基于室外热力管线设计的思考

杨磊（中国城市建设研究院有限公司，北京 100029）

基于室外热力管线设计的思考

杨磊
（中国城市建设研究院有限公司，北京 100029）

结合具体工程实例，探讨分析室外热力管线设计的具体工作，并提出有效设计方案。其中主要包括热媒选择、用户与外网连接方式、采暖热负荷计算、水泵流量和扬程确定、外网方案设计、管道补偿设计、管道保温及固定支架设计等内容，同时提出具体设计对策。实际应用表明，该设计方案有效指导管线施工实际工作，促进热力管线工程质量提高，可为类似工程提供启示。

室外热力管线 设计 水泵流量 水泵流程

在室外热力管线工程建设中，设计是非常重要的环节。通过采取有效设计对策，科学合理安排管线规划，不仅能促进设计水平提高，还能有效指导室外管线工程建设，促进工程质量提升。因此，设计工作受到设计单位的普遍重视和关注。但在实际工作中，一些设计单位技术水平较低，工作人员素质不高，制约设计水平提升，对室外热力管线工程建设也产生不利影响。今后应转变这种情况，综合采取有效对策，提高设计水平，为室外热力管线施工和供热提供指导。下面将结合具体工程实例，对该问题进行探讨分析，并提出具体的设计对策，希望能够为实际工作提供参考。

1　工程概述

某小区占地面积约23万m2，东西长约366m，南北长约560m，一共有90栋商铺，建筑高度在10-20m之间，其中A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2采用风冷模块机组作为冷热源，夏季提供7/12℃冷冻水，冬季提供60/50℃热水，其余82栋商铺采用市政管网供热方式，换热站设置楼栋中心位置，从而更好换热，满足各楼栋供热需要，促进供热效果提高。在该工程设计中，为促进室外热力管线设计水平提升，更好满足供热具体工作需要，设计单位十分注重提高设计水平，以取得更好的效果。

2　室外热力管线设计的对策

为提高设计水平，促进室外热力管线工程质量提高，在该工程设计过程中，综合采取以下措施。

2.1热媒选择

集中供热的热媒采用热水或蒸汽，二者对比来看，热水的优势更为明显，主要体现在以下几个方面：热水供热系统的热能利用效率高，不会出现冷凝水和蒸汽泄漏现象，也无二次蒸汽的热损失情况发生，大大提高热能利用率，通常可节约燃料20%—40%；供暖系统采用热水作为热媒，能改变供水温度来调节供热情况，可以减少热损失，避免对周围带来污染；热水供热系统的蓄热能力高，系统存储水量较多，水的比热大，易受外界因素影响小，即使水力工况出现失调现象，不会引起供暖的较大波动，有利于确保供热稳定进行；热水供热系统输送距离远，供热半径大，能更好满足用户采暖需要。根据上述特点和优势，结合本工程实际情况，该供热工程供回水温为95/70℃的热水。

2.2采暖热用户与外网连接方式

在连接过程中，采用的是间接连接方式，热力站设置表面式水-水换热器，用户系统与热水网路被换热器隔离，形成两个独立系统，使得用户与网路间的水力工况之间不会相互影响，热水网路回水管内任何一点压力，要比大气压力高50kPa，避免吸入空气。

2.3采暖热负荷计算

采暖热负荷=采暖设计热负荷×采暖热指标×采暖建筑物的建筑面积，对该工程计算可以得知，总的热负荷为11.5MW，90栋总和为10.35MW，初步制定方案总的热负荷为11MW，每台按总热负荷75%计算，采用2台8.5MW的换热机组，对其进行并联，从而满足采暖热负荷的实际需要。

2.4水泵流量和扬程确定

经过计算得知，每台换热机组水泵流量选择333m3/h，局部阻力损失为3.6m，水泵扬程为46.2m，加上富余量，水泵扬程=46.2× 1.2=55m，然后确定补水定压系统，采用整体补水定压机组，设置安全阀，补水泵启动压力430kPa，停泵压力648kPa。

2.5外网方案设计

室外供热管道布置分为架空、地下、直埋敷设三种不同方式，架空敷设造价低、维修方便、管道寿命长。地下敷设维修方便，对周围景观影响较小，直埋敷设能节约材料和空间。考虑不同方案的优点和缺点，结合该供热工程实际情况，采用直埋敷设方式。热交换站引至楼栋的二次热媒只有供水和回水两条管线，采用直埋敷设方式能节约投资，减少占地，避免影响小区的景观，有利于管线施工，同时还能够节约成本，降低工程造价。管网布置采用枝状管网，干管与分支处都设置阀门，这样有利于对管网进行控制，方便对供热情况进行调节，更好满足供热需要，提高供热效果。

2.6管道补偿设计

一般来说，外网供热管线比较长，安装施工完成之后，管道内供热介质和周围环境温度发生变化时，管道会出现热胀冷缩现象，在管壁内产生巨大压力，当超过管材的强度极限时，会导致管道出现破坏情况。为避免这种情况发生，管道施工时安装补偿器，并根据管道热伸长量选择合适的补偿器。通常来说，管道热伸长量大小与管道固定点间的直线段长度、管材、热媒温度、环境温度相关，设计时还要考虑管道热伸长量与管线埋深及管径大小等，这些因素不一样，所采用的补偿器型号也不完全一样。正确选择补偿器，有利于保证外网管线的使用安全，选用时，应该综合考虑敷设条件，尽量选用维修量小，工作可靠，性能优良，价格较低的补偿器。为降低成本，提高供热管网可靠性，尽量利用管道上的自然弯曲段吸收管道热伸长变形，确保管道处于良好性能和工作状态。该室外热力管线设计中，在管道自然补偿不能满足管道热伸长变形的地方，采用波纹型补偿器，这样不仅能节约投资，还可以缩短施工周期，促进工程建设效益提高。

2.7管道保温及固定支架设计

直埋敷设热水管采用预制管进行施工，设计中也采用该方案，钢管、保温层、外护管紧密结合为一体，并确保各类管线满足规范要求，保护材料技术性能要求如下：平均工作温度下的导热系数不大于0.12W/（m.℃），密度不大于350kg/m3，抗压强度不小于300kPa，

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保温层外具有性能良好的保护层，并且其机械强度、防水性能满足施工和运行需要，预制保温结构满足运输要求。供热管道设固定支架，在满足技术标准和要求的前提下，尽量减少固定支架和补偿器的设置。补偿器设置在固定支架的两端，采用对称布置方式，从而减小支架两端推力，促进管道和支架更好运行和发挥作用。

3　室外热力管线设计的效果

上述室外热力管线设计中，通过采取有效措施，不仅顺利完成设计任务，还取得良好效果。通过对不同方案的技术性、经济性的对比分析，选用最优设计方案，从而有效指导室外热力管线施工，促进工程质量提高，对管线施工产生积极作用。受到设计单位和施工单位的好评，也有效保障供热效果，得到附近居民的赞扬和高度评价，可为类似工程提供指导与参考。

4　结语

开展室外热力管线设计中，应该结合具体需要，采取有效对策，促进热力管线更好运行和工作。这样不仅能指导管线施工顺利进行，还能确保管线工程施工质量提高，更好满足居民供热需要，为人们日常生活创造良好条件。上述室外热力管线设计取得良好效果，类似工作可从中得到启示与借鉴。

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