强化北方城市集中供热设计的思考分析

董广武+王强

摘 要 现如今，我国的经济在快速地发展，居民的生活质量有了显著地提高，对于城市集中供热而言，由于其自身的环境影响较低、供热范围广、易被控制以及能源利用率高等优势而得到了很好的发展。在普及城市集中供热时，对于室内采暖系统而言，其也采取了热计量，但是，随之而来也出现了一些问题，故而，在设计城市集中供热时，要求也就更高。在设计供热管网时，不可避免的会出现技术问题，文章针对几个技术问题展开了研究。

关键词 北方城市；集中供热；设计

中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0151-02

对于城市供热系统而言，其有着很多的特点，具体有分支多、热用户的分布区域广等。在设计城市的热力管网时，要充分的对系统的安全性以及经济性进行考虑。在开展规划设计时，若想要使要几条输配主干线有很好的布置，则要按照热源位置、热用户分布以及城市规模来实施，在此过程中，若想要使不同的主干线得到逐步的完善，则要以供热能力以及热用户情况为基础，这样在发展不确定热用户时才可以与之相适应。一条干管若供热能力不够，则在对相邻干管进行敷设时，需要对其的供热能力进行加大，这样供热管网的输配能力才可以达到最优化，和环状管网相比，无需利用较大管道的埋入去等负荷的对热用户进行确定。

1 对水力平衡元件进行推广使用，进而对水输送系数进行提高

在供热系统中，若想要把热媒介质给各用户进行输送，则利用的就是闭式管路系统。若一个供热管网的设计是合理的，而且可以根据设计工况进行运行，则各用户应当都可以对相应的设计流量进行获得，这样才可以和其负荷要求相符合。但是，在实际的运行过程中，因为水力平衡元件的缺乏，其作用是对环路剩余压头进行消除，故而，大多数管网系统中的近段环路在对剩余压头实施消除时，可以利用的只有管线的管径所发生的变化，但是，对于目前管网上的控制阀门而言，其既没有调节功能，也无法对流量进行显示的，这样就无法根据设计要求对末端用户和部分环路的流量进行输配。若供热系统存在冷热不均的现象以及出现热力失调的状况，则主要的原因就是系统出现水力失调的现象，也就是没有均匀的对流量进行分配。一旦热力工况失调，运行方式就会变为“小温差，大流量”。但是，事实上，从根本上来说，大流量运行方式是无法对系统中水力的失调进行消除的，只会增加能耗。也就是说，大水泵是大流量的条件，这样就会对电耗有所增加，同时还会导致大热源的出现，进而热源的运行就会出现低负荷的现象，热源热效率也会有所降低。对于管网而言，其只能小温差运行，但是，这样输送能耗就会有所增加，散热器的散热功效也会受到影响。

另外，系统的可调性也会由于大流量而有所降低，即若系统有过大的流量，对于近端多余的流量则无法进行调节，所以也就无法在末端出现，这时若回水温度过高，则就是假象，一旦发生这样的情况，对于整个供热系统而言，其热耗就会增加，输水系统的热效率也会出现下降的状况。因此，在设计时，要计算采暖系统的水力平衡，这样各环路的水量才会满足设计要求。在建筑物入口和室外各环路处的采暖供水管路上，要对平衡阀或者其他的水力平衡元件进行安装，同时还要对水力平衡进行调试。为了很好的对管网进行初调节，需要在各热力入口处和一、二次管网各分支处对平衡调节阀进行装置，需要其调节性能较好，这样各环路水量才能对设计要求进行满足。眼下，市场上主要有两种水力平衡元件，即自动调节阀和手动调节阀，要具体的根据系统的运行方式进行选用。

2 热力管网中波纹管补偿的应用

对于敷设热力管网而言，补偿器是有着非常重要的作用的，其可以对管道的安全运行进行保证。由于波纹管补偿具有不易渗漏、流动阻力小、占地面积小、节省钢材、重量轻以及体积小等优势，故而，其已经逐渐占据至关重要的位置，同时也很有发展前景。眼下，在制造波纹管时，在突破传统的材料以及工艺的基础上以高弹性金属管为材料，其被滚压一次后就能成型，同时采取多层金属结构，这样就可以对其承压能力和补偿能力进行提高，如果在对波纹管补偿进行制造时对新技术进行了应用，那么在热力管网中可以更加可靠安全的进行应用。

虽然波纹补偿器的优势有很多，但是也无法忽视其劣势。比如轴向型波纹补偿器，其具有设备投资高、管壁较薄无法对扭力进行承受以及对主固定支架形成压力推力等。大部分的设计人员在认识波纹补偿器时并不周到，所以在设计时，无论是选定补偿管系还是计算都存在不合理的现象。根据位移形式对波纹管补偿器进行分类，主要有角向、横向和轴向三种，每一种都存在着自身的优势和劣势，因此，在对波纹补偿器进行选用时，要以使用条件的不同为基础，这样就使波纹补偿器的正常工作有了保障，同时还要合理经济的进行选型。

3 热力管道的直埋敷设

对于供热管网的直埋敷设而言，由于其具有保温性能好、施工周期短、工程造价低以及占地面积小等优势，故而，在实际的工程中被广泛的应用。和管沟敷设或者架空相比，热水管道直埋可以使供热管道的保温结构直接的和周围土壤进行接触，从而管道在热胀冷缩时就会被土壤摩擦力限制，此时，管道的状态为锚固，同时在热胀冷缩时会对位移势能进行形成，管道壁对其进行了储存，导致管道受力的复杂化。在对管道进行直埋敷设时，主要有三种手段，具体为有补偿的直埋敷设、无补偿的直埋敷设以及一次性补偿的直埋敷设。目前，在所有的敷设方式中，应用最多的就是有补偿直埋，由于其可以比较方便的进行施工。在实际施工时，安放补偿器时要尽量的对合理性进行保持，这样，对于管道补偿器而言，其各分段长度才可以和最大的安装长度相接近。对于无补偿直埋敷设来说，其作为“冷紧”式直埋中的一类，具体的工艺过程为：在完成焊接管道的工作后，预热管道使其出现变形，这样一部分的热应力就可以被释放出来，接着对管沟进行回填夯实，对管道进行嵌固时运用土壤摩擦力。而且，其工程造价是最低的，因为不需要对补偿器及固定支墩进行装设。但是，施工却是比较复杂的，而且在预热管线时，管线中只有热态应力水平会发生改变，并不能使其的全补偿值发生改变。一次补偿直埋敷设也是“冷紧”式直埋中的一类，具体的工艺过程为：在完成焊接管道后回填沟槽，接着预热管道从使管道热伸长，这样一次性补偿器才可以进行吸收，同时快速的把一次性补偿器外壳及管道焊死，避免再次进行伸缩，完成预热后，温降会导致管道形成热应力，并以拉应力表现出来，在管道再次受热时，就能对所形成的热应力进行抑制。

供热管网的直埋敷设要注意：尽量使直埋管道保持直线敷设，并使管道的自然弯曲在5°内；对于主干线引出来的分支干线，要设置“Z”形弯管和“L”形弯管；对于水平弯管处而言，其应力是比较集中的，故而就有较大的受力，应对弯头的曲率半径进行加大、对弯头壁厚进行增加；对于土壤下沉性大于等于二级的地区，要对直埋敷设采取一定的办法。

4 结束语

对于热力管线工程来说，其能否正常运行是直接和居民的生活质量有关系的，在设计时，要坚持安全适用、经济合理以及技术先进的原则。设计管网、制造和安装管道以及启动运行管网，这些对于一项系统工程而言，每个环节都对工程的成败有直接的影响。

参考文献

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[2]刘治华.集中供热设计的问题探讨[J].中国科技财富，2009（04）：122-123.

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