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热网系统基础知识

发布时间：2020-10-31

来源：暖通南社

阅读次数：1521

热网的定义：集中供热条件下用于输送和分配载热介质(蒸汽或热水)的管道系统。

介质选择：

民用建筑采暖、通风、空调、生活热水的供热管网应采用水为介质。

生产工艺热负荷为主要热负荷，且必须以蒸汽供热的，采用蒸汽为介质。

以水为供热介质，且能满足生产工艺需求，经济技术合理的，应采用水为介质。

当采暖、通风、空调为主要热负荷，且生产工艺必须采用蒸汽为供热介质，经济技术比较合理时，可采用水和蒸汽两种介质。

压力工况：

热水热力管网供水管道任何一点压力不应低于供热介质的气化压力，并留有一定的富裕压力（30KPa~50KPa）；回水管道回水压力不应超过直接连接用户系统的允许压力，任何一点压力不低于50KPa。

蒸汽热力网宜按照设计凝结水量绘制凝结水管网水压图。

系统组成：

主要由热网加热器、板换、各类水泵、压力管道及各类阀门等组成,从功能划分，分为热源、热力泵站、中继泵站及管线。

材料选择：

城镇供热管网管道应采用无缝钢管、电弧焊或高频焊焊接钢管。具体选型见下表：

凝结水管道宜采用具有防腐内衬、内防腐涂层的钢管或非金属管道。

设计要点：

专业术语：

输送干线：热源至主要负荷区，长度超过2km且无分支管的干线。

输配干线：有分支管接出的干线。

多热源供热系统：具有多个热源的供热系统。

多热源分别运行：在采暖或供冷期，用阀门将供热系统分隔成多个单热源供热系统，分别供热的运行方式。

多热源解列运行：在采暖或供冷期，基本热源首先运行，待满负荷后，分隔出部分管网划归尖峰热源供热，并随气温变化，逐步扩大或缩小划出的管网范围，使基本热源在运行期间接近满负荷的运行状态。

多热源联网运行：在采暖或供冷期，基本热源首先运行，待满负荷后，尖峰热源投入与基本热源共同为管网供热的运行方式。基本热源在运行期间保持满负荷，尖峰热源承担随气温变化而增减的负荷。

最低供热保证率：保证事故工况下用户采暖设备不冻坏的最低供热量和设计供热量的比率。

热力网：以热电厂或区域锅炉房为热源，自热源至热力站的供热管网。

街区热水管网：小型热源至建筑物热力入口，设计压力P≤1.6MPa，设计温度t≤95℃，与用户室内系统连接的室外热水管网。

无补偿敷设：直管段不采用人为的热补偿措施的直埋敷设。

热力站：城市集中供热系统中热网与用户的连接站。根据热网工况和用户的不同条件，采用不同的连接方式，将供热介质加以调节、转换，向用户系统分配，满足用户需要，并集中计量、检测供热介质的数量和参数。

主要组成板式换热器，循环泵，一二次线除污器，补水泵，水箱，计量表，控制阀门等。

管网形式：

热水供热管网宜采用闭式双管制，在季节性负荷变化较大或者生产工艺热负荷与采暖热负荷参数相差较大时，可采用闭式多管制。

蒸汽供热管网宜采用单管制，当各用户所需蒸汽参数相差较大或季节性热负荷变化较大时，可采用双管或多管制。

蒸汽供热系统应采用间接换热方式。

供热建筑面积大于1000*104m2时，供热系统应采用多热源供热，且各热源热力干线应连通。

最低供热量保证率：

连通干线、连通管线的最低供热保证率应符合下表规定：

对供热可靠性有特殊要求的用户，有条件的可采用两个热源供热或设置自备热源。

管径选型：

热水热力管网主干线管径计算时，宜采用经济比摩阻，一般采用30Pa/m~70Pa/m；支干线、支线按照允许压力降确定管径，流速不应大于3.5m/s，支干线比摩阻不应大于300Pa/m，支线比摩阻可大于300Pa/m。

蒸汽供热管道的最大允许设计流速见下表：

电厂蒸汽管网起点压力应采用汽轮机最佳抽（排）汽压力。

凝结水管道设计比摩阻可选择100Pa/m。

热网局部阻力按照沿程阻力的一定比值选取。

水泵选型

管网布置与敷设：

管网应平行于道路中心线，敷设在车行道外，同一管道只能延道路一侧敷设。

过厂区的管道应敷设于易于检修和维护的位置。

穿越非建筑区延公路敷设。

避开土质松软、地震带等危险地段。

管径小于等于300mm的管道，可穿越建筑物地下室或用开槽法经建筑物下专门的管沟通过。

用暗挖法施工穿越建筑物可不受管径限制。

可敷设于综合管沟内，热网管道高于自来水和重油管道，且自来水管道需做绝热层和防水层。

地上敷设时，可于其他管线在同一管架上，但应便于检修，且不得置于腐蚀性管道下方。

城镇和居民区内供热管道宜采用地下敷设，工厂区内宜采用地上敷设。

地下敷设宜采用直埋敷设，蒸汽管道采用预制保温管直埋敷设，设计寿命不应低于25年。

地下敷设采用管沟敷设的，分为通行管沟、半通行管沟及不通行管沟。通行管沟应设事故人孔。

热网管沟内不得敷设燃气管道。

管道应力计算：

采用应力分类法，由内压、持续外载引起的一次应力验算采用弹性分析和极限分析；由热胀冷缩及其他位移受约束产生的二次应力和管件上的峰值应力采用满足必要疲劳次数的需用应力范围进行验算。

保温：

供热介质设计温度高于50 ℃的，应做保温。

操作人员需要检修处，在检修时保温结构的表面温度不得高于60℃。

保温层厚度按照经济保温厚度计算。

蒸汽管道保温层厚度计算按照最不利工况进行。

当采用复合保温层时，耐高温应为内层保温，内层保温的外表面温度应小于等于外层保温的允许使用温度的0.9倍。

直埋敷设热水管道采用钢管、保温层、外护管紧密结合一体的预制管。

管道采用硬质保温材料保温时，直管段每隔10m~20m或弯头处预留伸缩缝，缝内填充柔性保温材料，外防水层采用搭接。

防腐：

地上敷设或管沟敷设的热水管道，季节性运行的蒸汽管道应刷涂耐热、耐湿、防腐性能良好的材料。

常年运行的蒸汽管道可不刷涂防腐涂料，常年室外运行的蒸汽管道可刷涂常温耐腐蚀的防腐涂料。

架空敷设管道采用镀锌钢板、铝合金板、塑料外护做保护层。

施工要点及关键工序：

专业分类：

土建专业：

土方工程：

土方开挖前先测量放线、测设高程；开挖过程中进行中线、横断面、高程的校核；施工中进行沉降和位移观测。

施工中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度等是否符合设计要求，平面控制桩和水准点也应定期复测和检查。

土方开挖要从上到下分层分段依次进行，做成一定的坡势，以利泄水，不得在影响边坡稳定的范围内积水。

在基坑上侧弃土时，应保证挖方边坡的稳定，弃土堆坡脚至挖方上边缘的距离应根据挖方深度、边坡坡度和土的性质确定，弃土堆应连续堆置，其顶面应向外倾斜，防止山坡水流入挖方场地。

回填时确保构筑物的安全, 结构强度能承受施工操作动荷载时方可进行回填，回填前应先将槽底杂物清除干净，如有积水应先排除。

回填土应分层夯实，回填土中不得含有碎砖、石块、大于100mm的冻土块及其他杂物。

填方施工前，应合理选择压实机具，确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实度等参数，填方每层土厚度和压实遍数应根据土质、压实系数和机具性能确定。

蛙式打夯机每层铺土厚度为200-250mm，每层压实遍数为3-4遍；人工打夯，每层铺土厚度不大于200mm，每层压实遍数为3-4遍。

模板工程：

基础及柱身，采用组合小钢模板或木模拼装，模板与混凝土的接触面应涂隔离剂，模板的接缝不应漏浆，模板及其支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施。

采用分节脱模，底模的支点应按模板设计设置，各节模板应在同一平面上，高低差不得超过3mm，固定在模板上的预埋件均不得遗漏，安装必须牢固，位置准确。

拆模：在砼强度能保证构件不变形，棱角完整时，方可拆除；底模：当构件跨度不大于4m时，在砼强度符合设计的砼强度标准的50％的要求后，方可拆除，当构件跨度大于4m时，在砼强度符合设计的砼强度标准值的75％的要求后，方可拆除。

钢筋工程：

钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单，钢筋表面或每捆（盘）钢筋均应有标志，进场应按（批）号及直径分批检验，内容包括查对标志，外观检查，并抽取试样作力学性能试验，合格后使用。

钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求，钢筋的表面应洁净、无损伤、油浸、漆污和铁锈等，应在使用前清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。

钢筋的允许偏差：受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸允许偏差±10mm，弯起钢筋的弯折位置，允许偏差±20mm。

当受力钢筋采用焊接接头时，设置在同一构件内的焊接接头应相互错开，在任一焊接接头中心至长度的为钢筋直径d的35倍且不小于500mm的区段Ｌ内同一根钢筋不得有两个接头，在钢筋直径的45倍区段范围内，焊接接头截面面积占受力钢筋总截面面积不得超过25‰。

钢筋绑扎接头搭接长度的末端距钢筋弯折处，不得小于钢筋直径的10倍，接头不宜位于构件最大弯矩处，直径大于12mm的受压Ⅰ级钢筋的末端，以及轴心受压构件中任意直径的受力钢筋的末端，可不做弯钩，但搭接长度不应小于钢筋直径的35倍，钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢。

混凝土工程：

混凝土垫层、基础表面平整,不得有石子外露,构筑物不得有蜂窝、露筋等现象。

水泥的性能指标必须符合国家现行有关产品标准规定，对水泥进行进场时的验收。出厂时，必须有检验报告或质量证明书，且对批量水泥进行抽检，送所在区的质检点进行委托试验检查，对其体积安定性、细度、标准稠度用水量、强度等指标必须符合规范标准。

砂石进场后，应在料堆上取样进行检查，C30混凝土砂的含泥量不大于3％，碎石的含泥量不大于1％。

在混凝土搅拌前，应对砂、石的含水率进行复测。

混凝土浇筑时的坍落度，应按照规范进行测定，预拌混凝土的坍落度每车均应目测检查，在浇筑地点进行抽检，每100m3同配合比的混凝土，其取样不少于一次。混凝土坍落度的要求控制在30-50mm之间。如果超出此范围，应根据混凝土的和易性的性能，在不影响混凝土强度和施工要求的前提下，适当调整水泥浆的数量或砂率，来达到施工需要的坍落度。

混凝土浇筑过程中，不得产生离析现象。

混凝土自由倾落高度，不应超过2 m；在浇筑竖向结构混凝土前应先在底部填以50-100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆；当浇筑高度超过3m时，应使用串筒、斜槽或溜管下料，串筒的最下两节应保持与混凝土浇筑面垂直。

使用振动器，宜采用垂直振捣。插入浓度为棒长的3／4，作用轴线相互平行避免漏振过振。插入式振动器操作时，应做到“快插慢拨”。

当混凝土分层浇筑时，振捣上一层混凝土时，应插入下一层中50mm左右，以消除两层之间的接缝，同时振捣上层混凝土应在下层混凝土的初凝之前进行。

在混凝土浇筑完毕后，拆模后可钉挂潮湿的麻袋、草包等材料并洒水保持湿润，养护时间不得少于7天。

管道安装专业：

管道安装工程

压力管道工程属特种设备、管道安装工程，开工前需进行告知。

管道焊接过程施工流程：

焊条在使用前，应进行烘干，如J422酸性焊条应经150－250℃烘干1-2h,烘干后移入恒温箱内，恒温控制200℃，随用随取。现场焊条设二级库烘干，应有专人负责，做好烘干发放领用记录。

焊工每次领用焊条应存放在保温筒内，数量不得超过15kg，存放时间不得超过4h，逾时应重新进行烘干，重复烘焙次数不应超过二次。已烘干一次的回收焊条，应作好记录，另行存放，先安排使用。

管道焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管材表面随意引燃电弧，每层焊缝接头应错开，盖面时，焊条至两边应稍加停顿，防止咬边，焊缝与母材应圆滑过渡。

焊接后应将飞溅、焊渣清除干净，及时进行清渣、自检。焊缝表面不应有裂纹气孔、夹渣等缺陷。焊缝咬边深度不得超过0.5mm。焊缝两侧咬边的总长度不应超过焊缝长度的10％，焊缝的宽度比坡口每边应增宽0.5-2 mm,对接焊缝的余高应在0-3mm。

若焊缝有超过规定的缺陷，可采取挖补方法进行返修，但同一位置上的返修次数不宜超过两次。

管道对接焊口与支吊架边缘的距离不应小50mm，焊前应将坡口表面及坡口边缘内外侧不小于10mm范围内的油漆、垢、锈、毛刺等清除干净，并不得有裂纹、夹层等缺陷。管口组对前应检查管道内部，要保证内部无杂物；在焊接前还要对坡口内外表面进行清理，清理完成后即进行焊接。

焊件组对前，焊工应对坡口组对质量进行检查，点固焊焊接，选用的焊接材料及工艺措施应与正式焊接要求相同，并认真检查，焊口配制完成后，可以适当点固焊口，但在焊接至点固焊缝位置时，应磨除点固的焊缝。需拉伸和压缩的焊口，应采取固定措施，待焊口检验合格后，方可拆除固定物。

管道热膨胀采用管道补偿器及自然补偿，管道补偿器要预先拉伸1/2△L，△L为该固定支架距乘管道的单位热伸长量。

安装管道支架的活动支座时，应向管道热伸长相反方向偏装一定距离，其偏装值为该支架处热位移值的1/2，支架的热位移值为该支架的距离乘该管道的单位热伸长量。

放气点设置：管道的最高处设置放气点，管道水压试验结束后须将放气阀闭死。

管道切割的偏差要求：一般管道：划线偏差1mm；长度偏差：2mm。

切口端面倾斜偏差要求：切口端面倾斜偏差δ不应大于管子外径的1%，且不得超过3mm。

管道安装应按设计坡度要求进行施工，在有坡度方向的管道上安装水平补偿器时，补偿器两边管段应保持水平，中间管段应与管道坡度方向一致，需要预拉的补偿器，应进行预拉，由制造厂预拉的补偿器应检查其限位是否符合设计要求。

弹簧支架：按设计要求选择弹簧支吊架，在系统管道安装前不能拆除弹簧支吊架上的限位卡，需待管道安装（含全部保温工作）完成，临时支吊架全部拆除后，才能拆除弹簧支吊架上的限位卡。

固定支架：在补偿器拉伸之前固定支架应设置完成，并能承载。与设备连接的管道，靠近设备的第一个支架除非设计有要求，一般宜设置为固定支架。无热位移的管道在选择支架时，宜采用固定支架。

导向支架：在固定支架安装完成后再设置，滑托支架和吊架要根据热位移的情况留足位移空间，且方向不能留反。导向支架的滑动面应洁净平整，不能有卡涩现象。

阀门安装前应检查填料，以填料函压紧，并有不少于1/3的压紧余量为宜，按设计核对型号，按介质流向确定其安装方向，阀门传动杆（伸长杆）轴线的夹角不应大于30°，其接头应转动灵活，水平管道上的阀门，其阀杆应安装在上半周范围内安装或紧固时要使其受力要均匀，不能强行安装。

补偿器与管道的连接方式按照管道安装的方式进行，在水平管道上应面向介质流动方向安装，在垂直管道上应置于上部，波纹膨胀节应与管道保持同心，不能偏斜，波形补偿器应按设计规定进行拉伸式压缩，松开接紧装置，应在管道安装结束后进行，支架安装工作与管道的安装工作同步进行。

采用分段进行水压试验，分段的原则是安装完成后管道尽可能的具有连续性，可以就近采用符合水压试验用的水源。

水压试验前应检查固定支架合格，膨胀节限位装置已经拆除，滑动支架安装合格，管道安装焊接记录齐全。

管道水压试验过程中，水压试验缓慢升压，至试验压力稳压10分钟，再降至设计压力，停压30分钟，压力不降无渗漏为合格。试验过程中发现泄漏时不得带压处理，消除缺陷后重新进行试验。

管道试压时，应对波纹管补偿器两端的固定架进行加固。

油漆防腐工程、绝热工程：

供热管道需要保温，用于排空的管道不保温，疏水管道保温仅考虑架空管道的疏水管。

供热管道表面清除表面油污后,刷防锈漆二道,防腐、绝热工程应在设备及管道安装完毕，并经严密性试验和焊接试验合格后进行。

油漆刷漆可先横后直，纵横交错，自上而下，刷子浸漆不宜超过漆刷长毛的1/3，涂层的厚度及遍数应符合设计要求，严格控制油漆中稀释剂的加入量，控制油漆粘度，保证油漆不能流淌下坠。

水平管道每隔10m左右留一道膨胀缝，缝宽为20-30mm，并填以碎块状空心玻璃棉，垂直管道的膨胀缝设在管托下面，缝宽5-10mm，垂直管道为支承保温层重量，每隔3m装设一个承重托架，其宽比主保温层厚度小10mm，若已有钩钉可不设托架。

蒸汽主管主保温层可分为两层施工，每层用镀锌铁丝绑扎，每层保温层接缝应错开,在保温完成后在以玻璃布缠绕并涂刷乳胶二遍，最后外包镀锌铁皮.涂刷银粉漆二遍。

主保温外用玻璃丝布,施工应以螺旋状绕紧在主保温层外，并视管道坡度，由低向高绕卷，前后搭接50mm，垂直管道应自下而上绕紧，玻璃丝布包、缠必须平整无皱纹。

玻璃丝布层外用镀锌铁皮作保护层，0.5mm厚镀锌铁皮紧固方法采用：自攻螺钉法。

主供热管道每隔30m处需刷色环，介质流向箭头。

关键工序：

管道蒸汽吹扫

具备条件：方案经过批准；向班组人员交底；按照分段负责制，每段阀门的开启由专人负责，开启程度在吹扫方案中予以明确。

全部管道安装完成，质量符合设计及规范规定。

焊缝经过无损检测并且有检测单位出具的检测报告。

管道上的膨胀节安装符合设计要求并且临时限位装置全部按照要求全部拆除。

吹洗前检验管道支、吊架的牢固程度，必要时应予以加固；吹扫时，管道上及附近不得放置易燃物。

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