热力管网设计与施工技术探究

热力管网设计与施工技术探究

李兴然

天津生态城能源投资建设有限公司 天津 300467

概述：本文将围绕“热力管网设计与施工技术探究”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热力管网设计及施工中的应用，并结合自身设计施工实践经验，总结了在热力管网设计施工中的一些需要注意的常见问题。

关键词：热力管网；设计与施工；技术探究

前言

城市小区热力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。做好城市小区热力管网的设计与铺设工作是确保热力管网系统正常、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，当前的城市小区热力管网在设计与施工中还存在许多亟待改进的地方。

1热力管网设计技术分析

1.1地沟管网铺设设计

当城市供暖需求量较大，管网的铺设量较多，且热力管网需要进行高负荷供暖，且负载暖气的管道半径较大时，应该采取通行地沟管网铺设的施工方式。对应的当城市供暖的需求量较小，且管道负载供热量较低并且安全稳定，不易发生意外情况的情况下，管道的铺设量也会相应的降低，而这种施工条件下，可以采用不通行地沟管网铺设方式。通行地沟管网进行铺设工作时，要求每200M的间隔距离，要留出一个出入口，当热力管道的构筑材料是混凝土时，200M一出入口要更换为200M一安装孔。通常情况下，通行地沟的沟的最小净断面的规格为1.2m×1.8m，净宽为0.7m。同时，为了使后续维修工作更加安全、方便，在通行管网内部要设置照明系统，核定电压为36伏特，并保证通行地沟内部环境温度保持在45摄氏度左右，保证地沟内部充分通风，当通风条件不足时可以通过设置排风扇进行气流引动。而不通行地沟管网的铺设工作首先要保持地沟设计宽度保持在1.5M以下，如果条件要求地沟宽度超过1.5M时，要将地沟改为双槽地沟，具体铺设方式采用单排水平铺设方式。还有一个重点，地沟在进行埋藏的工序时，要勘探检测附近的地下水水位情况，地沟的买菜深度必须超过低下水水位，但是也要保证其中部分处于地下水中，每间隔200M要预留检查井和集水坑^[1]。

1.2直埋管网铺设设计

现在应用的直埋管网铺设技术分为两种类型的设计，补偿式和无补偿式。首先是补偿式管网铺设设计，一般通过设计补偿器和固定墩来对温度应力、管道与土壤、混凝土材质之间的摩擦应力。补偿式直埋管道的建筑过程采用了弹性分析理论通过对其内部的总应力，再将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。通过这种方式进行的热力管网铺设工作，对土地面积有较大的要求，并且在具体铺设方式和建设技术复杂程度上来看，还有很大的优化空间，并且其对水侵蚀的防护力也还需要提高。而相对而言的无补偿式直埋管网铺设方式对补偿式直埋管网铺设设计很多弊端都进行了补足，减少了对地下空间的占用更小，去掉了对补偿器的需求，对安装程序进行了优化，其具体稳定性和安全性进行了提升和优化。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，可以设置少量的补偿器或固定墩^[2]。

2热力管网设计中需要注意的问题

2.1准确调查供热负荷

供热的负荷对与整个城市的供暖系统管网的设计是重要的参考数据，同时，对热力管网的负荷进行核算也是一项重要且对精确度要求特别高的工作，如果要得到最准确的负荷数据需要对其进行重复检测。高精度的热力负荷对于整个热力管网系统结构从铺设到正式运作都具有十分重要的意义^[3]。

2.2准确绘制水压图

在管线的设计工作中，需要通过检测勘察得到的水压图数据对管线的运转情况进行预估，并在水压容易出现特殊情况的位置进行针对性设计，保证管网的运行安全性。同时，水压图在正式开始运行后，管线的具体运行情况能够通过水压图进行大致的反映^[4]。

2.3合理选择恰当的铺设设备

由于具体铺设方式有所不同，铺设设备也应该进行针对性选择，例如地沟铺设技术，要使用能够适用于地沟地形下的铺设设备，使铺设工程开展的更为合理^[5]。

3热力管网施工技术分析

3.1施工前的准备阶段

施工前需要对开工现场的土质、地下水位等地质情况进行勘测，同时根据具体要求设计具体的施工方式，同时，在进行设计时对各个环节的资金需求进行预估，同时对相关建筑需要的材料等内容进行分配和计划。

3.2地沟式管网铺设技术

通常地沟式管网进行铺设时选择型钢进行支撑结构的建设，而在支撑结构的安装过程中要从底层开始进行建设，同时为了保证支撑结构的坚固和稳定程度，要做好每个节点的焊接工作，并且工作人员要对管线的铺设进行检测，并提前准备好应急处理的措施。

3.3直埋管网铺设技术

直埋管网铺设技术有着较为严格的要求，首先即是对管道元裁量的要求，安装前要对管网是否达到国家标准，并仔细检查管道是否存在老化、损坏迹象。其次，在进行管道加工之前要对焊接点位进行清理，避免破坏安装效果。另外，由于热力管道的使用周期一般都比较长，所以在管网的外层要准备防老化、防破损措施，同时定期对管道情况进行检查。前文也提及过，在进行管网安装时，要以200M为间距预留工作坑，以进行安装工作以及后期维修。最后，安装完毕的工程要进行具体的压力测试，方式有意外情况或存在漏洞未被发现。

3.4管道防锈蚀技术

由于热力管道出于自然环境中，同时内部会流通高温，会对管道造成很大的压力，管道材料容易出现锈蚀等情况，为了避免管道表面出现损坏，需要在管网表面涂防锈涂料，并在选择涂料时要选择其中耐热性较强的涂料。

结语

热力管网系统是关系到对应季节居民正常生活的基础设施，并且管网的建设如果出现问题，会造成严重的损失，并影响大范围居民的日常生活，紧急情况的处理也是一件复杂且困难的工作，因此，在进行建设时采取合适的方式并保证工程质量是至关重要的。

参考文献

[1]Feng Liang,Jianmin Gao,Liang Xu. Thermal performance investigation of the miniature revolving heat pipes using artificial neural networks and genetic algorithms[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer,2020,151.

[2]Liang Feng,Gao Jianmin,Xu Liang. Thermal performance investigation of the miniature revolving heat pipes using artificial neural networks and genetic algorithms[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer,2020,151(C).

[3]林星.热力管网设计及施工技术分析[J].科技视界,2019(19):189-190.

[4]叶青,孙艳晨,汪江华,卢琬玫,赵强.BIM技术在室外综合管网设计施工中的应用——以蔷薇溪谷小区为例[J].生态城市与绿色建筑,2017(Z1):86-89.

[5]魏雅新,陈衍.试析热力管网设计与施工技术[J].城市建筑,2013(24):177.