèi)部常會(huì)有雜質(zhì)，要提前清理，確保焊接面整潔干凈。第二，對(duì)鋪設(shè)好的供熱管道系統(tǒng)要采取相應(yīng)的保護(hù)性措施，用來(lái)保護(hù)管道免遭損壞，延長(zhǎng)管道的使用壽命，減少管道的維修次數(shù)。目前，應(yīng)用較為成熟的供熱管道外加保護(hù)措施有外加鋼筋混凝土管，在供熱管道一定管線距離內(nèi)設(shè)置檢查井和排水排氣裝置，用以敷設(shè)好的供熱管線系統(tǒng)的檢修與維護(hù)。第三，在進(jìn)行溝內(nèi)吊裝下管工作時(shí)，要提前在溝內(nèi)管道間的接口處挖設(shè)工作坑，工作坑的深度要控制在管道低段200mm以下的位置。在焊接管道之間的接口時(shí)，通常是采用分層焊接技術(shù)。由下往上，一層焊接結(jié)束后要及時(shí)清理，然后再進(jìn)行下一層焊接。此外，供熱管道焊接結(jié)束以后，還要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，防止出現(xiàn)裂縫、漏氣等事故。

3.4 管道防腐技術(shù)

供熱管道在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中勢(shì)必會(huì)在其表面產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象，其中最為常見(jiàn)的便是電化學(xué)銹蝕，因此，要提前做好供熱管線的防腐蝕工作。一般而言，供熱管線及其周?chē)郊姆栏g處理大都是在其表面刷涂一層防銹耐熱漆。在表面溫度小于60℃，或者不做保溫處理的條件下，可以在管道表面涂?jī)蛇厼r青漆。在使用直埋敷設(shè)方式鋪設(shè)供熱管線時(shí)，型鋼支架表面要先刷一遍紅丹防銹漆，再刷一遍設(shè)和漆，才能有效防止其表面銹蝕。值得注意的是，在對(duì)供熱管道及其周?chē)綄僭O(shè)備進(jìn)行刷漆處理之前，需要預(yù)先清除金屬表面的雜質(zhì)、灰塵、銹跡、焊渣等，還要注意刷涂的漆層的厚度。

4 供熱管網(wǎng)施工過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

施工是設(shè)計(jì)的具體體現(xiàn)，供熱管網(wǎng)施工質(zhì)量的好壞直接影響到供熱管網(wǎng)的供熱效能和使用壽命，這就要求全體施工技術(shù)人員和施工管理人員，務(wù)必要嚴(yán)格遵守相關(guān)的國(guó)際施工規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，供熱管線施工過(guò)程需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

4.1 采用“合同管”

合同管模式，也稱(chēng)為“EPC”模式，涵蓋了供熱管網(wǎng)施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)、供貨、施工、交鑰匙等多個(gè)環(huán)節(jié)。該模式下，勞資雙方責(zé)任明確、利益及責(zé)任劃分清晰，執(zhí)行效率高。

4.2 做好質(zhì)量監(jiān)督工作

首先，供熱管網(wǎng)施工單位要完善相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)督制度，規(guī)范施工操作和施工管理，要完善并落實(shí)相應(yīng)的責(zé)任制度。其次，上次領(lǐng)導(dǎo)層要善于發(fā)揮自身的引領(lǐng)示范作用，做好現(xiàn)場(chǎng)管理工作，并鼓勵(lì)全體施工人員參與到工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作中來(lái)。

供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的建立是現(xiàn)階段城市居民住宅建設(shè)規(guī)劃中必不可少的一項(xiàng)，這直接關(guān)乎到用戶(hù)的居住滿(mǎn)意度和幸福感，也影響到開(kāi)發(fā)商和施工單位在用戶(hù)心中的形象地位，相關(guān)企業(yè)要高度重視、不容小覷。

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