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城市供热管道分类与施工技术要求

城市供热管道工程是城镇基础设施的重要组成部分,其建设质量直接关系到供热系统的安全、稳定与高效运行。供热管道从分类到施工安装,每一个环节都有严格的技术标准和规范要求。

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城市供热管道工程是城镇基础设施的重要组成部分,其建设质量直接关系到供热系统的安全、稳定与高效运行。供热管道从分类到施工安装,每一个环节都有严格的技术标准和规范要求。

一.供热管道的分类

图1

1.1 按热媒种类分类

城镇供热管网按照热媒不同分为蒸汽管网和热水管网两类。其中,工作压力 ≤ 1.6MPa、介质设计温度 ≤ 350℃ 的为蒸汽管网;工作压力 ≤ 2.5MPa、介质设计温度 ≤ 200℃ 的为热水管网。

1.2 按所处位置分类

供热管网按所处位置分为一级管网和二级管网。一级管网是指从热源至换热站的供热管线,二级管网是指从换热站至热用户的供热管线。

1.3 按敷设方式分类

供热管道按敷设方式分为地上敷设和地下敷设两大类。地上敷设即架空敷设,将管道敷设在地面上或附墙支架上。地下敷设则包括地沟敷设(管沟敷设)和直埋敷设(无管沟敷设)两种方式。其中,地沟敷设又可分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟;直埋敷设可分为有补偿直埋和无补偿直埋。

1.4 按供回方向分类

按供回方向可分为供水管(蒸汽管)和回水管(凝结水管)。供水管是从热源至热用户(或换热站)的管道,回水管是从热用户(或换热站)回至热源的管道。

二.供热管道、附件及设施施工技术

2.1 供热管道施工与安装要求

图2

供热管道施工常用开槽法和不开槽法(浅埋暗挖法、盾构法、顶管法、水平定向钻法)。

(1)技术准备。施工前应取得设计文件,编制施工组织设计和专项方案;踏勘现场,探查地下管线状况;办理占路掘路手续,进行安全风险辨识。

(2)物资设备准备。钢管材质规格须符合设计要求,压力管道元件厂家须具备特种设备资质。重要阀门应进行强度和严密性试验。

(3)工程测量。根据控制网点定线,按主线、支线次序测量,竣工后复测平面位置和高程。

图3

(4)管道材料与连接要求。管道采用无缝钢管或焊接钢管,连接以焊接为主,需拆卸处用法兰连接。

(5)管道安装前准备。完成支吊架安装及防腐,管件预制、除污防腐宜在安装前完成。

(6)施工准备。核查保护既有设施,遇地下水须降水并报批,穿越设施须取得产权单位同意并做好沉降观测。

(7)预制直埋管道安装施工要点。堆放≤3层、高度≤2m。外护管划痕:聚乙烯管≤壁厚10%且≤1mm,钢制外护管防腐层≤20%。接头外护层须进行气密性检验(0.02MPa,保压≥2min)。固定支墩承载力达标前不得预热或试运行。

(8)管沟及地上管道安装施工要点。管口对接平直度偏差0~1mm,全长≤10mm。不得有十字形焊缝。管道穿墙须设套管,焊口不得置于套管内。蒸汽变径底平安装,热水变径顶平安装。焊缝返修不超过两次。

2.2 供热管网附件安装

图4

(1)支架吊架安装。支架分为固定支架和活动支架:固定支架用于均匀分配补偿器间的管道伸缩量,支架处管道不得有环向焊缝,且不得与管道直接焊接固定;活动支架承受管道重量并允许自由伸缩,包括滑动支架、导向支架、滚动支架和悬吊支架四种。安装时金属垫板不得大于两层,有热位移的吊杆应向热膨胀的反方向偏移。

(2)补偿器安装。补偿器的作用是补偿管道热伸长、释放温度变形、消除温度应力。热伸长量△L = αL△t(碳素钢α=12×10⁻⁶),热应力σ = Eα△t(E=20.14×10⁴ MPa)。以200m管道温升125℃为例,热伸长达0.3m,应力高达302.1MPa,远超许用应力(约140MPa),故必须设置补偿器。

补偿器主要类型:

①自然补偿器(L形、Z形,利用管路几何弹性);

②方形补偿器(制造方便、补偿量大、占地大);

③波纹管补偿器(结构紧凑、耐压低、推力大);

④套筒式补偿器(占地小、补偿大、易漏);

⑤球形补偿器(三向位移、无推力)。

前三种利用材料变形吸收热伸长,后两种利用管道位移吸收热伸长。安装要点:补偿器与管道保持同轴,两端设导向支架,环境温度低于补偿零点时需预拉伸,临时固定装置在试压保温完毕后松开。

图5

(3)法兰安装。法兰端面偏差≤外径1.5%且≤2mm,不得加偏垫或多层垫消除偏差。螺栓紧固后丝扣外露2~3倍螺距,法兰距支架或墙面净距≥200mm。

(4)阀门安装。常用阀门类型及特点如下:

图6

阀门焊接连接时宜采用氩弧焊打底,焊接时阀门不得关闭,焊机地线搭在同侧钢管上。法兰或螺纹连接时阀门应在关闭状态下安装。

2.3 换热站设施安装

图7

换热站是供热管网与热用户的连接场所,负责热媒的调节、转换和热量分配。热水站房长度**>12m时应设两个出口,蒸汽站不论尺寸均设两个出口。设备基础施工应按设计采取隔震、防沉降措施,地脚螺栓外露长度2~5倍**螺距,灌注混凝土强度比基础提升一级。

管道与设备连接时设备不得承受附加外力,泵的吸入和输出管道应有各自独立、牢固的支架。蒸汽管道安全阀设室外排汽管,热水安全阀设排水管,排汽(水)管上不得装设阀门。泵在额定工况下连续试运转不少于2h。

总结

图8

城市供热管道工程涵盖管道分类、施工安装与附件设施安装三大核心环节。管道按热媒、位置、敷设方式和供回方向分为多种类型,各有明确的技术参数。施工中从技术准备到预制直埋、管沟安装均需严格控制,支架与补偿器的合理设置是消除管道温度应力的关键,各类阀门、法兰及换热站设备的规范安装则共同保障供热系统的安全可靠运行。

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