城市集中供热管网设计的研究

城市集中供热管网设计的研究

佟震 齐子涵 高彦龙

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司  河北省秦皇岛市  066000

摘要：现阶段，随着城市化进程的不断加快，城市供热需求呈现出日益增长的趋势。城市集中供热一级管网传输距离长、拓扑结构复杂、覆盖面积大，因此城市集中供热管网设计尤为重要。本文章从集中供热管网系统概述入手，分析了城市集中供热管网设计的要点，以期为业内相关工作人员提供一定的参考。

关键词：城市；集中供热；管网设计

引言

在城市集中供热管网系统中，通过合理的规划和设计，可以提高供热系统的效率，降低能源消耗，减少环境污染。通过科学的管网布局，可以最大限度地缩短供热管道的长度，降低传热损失，提高能源利用效率。优化供热管网的管径和材料选择，可以减小管道的阻力，提高流体运行效果，从而降低能耗。此外，采用先进的监测技术和控制系统，可以实时监测供热管网的运行状态，及时调整供热水温、流量等参数，达到精确供热的目的。

1集中供热管网系统概述

城市供热是民生保障工程，供热质量直接影响人们的生活环境，在日常供热过程中经常会出现管网泄漏问题，不仅会严重影响人们的使用体验，还会造成大量的资源浪费。城市化进程稳步推进的过程中，各城市都将集中供热管网工程作为重点，此工程通过在城市内建立完善的集中供热管网，可满足城市内的供暖需求。集中供热管网运行中，媒介为水蒸气或热水，经由多个热源，再通过管网与热交换之间供热，可实现高效、安全供热。目前城市集中供热管网中主要包含热网、热源与用户几个关键要素，不同要素之间通过建立紧密联系，可为供热提供便捷，并降低供热中的能耗。不同于传统供热方式，集中供热下的供热效率高、节能性强，可在供热的过程中降低环境污染，取得较大的经济效益。各城市通过建立集中供热管网系统，可统一管理供热过程、要素，进而保障供热质量，由系统依据实际需求合理调节管网的加热温度，外部温度对加热过程的干扰小。另外，管网相关模块自动采集室外温度变化情况，依据采集的数据和实际需求，精准控制加热介质流速、温度，使供热参数与用户需求相一致。另外，城市集中供热管网系统内安装有各类仪表，不同仪表负责采集各种数据，与此同时，仪表还能分析各类数据，得到供热需求、供热参数，以动态监测供热情况，一旦存在异常情况，系统能自动预警并调节。

2城市集中供热管网设计的要点分析

2.1完善维护管理制度

结合不同岗位、不同环节建立相应的岗位责任制以及操作规范。有关单位还要制定城市供热管网涉及的设备设施保养和维护手册，做好应急预案制定；第二，结合管网建设情况制定相应的维护和管理工作方案，使工作人员更加明确工作任务，如出现压力降低或者温差大的情况，要及时进行全网诊断，对问题位置进行处理；第三，做好焊接质量把控，严格根据焊接工艺技术要求进行处理，在焊接完成之后还要进行验收，只有在合格的情况下才能投入使用；第四，严格落实谁主管谁负责的工作原则，经过多方论证在确认泄露腐蚀问题的情况下，要对相关责任人追责。随着科技的推动，许多新材料被使用在城市市政管网建设过程中，城市供热管网泄漏检测系统的保温管施工中，可以将抗腐蚀耐氧化的新型管材使用其中，不过这类新材料成本较高，所以要因地制宜灵活处理；可以使用PPR等复合塑料管材代替钢管，以此来解决腐蚀结构等问题的发生，延长管网的使用寿命；在工作人员具有丰富经验的情况下融入人工智能，借助大数据分析技术，以此来提升管网的运营效率并提升维护质量。

2.2管道试压

在管网1km位置开展强度试验，依据1.5倍做2.4MPa强度试验，计算端部、固定支架受力数值。为确保端盖安全性，需要在端部末端采用千斤顶。强度试验应在管道接口防腐、保温施工和设备安装前开展。试验介质需选用清水，开展注水操作前需将管道内空气排净，试验压力强度应为当前工作压力的1.5倍。当试验压力低于本地自来水压力时，可直接注入本地自来水加压；当试验压力高于本地自来水压力时，可率先注入本地自来水，随后利用试压泵持续加压。在进行注水测试时，需将水位注射至最高溢水点。液压试验应在5℃以上环境下开展，若气温低于5℃，需采取相应的保温措施，以确保强度试验顺利开展。

2.3管道系统吹扫与清洗

利用清水对工艺管道进行吹洗，应遵循相应的吹洗顺序，即先吹洗主管、其次吹洗支管，最后吹洗排水管道。在吹洗主管过程中，应事先将各个支管阀门关闭，需按照管道前进方向对沿途管道展开吹洗。同时需要严格控制吹洗流量、压力，吹洗压力应低于管道设计压力，流速需大于管道工作流速。在开展吹洗操作前，应将排放管道同排水沟渠、排水井相连，确保吹洗后的脏水、污渍等可顺利排放。排放管截面需高于冲洗管截面的60%，排水过程中切忌形成负压。冲刷时，必须以系统中最大流速或1.5米/秒以上的速度进行。在没有明确的设计条件下，用肉眼检验水的冲刷质量，如果水的颜色和透明度与进口的水相符合则通过。清洗完毕后，应将管路和阀门中的积水彻底排出，必要时使用压缩空气进行烘干或采取氮气、放置干燥剂等保护措施。

2.4应用信息化技术

我国信息化已经渗透到各行各业，信息化技术也促进了各行业的发展。在当前形势下，城市燃气企业要积极引进先进的信息管理技术，建立网络安全信息管理平台。安全信息平台能有效监控各类危险源，对于安全生产区域内的各重大安全风险进行统一管理，这样能及时发现问题。企业可以使用电子地图，将安全风险源的位置标注出来，并实时监控各类风险源。由于供气区域较大，很多处于无人值守状态，这样增加了安全风险，通过增加安全风险监测点，及时收集和传递风险信息。这样可以及时通知到安全管理人员，详细了解这些地方的具体情况，发现存在安全风险后，及时排除隐患，避免安全事故发生。目前很多燃气企业仍靠人工操作来进行风险排查管理，但由于安全风险源较多，这种方式要投入大量的人力成本，但工作效率不高，对各类存在的安全问题，发现不及时。通过安全监控，实现智能化，实时监控，发现问题报警，及时传递安全警报信息，第一时间应对解决，这样减少了安全事故发生频次。城市燃气企业还可以通过安装火灾报警装置，及时进行火灾预警，将各类火源及时扑灭，从而确保安全生产。

2.5管道组对、焊接质量验收

将预制完毕的保温管道运送到施工现场，开展现场组对，通常3-4个为一组，在组对过程中需要应用专用对合卡，根据设计规范要求确定间隙，禁止强行对接，以防因应力聚集而导致焊接裂纹等。该项目手工氩电联焊为主要焊接方式，在焊接完毕后开展质量验收工作。质量检验顺序为：对口、表面、无损、探伤、强度、密实度检验。最大对口差不能超过管壁厚度的10%且应<2MM，当管壁厚度不等时，厚度应<10MM。当壁厚差>3MM时，为了避免焊缝的应力聚集应及时开展削薄处理。焊接完毕后，焊接面不应有气孔、夹渣、裂纹等缺陷，若存在上述缺陷，应及时对其进行处理。

结束语

综上所述，城市供热管网系统运行时间较长，所处环境较为恶劣，同时管网所处位置很容易受到物理、化学等因素影响出现泄漏问题。因此要对其泄漏问题的产生原因进行深入分析，结合设计、施工、运行、维护管理等方面的措施，使其耐久性得到保障。

参考文献

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