城市供熱管網(wǎng)布置與敷設(shè)

城市供熱管網(wǎng)布置與敷設(shè)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(zhì)及氣象資料；3）各建筑物及構(gòu)筑物的生產(chǎn)、采暖空調(diào)以及生活等熱負(fù)荷資料；4）廠區(qū)或建筑區(qū)域的近期及遠(yuǎn)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(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)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(yīng)通過熱用戶密集區(qū)，并靠近熱負(fù)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(yīng)穿超電石庫等由于汽、水泄漏將會(huì)引起事故的場(chǎng)所，也不宜穿越建筑擴(kuò)建地和物料堆場(chǎng)。并盡量減少與公路、鐵路、溝谷和河流的交叉，以減少交叉時(shí)必需采取的特殊措施。當(dāng)城市供熱管道穿越主要交通線、溝谷和河流時(shí)，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(shí)，應(yīng)盡量采用管道自然彎角作為管道熱伸長(zhǎng)的自然補(bǔ)償，采用方形伸縮器，宜布置在兩固定支架之間的中心點(diǎn)上，若不短邊不宜小予該段全長(zhǎng)的三分之一。5）一般在城市供熱地溝分支處都應(yīng)設(shè)置檢查孔或人孔，當(dāng)直線管長(zhǎng)度在100～150m的距離內(nèi)，雖無地溝支管，亦應(yīng)設(shè)置檢查孔或人孔。所以管道上必須設(shè)置的閥門，都應(yīng)安裝在檢查井或人孔內(nèi)。6）在從主干線上分出的支管上，一般情況下都應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y門，以便在建筑物內(nèi)部管道發(fā)生事故時(shí)，可進(jìn)行截?cái)鄼z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(shè)置疏水器。①蒸汽管道最低點(diǎn)；②被閥門截?cái)嗟母髡羝艿雷畹忘c(diǎn)；③垂直升高管段前的最低點(diǎn)；④直線管段每隔100～l50m的距離內(nèi)設(shè)置一個(gè)疏水閥。8）熱水管道和凝結(jié)水管道應(yīng)在最低點(diǎn)設(shè)置放水閥，在最高點(diǎn)設(shè)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(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低．運(yùn)行管理較方便。枝狀管網(wǎng)缺點(diǎn)：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(diǎn)：具有供熱的后備性能，缺點(diǎn)：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(diǎn)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(duì)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(yīng)注意地形的特點(diǎn)，因地制宜地布置管線，具體：①城市供熱管道應(yīng)根據(jù)山區(qū)地區(qū)特點(diǎn)，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(shè)；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(shí)，宜采用沿橋或沿棧橋布置或拱形管道，但應(yīng)特別注意管道底標(biāo)高度應(yīng)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(yīng)符合下列規(guī)定：①城市道路上的城市供熱管道應(yīng)平行于道路中心線，并宜敷設(shè)在車行道以外的地方，同一條管道應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)；②穿過廠區(qū)的城市供熱管道應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置；③通過非建筑區(qū)的城市供熱管道應(yīng)沿公路和鐵道敷設(shè)；④城市供熱管道選線時(shí)，宜避開土質(zhì)松軟地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)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(shè)，但應(yīng)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(gòu)筑物間距建筑物、構(gòu)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(chǔ)：對(duì)于管溝敷設(shè)城市供熱網(wǎng)管道對(duì)于直埋閉式熱水城市供熱網(wǎng)管道DN≤250DN≥300

對(duì)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(chǔ)邊緣高壓輸電線鐵塔基礎(chǔ)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?xì)夤艿缐毫Γ?.005MPa對(duì)于管溝敷設(shè)城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.4MPa對(duì)于管溝敷設(shè)城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.8MPa對(duì)于管溝敷設(shè)城市供熱網(wǎng)管道壓力＞0.8MPa對(duì)于管溝敷設(shè)城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.4MPa對(duì)于直埋敷設(shè)熱水城市供熱網(wǎng)管道壓力≤0.8MPa對(duì)于管溝敷設(shè)熱水城市供熱網(wǎng)管道壓力＞0.8MPa對(duì)于管溝敷設(shè)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(chǔ)喬木（中心）灌木（中心）車行道路面0.52.53.05.0鋼軌外測(cè)3.0鋼軌外測(cè)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(gòu)筑物間距地上敷設(shè)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(cè)3.0鋼軌外測(cè)2.01.5—導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)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(dǎo)線最大垂度時(shí)1～10KV35～110KV220KV330KV500KV樹冠導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)2.0導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)4.0導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)5.0導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)6.0導(dǎo)線最大風(fēng)偏時(shí)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(shè)在下列情況下，應(yīng)首先考慮采用架空敷設(shè)方式。1)廠區(qū)地形復(fù)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(zhì)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(cuò)，密集復(fù)雜，難于再敷設(shè)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(shè)，采用架空敷設(shè)即經(jīng)濟(jì)又節(jié)省空間。11第十一頁，共32頁。3.2.2架空敷設(shè)3.2.2.1低支架敷設(shè)3.2.2.2中支架敷設(shè)12第十二頁，共32頁。3.2.2架空敷設(shè)3.2.2.3高支架敷設(shè)13第十三頁，共32頁。3.2.2架空敷設(shè)（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(shè)支架：中間活動(dòng)支架，固定支架活動(dòng)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(shè)地下敷設(shè)分為有溝敷設(shè)和無溝敷設(shè)兩種。有溝敷設(shè)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(shè)地溝具有保護(hù)管道不受外力和水的侵襲，保護(hù)管道的保溫結(jié)構(gòu)不被破壞，并允許管道自由地?zé)崦浝淇s。16第十六頁，共32頁。3.3.1地溝敷設(shè)3.3.1.1通行地溝敷設(shè)

1）當(dāng)城市供熱管道通過不允許挖開的路面處時(shí)，如公路、鐵路等處；2）當(dāng)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(shí)17第十七頁，共32頁。3.3.1地溝敷設(shè)3.3.1.2半通行地溝1）當(dāng)城市供熱管道通過的地面維修時(shí)不允許開挖，且采用架空敷設(shè)不合理時(shí)；2）當(dāng)管子的數(shù)量較多，采用不通行地溝敷設(shè)由于管道單排水平面布置地溝寬度受到限制時(shí)。18第十八頁，共32頁。3.3.1地溝敷設(shè)3.3.1.3不通行地溝

不通行地溝是應(yīng)用最為廣泛的一種敷設(shè)形式。它適用于下列情況：1）土壤干燥，地下水位較低時(shí)；2）管道根數(shù)不多，管徑較小且維修量不大時(shí)；3）在地下直接埋設(shè)城市供熱管道時(shí)，在管道轉(zhuǎn)彎及安裝補(bǔ)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(shè)3.3.2.1國內(nèi)外直埋敷設(shè)技術(shù)概況

20世紀(jì)80年代我國出現(xiàn)了兩種新型預(yù)制保溫管：一類是保溫結(jié)構(gòu)為“氰聚塑”形式的保溫管；另一類是“管中管”形式的預(yù)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(dá)到了320℃以上，蒸汽壓力達(dá)到了2.5MPa。德國等歐洲國家于20世紀(jì)80年代開始將真空技術(shù)應(yīng)用于蒸汽管道保溫工程中，我國2001年引入了鋼外護(hù)管真空復(fù)合預(yù)制直埋城市供熱管道。20第二十頁，共32頁。3.3.2直埋敷設(shè)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(hù)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(qiáng)的附著力和滲透力，能與鋼管外表面緊密結(jié)合，甚至可以透過鋼材表面浮銹，把浮銹和鋼材牢固的結(jié)合成一個(gè)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(qiáng)的防水、防腐能力。由于氰凝又具有強(qiáng)極性，能和聚氨酯泡沫牢固結(jié)合，從而將鋼管和聚氨酯泡沫塑料牢固的結(jié)合成一個(gè)完整的保溫體。適用場(chǎng)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(shè)3.3.2.3“管中管”預(yù)制保溫管

“管中管”預(yù)制保溫管是由鋼管（50－500）、導(dǎo)線（報(bào)警線）、保溫層（聚氨酯、復(fù)合保溫、超細(xì)玻璃棉等）和保護(hù)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(shè)3.3.2.4設(shè)置空氣層的鋼套鋼預(yù)制保溫管

設(shè)置空氣層的鋼套鋼預(yù)制保溫管是由工作鋼管、保溫材料層、空氣層、鋼外護(hù)管和防腐層等組成。設(shè)置空氣層或?qū)⒖諝鈱映槌烧婵招纬烧婵諏?，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(yùn)行過程中泄漏情況。

23第二十三頁，共32頁。3.3.2直埋敷設(shè)3.3.2.5直埋城市供熱管道泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)表3-5直埋城市供熱管道最低監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置表設(shè)備型號(hào)BJX-8810BJX-8831BJX-8833BJX-GXT-8851或BJX-8861ABJX-DW-8811設(shè)備名稱監(jiān)測(cè)總站智能監(jiān)測(cè)分站非智能監(jiān)測(cè)分站管線探測(cè)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(shè)3.3.2.6直埋管道的敷設(shè)方式

直埋管道的敷設(shè)有兩種方式：無補(bǔ)償方式和有補(bǔ)償方式。1）無補(bǔ)償方式理論基礎(chǔ)為：安定性分析理論；彈性分析理論2）有補(bǔ)償方式可分為兩種：有固定點(diǎn)方式和無固定點(diǎn)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(jì)60年代由美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)提出新的強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范，該規(guī)范所采用的應(yīng)力分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力。認(rèn)為：由城市供熱管道內(nèi)壓及外部荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力為一次應(yīng)力，此應(yīng)力不是自限性的。由溫差引起的熱應(yīng)力稱為二次應(yīng)力，這種應(yīng)力是自限性的，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，以一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的組合形式來進(jìn)行校核。實(shí)踐證明，對(duì)于DN500mm以下的城市供熱管道的敷設(shè)，采用這種理論進(jìn)行設(shè)計(jì)是可行的，也是最簡(jiǎn)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(shè)置補(bǔ)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(shè)計(jì)直埋管道的依據(jù)。城市供熱管網(wǎng)在工作之前必須進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度在管道運(yùn)行溫度和限制的最低溫度之間。要求預(yù)熱溫度與工作溫度及最低溫度的溫差所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，不得超過管材的許用應(yīng)力。管道預(yù)熱方式有兩種：敞開式和覆蓋式

敞開式不需補(bǔ)償，不必設(shè)固定點(diǎn)，工程造價(jià)低；其缺點(diǎn)是管溝敞開時(shí)間較長(zhǎng)。覆蓋式由于回填土摩擦力的影響，預(yù)熱狀態(tài)下的熱應(yīng)力，不能完全為管道的自然轉(zhuǎn)角所補(bǔ)償，要設(shè)補(bǔ)償器，且預(yù)熱后要焊死，使其同管道渾然一體，此補(bǔ)償器又稱一次補(bǔ)償器。補(bǔ)償器之間的距離不得大于最大安裝長(zhǎng)度的兩倍，并需在直線管段兩端設(shè)固定點(diǎn)，以防止管道應(yīng)力集中的彎頭部分受到破壞。補(bǔ)償器至固定點(diǎn)之間的距離，不得超過管道的最大安裝長(zhǎng)度。27第二十七頁，共32頁。有固定點(diǎn)方式在補(bǔ)償器兩側(cè)設(shè)置固定點(diǎn)，補(bǔ)償器至固定點(diǎn)的間距不得超過管道最大安裝長(zhǎng)度，固定點(diǎn)所承受的推力與架空和地溝敷設(shè)時(shí)的不同之處是將活動(dòng)支架的水平摩擦力反力產(chǎn)生的水平推力改為土壤對(duì)管道的摩擦力。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)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(shí)，也要特別注意確保設(shè)計(jì)計(jì)算的熱膨脹位移在運(yùn)行時(shí)能夠?qū)崿F(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(diǎn)方式首先應(yīng)在管網(wǎng)平面布置及縱剖面圖上校核兩個(gè)直管段是否超過最大安裝長(zhǎng)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