供热管网敷设方式的对比分析
供热规划中环状管网和枝状管网的比较
主干 线 连成 环 状 ，特 别 是 在城 市 中多热 源 联 合供热时 ， 各热 源 连 在环 状 主 管 网上 ， 这 种 方 式投 资高 ， 但运行可靠 、 安全 ， 同 时 可 使 各 热
高人 民的生 活 水 平有 着 十 分重 要 的 意义 。集 中供 热 规划 中热 网的布 置 有 两种 形 式 ：环 状 管 网和枝 状 管 网［ １ ］ 。枝 状布 置 方式 较为 常 用 ， 其管 网形式 简 单 ， 投 资省 。环 状 布置 时 ， 管 网
的重视 加 速 了城 市集 中供 热 的发展 ［ ３ ］ 。 目前 ， 芬兰 、 瑞典、 丹 麦 这 三个 北欧 国家 的集 中供 热 人 均 普及 率 已达 ３ ５ ％～ ５ ０ ％之 间 ， 其 中丹 麦 的
三个 北 方 寒冷 地 区 统计 ，城 市 民用 供热 系统
水 力 工 况 计 算 软 件 等 都 普 遍 存 在 类 似 的 问
题 。造成 这 种情 况 的 主要 原 因在 于 软件 没 有
中集 中供 热仅 占 ２ ％ ，分 散 锅 炉 房 供 热 占 ４ ８ ％， 家 庭 小炉 灶 占 ５ Ｏ ％， 即使 是 集 中供 热 发
源 的供 热量 相 互 补充 ，也 有 利 于 降低 热 化 系 数、 节 约 能源 、 提 高能效 ＿ ２ ］ 。 环状 管 网 和枝 状 管 网各 有 优 劣 ，两 种 管
网形 式在 国内外 都 得 到广 泛 应 用 。本 文 的 目
城市集中供热管网敷设方式探讨
城市集中供热管网敷设方式探讨【关键词】集中供热；探讨；管网敷设0.前言集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过热力管网供给一个城市（镇）或部分区域生产、采暖和说或所需的热量方式。
现代城市的空气污染越来越严重，以至于人们的生存环境质量越来越差，人们不得不加大对城市空气质量的改观。
城市供热期间最容易产生污染的便是锅炉废弃物的排放，因而整个集中供热管网的改造也成了当前城市环保工作的关键。
集中供热管涌在城市中的敷设和应用，不仅减小了小锅炉废弃物排放的问题，也使得空气里面锅炉污染物的排放量减少，进而达到城市环保所需。
小区供热锅炉以及工业企业锅炉排放的废弃物不仅是城市空气污染的主要来源，对于城市的环保工作也有一定的影响。
所以采用集中供热的管网敷设方式或者将电厂生产的剩余热量集中起来进行供热，不仅可以缓解城市工业带来的污染压力，还能将城市的空气质量提高。
近几年我国先后颁布了很多环境保护政策与方针，现如今的城市建设和改造必须制定科学合理的集中供热网的施工技术方案，以便将供热过程中给城市空气带来的污染减少，进而满足我国城市建设所需，也可尽早实现我国的环保目标。
1.城市集中供热管网敷设的作用集中供热管网主要由输热干线和配热干线以及直线等多部分构成。
输热干线肩负着整个管网主线供应的职责；配热干线则承担着住宅小区主供热的职能；作为支线则是为了满足住宅小区所以供热干线进户的需求的。
随着城市环保工作的深入开展，人们进一步普及了集中供热管网，尽可能的将小区只有供热锅炉的废弃物排放量降低，从而改善城市空气质量。
为了满足现代城市建设实际所需，在普及和敷设集中供热管网时，人们应该加强供热管网敷设技术与方式的合理利用。
城市建设的规划布局要将集中供热管网的敷设纳入考虑范围内，这样不仅可以减少管网施工过程中给附近建筑物造成的影响，还能避免影响到公路交通的正常运行，从而促进城市建设协调发展。
2.集中供热管网的敷设方式所谓城市集中供热管网主要指城市集中供热热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。
浅谈热力管道敷设方式
浅谈热力管道敷设方式作者：张晓嵩来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：随着城市的发展，在不同的地质条件和使用环境下，不同的管道敷设方式有着不同的特点，每种敷设方式均有着其自身的优缺点，所以，设计单位会根据其使用的环境、性能、地理位置合理选择敷设方式。
本文通过这几年本人从事的热力管线翻修改造项目来举例说明在管线翻修改造过程中针对不同的敷设方式，会采取不同的施工方法，从而保证该改造工程的顺利实施，为热力管网安全、稳定、可靠的运行打下坚实的基础。
关键词：热力管线，敷设方式，地沟，直埋，架空中图分类号：TU995.3文献标识码： A 文章编号：一、供热管网敷设定义和方式室外供热管网是集中供热系统中投资份额较大，施工最繁重的部分。
合理的选择管道的敷设方式，对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方面等，都有重要的意义。
供热管道敷设是指将供热管道及其附件按涉及条件组成整体并使之固定就位的工作。
供热管道的敷设形式可分为地上敷设和地下敷设，其中地下敷设又分为有沟敷设和无沟敷设。
二、各种敷设方式的优缺点1、地下敷设（1）直埋敷设：直埋敷设是将管道直接敷设在土壤里的敷设方式，在热力供水管网中，直埋敷设在国内已得到广泛应用。
热力管道在土壤腐蚀性小、地下水位低（低于管道保温层底部0.5米以上）、土壤具有良好渗透性以及不具有腐蚀性液体侵入的地区可采用直埋敷设。
直埋敷设要求管道保温结构具有低的导热系数、高的耐压强度和良好的防火性能。
直埋管道敷设方式有着自己的特点：供热管道直埋结构由供热管道、保温层和保护外壳三部分紧密的结合在一起，形成整体式的预制保温结构，也称为“管中管”，保温层多采用硬质聚氨酯泡沫塑料。
预制直埋保温管严密性好，管道不易腐蚀，使用寿命长。
其优点是利用地下的空间，使地面以上空间较为简洁，并不需支承措施；密度小、导热系数低、保温性能好、吸水性小、机械强度较高，直埋保温管不需要砌筑庞大的地沟而只需要开槽，因此大大减少了工程占地，减少了土方开挖量，减少了土建砌筑和混凝土量，直埋结构占地也较少，易于与其他地下交叉管线和设施相协调。
关于供热管网无补偿直埋敷设方式的探讨
关于供热管网无补偿直埋敷设方式的探讨摘要：供热管道无补偿直埋敷设的方式和传统的有补偿敷设相比较，无补偿敷设大大地减少了固定支架和补偿器的数量，同时冷安装的施工方式也减短了施工周期，在运行中减少了管网的漏点，在我国供热行业中具有十分重要的意义。
关键词:供热管道；无补偿；直埋敷设1无补偿直埋供热管道敷设的计算与设计1.1管材分析应用在供热管道上的管材多为低碳钢Q235。
我们首先就要了解低碳钢Q235的材料特性。
伸长率δ<5%的材料为脆性材料，伸长率δ>5%的材料为塑性材料。
Q235塑性伸长率可达20%～30%（一般取26%），断面收缩率Ψ≈60%。
由此可见Q235钢是一种塑性较好的一种材料，从Q235钢拉应力性能曲线上来分析它在不同应力阶段的变化情况。
（1）弹性阶段。
OA 为弹性变形阶段，σp为比例极限，拉应力与变形保持正比例关系，Q235钢的比例极限σp=200MPa，σe为弹性极限（AB段）δ与ε间的关系不再成正比，但变形仍是弹性的。
A与B非常接近，在工程不对弹性极限和比例极限并不严格区分。
（2）屈服阶段。
屈服：当应力超过B点到达C点后，应力σ呈现幅度不大的波动而变形却急剧地增长，这种现象称为屈服。
C点为屈服高限，D1为屈服低限，通常将屈服低限称为屈服极限，Q235钢的屈服极限σs=235MPa。
（3）强化阶段。
强化：经屈服后，材料又增强了抵抗变形的能力，这时要使材料继续变形，就需要增大拉力，这种现象称为强化。
D1D段为强化阶段。
Q235钢的强化极限σb=375MPa。
（4）局部变形阶段。
从D开始，杆件某一局部横截面急剧收缩，出现颈缩现象，到E点时被拉断。
1.2管道设计要求（1）针对市区地下敷设的管道易产生折角的现象，在管道布置中将大折角分解为几个小角度折角进行敷设。
对于相距较近的折角，由于将其分解为小折角会很困难，则采用大弯曲半径的弯管来代替大折角，从而避免了折角处有预应力集中而产生低循环疲劳破坏或局部失稳破坏。
简述直埋热水供热管道敷设方式的比较
简述直埋热水供热管道敷设方式的比较摘要：加强直埋热水供热管道敷设方式的比较的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对直埋热水供热管道敷设方式的比较进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：供热管网；直埋敷设；应力分析中图分类号： tu833 文献标识码：文章编号：1、直埋管道破坏的方式（1）循环塑性变形。
在加热过程中，管壁因轴向压应力而产生轴向压缩塑性变形；而冷却时，管壁因轴向拉应力而产生轴向拉伸塑性变形；当温差超过一定范围后，将会出现管道破坏的现象。
（2）低循环疲劳破坏。
应力集中通常发生在管线中的弯头、三通、大小头及折角处。
在温度变化过程中，应力集中在管道结构不连续处产生的峰值应力，会引起管道的疲劳破坏。
（3）高循环疲劳破坏。
车辆重量通过车轮和土壤，可作用在车行道下的管道上，使管道局部截面产生椭圆变形，相应的会产生应力集中。
（4）整体失稳。
直埋管道在运行工况下的轴向压力最大，由于压杆效应，可能会引起管线的整体失稳。
特别是对于温升较大的无补偿冷安装方式，温升作用完全转化为很高的轴向压力，极易出现整体失稳破坏。
对此，cjj/t104-2005《城镇直埋供热管道技术规程》中有详细的公式计算，满足其计算就可保证 dn500 以下的管道整体不出现失稳情况。
2、直埋管道敷设方式的探讨与选择以热源供水温度为 130 ℃，回水温度为 70 ℃；安装的环境温度为 10 ℃，管道规格为φ1020×10为例，探讨比较典型管道的几种敷设方式。
（1）无补偿冷安装方式无补偿冷安装方式是最简单最经济的安装方式，即管道在覆土前不加预应力，也不设置补偿器。
由于土壤摩擦力的存在，管道将存在锚固段、滑动段。
当管道处于锚固段时，热胀应力全部转化为温度应力，使管道在运行工况下承受较高的轴向压力。
所以锚固段管道的最大压应力与最大温度变化成正比；当管道处于滑动段时，热胀应力不能全部转化为温度应力，管道将受热伸长。
管道在无补偿冷安装方式下，其受力及管道伸长情况示意见图 1。
直埋敷设供热管网的防腐蚀问题分析
直埋敷设供热管网的防腐蚀问题分析供热管网是城市热力供应的重要组成部分，直埋敷设是一种常见的供热管网敷设方式。
直埋敷设供热管网在长时间的使用过程中，容易受到腐蚀的影响，从而影响供热管网的正常运行。
对于直埋敷设供热管网的防腐蚀问题进行深入分析和研究，对于确保供热系统的安全运行具有重要意义。
直埋敷设供热管网容易受到土壤腐蚀的影响。
土壤中存在各种有机和无机物质，其中一些物质对供热管网的金属材料具有腐蚀作用。
土壤中的氧气、水分、微生物和化学物质会加速金属表面的氧化和腐蚀过程，从而损害供热管网的金属材料。
土壤的导电性、酸碱性等特性也会对供热管网的腐蚀造成影响。
了解土壤环境对供热管网的腐蚀作用，是防止供热管网腐蚀的重要前提。
直埋敷设供热管网在施工和使用过程中容易受到外部损伤和破坏。
由于供热管网直接埋入土壤中，受到车辆行驶、土壤变化、树木生长等因素的影响，容易发生外部损伤和破坏。
一旦供热管网发生损坏，会导致管道内部的介质泄漏，加速金属材料的腐蚀。
加强对供热管网的施工监管和使用管理，及时修补和更换受损的供热管道，对于减少腐蚀造成的损害具有重要意义。
供热管网的保温和防护措施也直接关系到其腐蚀问题。
直埋敷设的供热管网在遭受土壤温度变化时，会产生冷热应力，导致管材表面的保温层破裂和脱落，从而加速腐蚀的发生。
加强对供热管网保温层的材料选择、施工质量和维护管理，是预防腐蚀的重要措施之一。
在防腐蚀问题分析的基础上，对于直埋敷设供热管网的腐蚀防护技术也需要重点关注。
传统的防腐蚀技术包括防腐涂料、阴极保护、镀锌和阻隔膜等方法，这些方法在一定程度上可以减缓供热管网的腐蚀速度。
这些传统技术在实际应用中存在着一定的局限性，例如阴极保护需要外部直流电源的不断供应，而镀锌和阻隔膜易受到外部损伤和破坏，从而影响其防腐蚀效果。
需要加强对新型防腐蚀技术的研发和应用，提高供热管网的抗腐蚀能力。
近年来，一些新型的防腐蚀技术逐渐被引入到供热管网的防腐蚀领域。
西北地区民用机场供热管网敷设方式探讨
二 、西北 民用 机场供 热方 式现 状调 查
西北地 区民用机场 多位于 黄土高 原地 区 、青藏高 原地 区 、沙漠地区以及戈壁地区 ，经过多年的发 展和技术 改造 ，
求 ，为机场供热 工程设计提供参考 。
一
、
供 热 管 网敷 设 方式 的种 类和特 点
道保温 防腐接头处 ，采用现 场发泡 ，外 表面作 玻璃 钢保护
层 。聚氨酯夹克保温管在 聚氨酯 保温层 外包 聚乙烯套 管作
保护层 ，接头作法有 的采用焊 接 聚乙烯套 管 ，有的采 用收 缩套 。聚 乙烯套管较玻璃钢套管保护层坚 固耐用 、强 度高。 上述两种保温管道在集 中供热 区域 、不允 许架 空敷设 的环 境下 ，可采用直埋敷设方式。
经 验
西北地 区民用机场供热管 网敷设方式探讨
・ ・ ・ ・ 段 望 川 页 （ 国民航 机 场建设 集 团公 司西北分公 司） 中
集中供暖 区域指 的是累 年 日平均 温度稳 定低 于或 等 于
５ 的 日数大 于或 等于 ９ ℃ ０天 的地 区。我 国西北地 区大 部分 民用机 场位 于 这一 区域 （ 中、安 康机 场 除外 ） 汉 ，冬 季需
的地 下管网复杂 ，一期建设 时规划 的地下 管线 预留位置 不 够 ，新增管道被迫从地下 “ ” 到地上 。虽然该段 管道架 走
下水会 通过沟壁缝隙渗到 沟里 ，管 沟内热力管道泡 在水 中， 使保温层失去作用 ，增大热 力管 道 的热损失 ，且地 下水腐 蚀 管道表面 ，缩短供 热管道 使用 寿命 。在 地下 水位 较低 的 地区 ，采用管沟敷设 比较普遍 。
空敷设 ，但 全部 位于航站 区老 区 内，并未 对新航 站 区的景
供热管网现状、特点分析及防腐措施
供热管网现状、特点分析及防腐措施一、城市集中供热管网现状及特点随着国民经济的迅速增长，城市化建设进程逐渐加快，其最显著的特点是大中城市不断向周边县市扩展。
城市的扩展必然要新建和翻新许多工民建筑，供热管网也需要不断扩展与更新。
但是，供热管网在建设之初考虑并不周全，其扩展能力远远满足不了用户的需求。
为了节约成本,供热管网多是一段一段地施工,呈单一枝状延伸。
而为了满足一些特殊用户的需要，甚至采取加粗管道的办法，出现了二次网管径大于主管网管径的不合理现象。
供热管网的合理布局是城市建翊口发展的前提条件。
因此，必须对其进行合理地优化设计。
国城市集中供热管网的特点主要是热用户分布区域广、分支多。
在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。
同时有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，而这样存在一定的问题，水力工况和控制十分复杂。
因此，应结合供热管网的特点，对城市集中供热管网进行优化设计。
二、供热管网的优化设计供热管网优化可分为三个方面，其一是管线布局优化，其二是管管径设计优化，其三是管理运行的优化。
把握好这三个方面的优化设计，将极大提高供热管网的运行稳定性，同时也为城市的科学规划奠定了良好的基础。
O1管线的布局优化管网的管线布局上必须达到两个目标，即技术上要可靠，经济上要合理。
技术上可靠是指管线应少穿主要交通线,一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方，地上敷设的管道，更要达到不影响城市环境美观，不妨碍交通的目标；管线还应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段;供热管道与各种管道、建筑物应协调安排相互之间的距离，保证运行安全、施工及检修方便。
经济上合理是指要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件的合理布置；主干线应尽量走热负荷集中区，尽可能使其数量减少。
02管径的设计优化在管线布局、管径设计和管网运行这三部分中，管径的优选是优化设计的核心问题。
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供热管网敷设方式的对比分析
摘要：供热管网是集中供热系统中工程量最大、投资最多、施工任务最重、综合影响因素最多的一个环节，选择合理的敷设方式对管网设计及节能具有重要意义。
该文对管网的不同敷设方式进行对比分析，并计算不同方式敷设方式的管道热损失。
关键词：供热管网敷设方式管道热损失
1 管网的主要敷设方式
集中供热系统供热管网敷设形式分为地上敷设和地下敷设两种。
其中以地下敷设为主，主要方式有直埋敷设和地沟敷设，地上敷设主要为架空敷设。
直埋敷设是指将热力管道直接敷设于土壤中，是目前供热系统中应用最多的一种敷设方式，工程中直埋敷设的管道一般选用聚氨酯预制直埋保温管。
地沟敷设是将热力管道敷设在围护结构内，利用围护结构来承受外界的荷载，并防止水腐蚀热力管道的保温材料。
架空敷设是在地面上，利用支架或支墩来敷设热力管线的一种方式。
2 不同敷设方式需要注意的问题分析
2.1 直埋敷设
直埋敷设管道选择热力管线路由力求短直，尽量靠近热负荷相对集中的位置，管道要尽量利用自然补偿，通过合理选择固定支架的位
置来减少固定支架的推力，从而减少管网的危险点及初投资。
直埋敷设的管道为了减少摩擦力，管道周围需要进行填沙，填沙量不小于200?mm。
2.2 地沟敷设
尽量避免其他管道与热力管道同沟敷设，如特殊情况下热力管道与其他管道同沟敷设时，要做好其他管道的保温。
通行地沟应设置通风，使地沟内温度不超过40?℃，并按照规范要求设置事故人孔。
当采用地沟型预制保温管道时，地沟内支架处管道的保温需要做特殊处理，做好地沟的防水工作。
3 不同敷设方式优缺点对比分析
不同敷设方式优缺点对比分析表见表1，通过对比表中各种敷设方式的优缺点，可以看出直埋敷设无论从施工工程量，还是管网的建设投资都是最优选择方案。
4 直埋敷设与地沟敷设管道热损失计算
热源在输送过程中，很大一部分热量损耗在于管道的散热损失，因此在选择管网的敷设方式时，管道的热损失是重要的参考因素。
目前城市集中供热系统中以直埋敷设和地沟敷设为主要方式，因此本文以直埋和地沟敷设的管道为计算对象，分析两种敷设方式的管道热损失情况。
4.1 埋敷设管道热损失计算如下
工程中供、回水管道一般并列敷设在同一沟槽内，需要考虑其相互间传热的影响，供水管道的散热损失为：
（1）
回水管道的散热损失：
（2）
式中：，－供水管和回水管道单位长度的散热损失，W/m；t1，t2－供水管和回水管的热媒温度，℃；－土壤地表面温度，℃；－供水管和回水管的总热阻，m·℃/W；Rc－附加热阻，m·℃/W，根据理论分析，其相互传热影响可以考虑取一个假想的附加热阻R，在双管直埋情况下，附加热阻为：
（3）
式中：b－供回水管中心间距，m；－土壤的导热系数，W/（m·℃）。
4.2 沟敷设管道热损失计算如下
地沟管道的热损失的计算与直埋管道的热损失计算方法相同，只是在总的传热热阻中，除了保温层热阻和土壤热阻外，还包括地沟壁的热阻以及保温层表面到地沟空气的放热热阻和地沟空气到地沟壁面的放热热阻，即：（4）
式中：RKg－地沟空气到地沟壁面的热阻，m·℃/W；Rg－地沟壁的热阻，m·℃/W；Rb－保温材料热阻，m·℃/W；Rw－管道保温外表面到周围空气的热阻，m·℃/W；其中，Rkg地沟空气到地沟壁面的热阻计算公式为：（5）
式中：－地空气到沟内壁的放热系数，W/(m·℃)；ddg·n－地沟横断面内表面的当量直径，m；
其中，地沟壁热阻Rg可按下式计算：（6）
式中：－地沟壁材料导热系数，W/(m·℃)；－地沟横断面外表面的当量直径，m；
根据上述计算公式，在设定管网供水温度为恒定值（130?℃），改变回水温度的情况下，分别计算直埋和地沟敷设方式两种形式管道的热损失，计算结果见表2；并根据计算结果绘制不同敷设方式的管道散热损失对比图，如图1所示。
通过对以上计算数据和图表的分析可见，对于同等供回温度下，直埋敷设管道单位管长热损失比地沟敷设管道单位管长热损失减少5%，特别是工程中所采用的直埋敷设保温管为聚氨酯预制直埋保温管，保温材料的导热系数更低，管道热损失也越小。
在供热输送过程中，供热管网所散失的总热量在整个供热系统中占较大份额，通过选择管道热损小的敷设方式可有效减少散热损失，使更多的热量充分分配到末端用户，从而达到节能目的。
参考文献
[1]王飞.直埋供热管道工程设计[M].北京:国建筑工业出版社,2007:15-20.
[2]设备及管道保温技术通则(GB4272-1992)[S].中华人民共和国建设部,2002.
[3]田玉卓,闫全英,赵秉文.供热工程[M].北京:机械出版社,1994:120-135.。