城市供熱管網(wǎng)布置與敷設

城市供熱管網(wǎng)布置與敷設第一頁，共32頁。3.1城市管網(wǎng)的布置3.1.1城市供熱管道的布置原則管網(wǎng)布置依據(jù)資料：1）廠區(qū)或建筑區(qū)域的總平面布置圖；2）廠區(qū)或建筑區(qū)域的水文地質及氣象資料；3）各建筑物及構筑物的生產(chǎn)、采暖空調以及生活等熱負荷資料；4）廠區(qū)或建筑區(qū)域的近期及遠期的發(fā)展規(guī)劃；5）廠區(qū)或建筑區(qū)域的地下電纜、給排水管道及煤氣管道、工業(yè)管道等布置概況。

2第二頁，共32頁。3.1.1城市供熱管道的布置原則城市供熱管道總的布置原則是：技術上可靠、經(jīng)濟上合理和施工維修方便

具體要求：1）城市供熱管道的布置力求短直，主干線應通過熱用戶密集區(qū)，并靠近熱負荷大的用戶。2）管道的走向宜平行于廠區(qū)或建筑區(qū)域的干道或建筑物。3）管道布置不應穿超電石庫等由于汽、水泄漏將會引起事故的場所，也不宜穿越建筑擴建地和物料堆場。并盡量減少與公路、鐵路、溝谷和河流的交叉，以減少交叉時必需采取的特殊措施。當城市供熱管道穿越主要交通線、溝谷和河流時，可采用拱形管道。3第三頁，共32頁。3.1.1城市供熱管道的布置原則具體要求：4）管道布置時，應盡量采用管道自然彎角作為管道熱伸長的自然補償，采用方形伸縮器，宜布置在兩固定支架之間的中心點上，若不短邊不宜小予該段全長的三分之一。5）一般在城市供熱地溝分支處都應設置檢查孔或人孔，當直線管長度在100～150m的距離內，雖無地溝支管，亦應設置檢查孔或人孔。所以管道上必須設置的閥門，都應安裝在檢查井或人孔內。6）在從主干線上分出的支管上，一般情況下都應設置截斷閥門，以便在建筑物內部管道發(fā)生事故時，可進行截斷檢修，不至于影響其他管線供熱。4第四頁，共32頁。3.1.1城市供熱管道的布置原則具體要求：

7）在下列地方，蒸汽管道必須設置疏水器。①蒸汽管道最低點；②被閥門截斷的各蒸汽管道最低點；③垂直升高管段前的最低點；④直線管段每隔100～l50m的距離內設置一個疏水閥。8）熱水管道和凝結水管道應在最低點設置放水閥，在最高點設置放出空氣裝置。5第五頁，共32頁。3.1.2城市供熱管道的布置方式城市供熱管道按布置形式分為枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)

枝狀管網(wǎng)的優(yōu)點：系統(tǒng)簡單，造價較低．運行管理較方便。枝狀管網(wǎng)缺點：沒有供熱的后備性能

不允許中斷供汽?？梢圆捎脙筛鞲删€的方式，每根蒸汽管道的供汽能力為全廣總用汽量的50～75％環(huán)狀管網(wǎng)(主干線呈環(huán)形)的優(yōu)點：具有供熱的后備性能，缺點：環(huán)狀管網(wǎng)的投資和金屬消耗量都很大

6第六頁，共32頁。3.1.2城市供熱管道的布置方式輻射狀布置：其優(yōu)點是控制方便，并可分片供熱，但投資和金屬消耗量都將增大。對于占地面積較小且廠房密集的小型工廠，可以采用此種管道布置方式。地處山區(qū)的城市供熱管道，應注意地形的特點，因地制宜地布置管線，具體：①城市供熱管道應根據(jù)山區(qū)地區(qū)特點，采取沿山坡或道路低支架布置；②城市供熱管道直徑DN≤150mm，可沿建筑物外墻敷設；③爬山城市供熱管道宜采用階梯形布置；④城市供熱管道跨越?jīng)_溝或河流時，宜采用沿橋或沿棧橋布置或拱形管道，但應特別注意管道底標高度應高于最高洪水位。7第七頁，共32頁。3.1.2城市供熱管道的布置方式城市城市供熱管道的位置應符合下列規(guī)定：①城市道路上的城市供熱管道應平行于道路中心線，并宜敷設在車行道以外的地方，同一條管道應只沿街道的一側敷設；②穿過廠區(qū)的城市供熱管道應敷設在易于檢修和維護的位置；③通過非建筑區(qū)的城市供熱管道應沿公路和鐵道敷設；④城市供熱管道選線時，宜避開土質松軟地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險地帶以及高地下水位區(qū)等不利地段。城市供熱管道可以和其他管道敷設，但應布置合適的位置8第八頁，共32頁。3.1.3城市供熱管道間距、城市供熱管道與建筑物、構筑物間距建筑物、構筑物或管線名稱與城市供熱網(wǎng)管道最小水平凈距（m）與城市供熱網(wǎng)管道最小垂直凈距（m）建造物基礎：對于管溝敷設城市供熱網(wǎng)管道對于直埋閉式熱水城市供熱網(wǎng)管道DN≤250DN≥300

對于直埋開式熱水城市供熱網(wǎng)管道鐵路鋼軌電車鋼軌鐵路、公路路基邊坡地角或邊溝的邊緣通訊、照明或10KV以下電力線路的電桿橋墩（高架橋、棧橋）邊緣架空管道支架基礎邊緣高壓輸電線鐵塔基礎邊緣35～220KV通訊電纜管塊直埋通訊電纜（光纜）電力電纜和控制電纜35KV以下

110KV燃氣管道壓力＜0.005MPa對于管溝敷設城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.4MPa對于管溝敷設城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.8MPa對于管溝敷設城市供熱網(wǎng)管道壓力＞0.8MPa對于管溝敷設城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.4MPa對于直埋敷設熱水城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.8MPa對于管溝敷設熱水城市供熱網(wǎng)管道壓力＞0.8MPa對于管溝敷設熱水城市供熱網(wǎng)管道給水管道排水管道地鐵電氣鐵路接觸網(wǎng)電桿基礎喬木（中心）灌木（中心）車行道路面0.52.53.05.0鋼軌外測3.0鋼軌外測2.01.01.02.01.53.01.01.02.02.01.01.52.04.01.01.52.01.51.55.03.01.51.5—————軌底1.2軌底1.0—————0.150.150.51.00.150.150.150.150.150.150.150.150.150.18———0.79第九頁，共32頁。3.1.3城市供熱管道間距、城市供熱管道與建筑物、構筑物間距地上敷設城市供熱網(wǎng)管道鐵路鋼軌電車鋼軌公路邊緣公路路面架空輸電線1KV以下鋼軌外測3.0鋼軌外測2.01.5—導線最大風偏時1.5軌頂一般5.5電氣鐵路6.55——4.5城市供熱管網(wǎng)在下面交叉通過導線最大垂度時1～10KV35～110KV220KV330KV500KV樹冠導線最大風偏時2.0導線最大風偏時4.0導線最大風偏時5.0導線最大風偏時6.0導線最大風偏時6.50.5（到樹中≮2.0）1.0同上2.0同上4.0同上5.0同上6.0同上6.5—10第十頁，共32頁。3.2.2架空敷設在下列情況下，應首先考慮采用架空敷設方式。1)廠區(qū)地形復雜（如遇到河流、丘陵、峽谷等）或鐵路密集；2）廠區(qū)地下水位距離地面小于1.5m；3）廠區(qū)地質為濕陷性黃土層或腐蝕性大的土壤，以及永久性的凍土層；4）廠區(qū)地下管道縱橫交錯，密集復雜，難于再敷設城市供熱管道；5）廠區(qū)存在其他的架空管道，可以考慮與城市供熱管道共架敷設，采用架空敷設即經(jīng)濟又節(jié)省空間。11第十一頁，共32頁。3.2.2架空敷設3.2.2.1低支架敷設3.2.2.2中支架敷設12第十二頁，共32頁。3.2.2架空敷設3.2.2.3高支架敷設13第十三頁，共32頁。3.2.2架空敷設（a）梁式（b）桁架式（c）懸索式（d）桅纜式14第十四頁，共32頁。3.2.2架空敷設支架：中間活動支架，固定支架活動支架：a剛性支架，b鉸接支架，

c柔性支架15第十五頁，共32頁。3.3城市供熱管道的地下敷設地下敷設分為有溝敷設和無溝敷設兩種。有溝敷設又可分為不通行地溝、半通行地溝和通行地溝三種。

3.3.1地溝敷設地溝具有保護管道不受外力和水的侵襲，保護管道的保溫結構不被破壞，并允許管道自由地熱脹冷縮。16第十六頁，共32頁。3.3.1地溝敷設3.3.1.1通行地溝敷設

1）當城市供熱管道通過不允許挖開的路面處時，如公路、鐵路等處；2）當城市供熱管道數(shù)量多或管徑較大，管道垂直排列高度大于或等于1.5m時17第十七頁，共32頁。3.3.1地溝敷設3.3.1.2半通行地溝1）當城市供熱管道通過的地面維修時不允許開挖，且采用架空敷設不合理時；2）當管子的數(shù)量較多，采用不通行地溝敷設由于管道單排水平面布置地溝寬度受到限制時。18第十八頁，共32頁。3.3.1地溝敷設3.3.1.3不通行地溝

不通行地溝是應用最為廣泛的一種敷設形式。它適用于下列情況：1）土壤干燥，地下水位較低時；2）管道根數(shù)不多，管徑較小且維修量不大時；3）在地下直接埋設城市供熱管道時，在管道轉彎及安裝補償器處宜采用不通行地溝。

19第十九頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.1國內外直埋敷設技術概況

20世紀80年代我國出現(xiàn)了兩種新型預制保溫管：一類是保溫結構為“氰聚塑”形式的保溫管；另一類是“管中管”形式的預制保溫管。

國際上直埋城市供熱管道輸送蒸汽的溫度由過去的150～250℃發(fā)展到近600℃，蒸汽壓力由飽和或過熱狀態(tài)提高到2.5MPa。我國直埋城市供熱管道的蒸汽溫度也達到了320℃以上，蒸汽壓力達到了2.5MPa。德國等歐洲國家于20世紀80年代開始將真空技術應用于蒸汽管道保溫工程中，我國2001年引入了鋼外護管真空復合預制直埋城市供熱管道。20第二十頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.2氰聚塑直埋保溫管氰聚塑直埋保溫管是由鋼管（25－800）、防腐層（氰凝）、保溫層（聚氨酯）和保護層（玻璃鋼）四部分組成氰凝是一種高效防腐防水材料，具有較強的附著力和滲透力，能與鋼管外表面緊密結合，甚至可以透過鋼材表面浮銹，把浮銹和鋼材牢固的結合成一個整體。氰凝在室溫下能夠吸收空氣中的水分而固化，固化后的氰凝具有很強的防水、防腐能力。由于氰凝又具有強極性，能和聚氨酯泡沫牢固結合，從而將鋼管和聚氨酯泡沫塑料牢固的結合成一個完整的保溫體。適用場所：通用型≤120℃，高溫型≤150℃。21第二十一頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.3“管中管”預制保溫管

“管中管”預制保溫管是由鋼管（50－500）、導線（報警線）、保溫層（聚氨酯、復合保溫、超細玻璃棉等）和保護層（高密度聚乙烯管、鋼管）等四部分組成。22第二十二頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.4設置空氣層的鋼套鋼預制保溫管

設置空氣層的鋼套鋼預制保溫管是由工作鋼管、保溫材料層、空氣層、鋼外護管和防腐層等組成。設置空氣層或將空氣層抽成真空形成真空層，其作用表現(xiàn)在：一是利用空氣較好的絕熱性能減少直埋城市供熱管道的熱損失；二是提高直埋城市供熱管道的防腐性能；三是監(jiān)視管道運行過程中泄漏情況。

23第二十三頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.5直埋城市供熱管道泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)表3-5直埋城市供熱管道最低監(jiān)測系統(tǒng)配置表設備型號BJX-8810BJX-8831BJX-8833BJX-GXT-8851或BJX-8861ABJX-DW-8811設備名稱監(jiān)測總站智能監(jiān)測分站非智能監(jiān)測分站管線探測儀/管線定位儀電源數(shù)量1若干若干1124第二十四頁，共32頁。3.3.2直埋敷設3.3.2.6直埋管道的敷設方式

直埋管道的敷設有兩種方式：無補償方式和有補償方式。1）無補償方式理論基礎為：安定性分析理論；彈性分析理論2）有補償方式可分為兩種：有固定點方式和無固定點方式。25第二十五頁，共32頁。安定性分析理論安定性分析理論是20世紀60年代由美國機械工程師協(xié)會提出新的強度設計規(guī)范，該規(guī)范所采用的應力分為一次應力、二次應力和峰值應力。認為：由城市供熱管道內壓及外部荷載所產(chǎn)生的應力為一次應力，此應力不是自限性的。由溫差引起的熱應力稱為二次應力，這種應力是自限性的，在設計計算中，以一次應力和二次應力的組合形式來進行校核。實踐證明，對于DN500mm以下的城市供熱管道的敷設，采用這種理論進行設計是可行的，也是最簡單的，并證明溫度在150℃以下的直埋管道的直線段，完全可以不設置補償裝置。26第二十六頁，共32頁。彈性分析理論彈性分析理論是北歐各國設計直埋管道的依據(jù)。城市供熱管網(wǎng)在工作之前必須進行預熱，預熱溫度在管道運行溫度和限制的最低溫度之間。要求預熱溫度與工作溫度及最低溫度的溫差所產(chǎn)生的熱應力，不得超過管材的許用應力。管道預熱方式有兩種：敞開式和覆蓋式

敞開式不需補償，不必設固定點，工程造價低；其缺點是管溝敞開時間較長。覆蓋式由于回填土摩擦力的影響，預熱狀態(tài)下的熱應力，不能完全為管道的自然轉角所補償，要設補償器，且預熱后要焊死，使其同管道渾然一體，此補償器又稱一次補償器。補償器之間的距離不得大于最大安裝長度的兩倍，并需在直線管段兩端設固定點，以防止管道應力集中的彎頭部分受到破壞。補償器至固定點之間的距離，不得超過管道的最大安裝長度。27第二十七頁，共32頁。有固定點方式在補償器兩側設置固定點，補償器至固定點的間距不得超過管道最大安裝長度，固定點所承受的推力與架空和地溝敷設時的不同之處是將活動支架的水平摩擦力反力產(chǎn)生的水平推力改為土壤對管道的摩擦力。設計時還應考慮由于土壤條件的變化而造成摩擦系數(shù)的變化，管線埋深變化的影響。施工安裝時，也要特別注意確保設計計算的熱膨脹位移在運行時能夠實現(xiàn)，在管網(wǎng)中采用固定支架來控制膨脹位移。28第二十八頁，共32頁。無固定點方式首先應在管網(wǎng)平面布置及縱剖面圖上校核兩個直管段是否超過最大安裝長度Lmax的兩倍。如L≤2Lmax，則需校核直管段兩自由末端的自然彎管是否能吸收掉直管段的