哈工大供热工程课件第十三章供热管线的敷设和构造.ppt

第十三章供热管线的敷设和构造,概述 热网:由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统 供热管线:输送供热介质的管道及其沿线的管路附件和附属 构筑物的总称 供热管线构造:供热管道、管道附件、保温结构、补偿器、 管道支座（架）、地沟、检查井及检修平台 供热管线敷设：把供热管道及其附件按设计条件组成整体 并使之就位的工作 敷设方式：地上敷设和地下敷设两大类型,13-1 供热管网布置原则,一、供热管网布置的工作内容 1.定线：供热管线平面位置的确定是供热管网布置的 2.供热管网布置型式：有枝状管网和环状管网两大类 二、管网布置原则 在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定 三、定线原则 1.经济上合理： 主干线短直 且负荷集中 附件少 2.技术上可靠： 避开松软、腐蚀和塌陷土质和高水位处 3.与周围环境协调：干线少穿干道、平行与道路且在人行道绿化带下，与其他管线建、构筑物间距符合规范要求,,,,13-2 室外供热管道的敷设方式,一、地上敷设 含地面上独立支架和或附墙支架两两类按照支架的高度不同，可有以下三种型式 1.低支架(图13.2) 在不妨碍交通，不影响厂区扩建的场合，可采用低支架敷设。

通常是沿着工厂的围墙或平行于公路或铁路敷设为了避免雨雪的侵袭，低支架敷设，供热管道保温结构底距地面净高不得小于0.3m 低支架敷设可以节省大量土建材料、建设投资小、施工安装方便、维护管理容易，但其适用范围太窄2.中支架(图13-3) 在人行频繁和非机动车辆通行地段，可采用中支架敷设管道保温结构底距地面净高为2.0-4.0m 3.高支架(图13-3) 管道保温结构底距地面净高为4 m以上，一般为4.0-6.0m在跨越公路、铁路等障碍物时采用 4.其他支架:大跨距时可采用珩架、悬索、吊索等组合支架； 5.支架材料:砖砌、毛石砌、钢筋混凝土结构、钢结构和木结构等目前，国内常用的是钢筋混凝土支架 6.适应范围:地下水位较高、土质为湿陷性或腐蚀性土壤， 工业企业内部 7.优缺点:地上敷设较为经济它不受地下水位和土质的影响，便于运行管理，易于发现和消除故障;但占地面积较多，管道的热损失较大，影响城市美观.,,图13-2 低支架示意图,二、地下敷设,(一)地沟敷设 地沟分砌筑、装配和整体等类型砌筑地沟采用砖、石或大型砌体砌筑墙体，配合钢筋混凝土预制盖板装配式地沟一般用钢筋混凝土预制构件现场装配，施工速度较快。

整体式地沟用钢筋混凝土现场灌筑而成，防水性能较好地沟的横截面常做成矩形或拱形 根据地沟内人行通道的设置情况，分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟1.通行地沟 尺寸：直立通行的地沟可采用单侧布管或双侧布管 人孔：人行通道的高度不低于1.8m，宽度不小于0.6m蒸汽管道每隔l00m、热水管道每隔200m设一个事故人孔,整体混凝土结构的通行地沟，每隔200m宜设一个安装孔，以便检修更换管道图13-4) 通风：自然通风或机械通风，t‹40℃； 照明：安全电压 防、排水：防水砂浆、防水 层，沟底设坡向检查井的坡度,,2.半通行地沟 人行通道高度约1.2～1.4m，宽度不小于0.5m操作人员可以在地沟内弯腰行走,进行检查和简单维修. 详见图13-5 3.不通行地沟 只需保证管道施工安装的必要尺寸管道检修时必须掘开地面详见图13-6 4.其他地沟 预制地沟 一般为不通行,如椭圆拱沟（图13-7）; 整体地沟 钢筋混凝土综合管沟（图13-8）图13-4 通行地沟,图13-5 半通行地沟,图13-7 预制 椭圆拱形地沟,,,,图13-8 整体预制钢筋混凝土综合管沟,,(二)无沟(直埋)敷设,1.发展 煤灰渣填充-草绳白灰壳-珍珠岩粉-预制珍珠岩-整体式预制保温管结构型式(聚胺脂泡沫塑料+高密度聚乙烯) 2.特点 结构简单、土方量及土建工程量减小，占地小、严密性好，管道不易腐蚀。

使用寿命长(达50年以上)，简化了管网系统，节省基建费用，散热损失小 3.国内外直埋技术对比 第三强度理论：有补偿，无预热 第四强度理论：无补偿，有预热,,,13-3供热管道及其附件,概述 管道 附件：管件（三通、弯头） 阀门 补偿器 支座（架） 其他器具，含放水、排气、疏水装置,一、管道,1.室内管道 供暖：水、煤气管；热水：镀锌钢管 2.室外管道 Ф219以下：无缝钢管；Ф219以上螺旋焊接钢管 3.管道材料 普通碳素结构钢Q235（ A3 ） 4.管道连接 丝接（螺纹连接）一般DN≤32时采用 焊接 一般DN40时采用 法兰连接 一般用于管道与设备和阀门间的连接二、阀门,作用：启闭、调节、控制、安全 1.截止阀 截止阀按介质流向可分为直通式、直角式和直流式(斜杆式)三种其结构型式，按阀杆螺纹的位置可分为明杆和暗杆两种图13-10是最常用的直通式截止阀结构示意图 截止阀关闭严密性较好，但阀体长，介质流动阻力大，产品公称通径不大干200mm图13-10直通式截止阀,,2.闸阀 闸阀的结构型式，也有明杆和暗杆两种另外按闸板的形状及数目，有楔式与平行式，以及单板与双板的区分图13-11是明杆平行式双板闸阀构造示意图，图13-12是暗杆楔式单闸板闸阀构造示意图。

闸阀的优缺点正好与截止阀相反它常用在公称通径大干200mm的管道上 截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用由于其调节性能不好，不适于用来调节流量图13-11 明杆平行式双板闸阀 图13-12 暗杆楔式单板闸阀,,3.蝶阀 图13-13所示为蜗轮传动型蝶阀阀板沿垂直管道轴线的立轴旋转，当阀板与管道轴线垂直时，阀门全闭，阀板与管道轴线平行时；阀门全开蝶阀阀体长度很小，流动阻力小，调节性能稍优于截止阀和闸阀，但造价高 蝶阀在国内热网工程上应用逐渐增多截止阀、闸阀和蝶阀的连接方式可用法兰、螺纹连接或采用焊接它们的传动方式可用手动传动(用于小口径)，齿轮、电动、液动和气动等(用于大口径)传动方式 《热网规范》规定，对公称直径大于或等于600mm的阀门，应采用电动驱动装置图13-13蝶阀结构示意图,,4.止回阀 止回阀(逆止阀)是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀门 在供热系统中，止回阀常安装在泵的出口、疏水器出口管道上，以及其它不允许流体反向流动的地方 常用的止回阀主要有旋启式和升降式两种 图13-14是旋启式止回阀的构造示意图旋启式止回阀密封性差些，一般多用在垂直向上流动或大直径的管道上。

升降式止回阀(图13-15)是由阀体1，阀瓣2和阀盖3组成其密封性较好但只能安装在水平管道上一般多用于公称直径小于200mm的水平管道上图13—15升降式止回阀,,,,5. 手动调节阀 图13-16是手动调节阀结构示意图手动调节阀的阀瓣呈锥形，通过转动手轮，调节阀瓣的位置，可以改变阀瓣下边与阀体中的通径之间所形成的缝隙面积，从而调节介质流量调节性能好的调节阀，其阀瓣启升高度与通过流量的大小，应近似地呈线性关系图13一16手动调节阀,三、管道的排水、放气和疏水装置,1.排水 热水、凝结水管道的局部最低点处(包括分段阀门划分的每个管段的低点处)，应安装放水装置放水装置应保证一个放水段的排水时间不超过下面的规定对DN≤300mm的管道，放水时间为(2-3)h，对DN350-500mm，为(4-6)h;对DN≥600mm,为(5-7)h规定放水时间主要是考虑在冬季出现事故时能迅速放水，缩短抢修时间．以免 为便于热水管道和凝水管道顺利放气和在运行或检修时排净管道中的存水，以及从蒸汽管道中排出沿途凝水，地下敷设供热管道宜设坡度，其坡度不小于0．002，同时．应配置相应的放气、排水及疏水装置 2.3.,,,2.放气 放气装置应设置在热水、凝结水管道的局部最高点处(包括分段阀门划分的每个管段的高点处)。

放气阀门的管径一般采用Ф15～32mm 3.疏水装置 为排除蒸汽管道的沿途凝水，蒸汽管道的低点和垂直升高的管段前应设起动疏水和经常疏水装置(图13-18)此外，同一坡向的管段，在顺坡情况下每隔400-500m，逆坡时每隔200-300m应设起动疏水和经常疏水装置经常疏水装置排出的凝结水，宜排入凝结水管道，以减少热量和水量的损失当管道中的蒸汽在任何运行工况下均为过热状态时，可不装经常疏水装置13-4补偿器,作用：吸收管道热膨胀、减少管道的应力和作用在附件和 支架结构上的作用力 种类：自然补偿 方形补偿器 波纹管补偿器 套筒补偿器 球形补偿器等 前三种是利用补偿器材料的变形来吸收热伸长，后两种是利用管道的位移来吸收热伸长一、自然补偿,利用供热管道自身的弯曲管段(如L型或Z型等)来补偿管段的热伸长的补偿方式，称为自然补偿 自然补偿不必特设补偿器，因此考虑管道的热补偿时，应尽量利用其自然弯曲的补偿能力自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长 二、方形补偿器 它是由四个90°弯头构成的补偿器(图13-19)，靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长通常用无缝钢管煨弯或机制弯头组合而成。

也有将钢管弯曲成“S”形或“Ω”形的补偿器这种补偿器也总称为弯管补偿器弯管补偿器的优点是制造方便，不用专门维修，因而不需要为它设置检查室工作可靠，作用在固定支架上的轴向推力相对较小其缺点是介质流动阻力大，占地多 方形补偿器在供热管道上应用很普遍安装弯管补偿器时，经常采用冷拉(冷紧)的方法，来增加其补偿能力或达到减少对固定支座推力的目的三、套管补偿器,由填料密封的套管和外壳管组成，两者同心套装并可轴向补偿的补偿器图13-21所示为一单向套筒补偿器维修不便目前有采用柔性密封填料的套筒补偿器柔性密封填料可直接通过外壳小孔注入补偿器的填料函中，因而可以在不停止运行情况下进行维护和检修，维修工艺简便补偿能力大，一般可达250-400mm，占地小，介质流动阻力小，造价低，但其维修工作置大，管道地下敷设时，为此要增设检查室它只能用在直线管段上;当其使用在弯管或阀门处时，共轴向产生的盲板推力(由内压引起的不平衡水力推力)也较大，需要设置加强的固定支座近年来，国内出现的内力平衡式套筒补偿器，可消除此盲板推力四、波纹管补偿器,用单层或多层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的管状补偿设备工作时，它利用波纹变形进行管道热补偿。

供热管道上使用的波纹管，多用不锈钢制造 波纹管补偿器按波纹形状主要分为“U”形和“Ω”形两种；按补偿方式分为轴向、横向和铰接等；轴向补偿器可吸收轴向位移，按其承压方式又分为内压式和外压式图13-20所示为内压轴向式波纹管补偿器的结构示意图 横向式补偿器可沿补偿器径向变形，常装于管道中横向管段上吸收管道热伸长铰接式补偿器可以其铰接轴为中心折曲变形，它需要成对安装在转角段上进行管道热补偿 波纹管补偿器的主要优点是占地小，不用专门维修，介质流动阻力小因此，内压轴向式波纹管补偿器在国内热网工程上应用逐步增多，但其造价较贵些五、球形补偿器,图13-22 球形补偿器动作原理图,13-5 管道支架,管道支座 直接支承管道并承受管道作用力的管路附件它的作用是支撑管道和限制管道位移 管道支架 将管道或支座所承受的作用力传递到建筑结构或地面的管道构件 支座承受管道重力和由内压、外载和温度变化引起的作用力，根据支座(架)对管道位移的限制情况，分为活动支座(架)和固定支座(架)一、活动支座(架),作用 支撑管道并允许管道和支承结构有相对位移 活动支座(架)按其构造和功能分为滑动、滚动、弹簧、悬吊和导向等支座(架)型式。

种类 1.曲面槽滑动支座(图13-23) 2.丁字托滑动支座 (图13-24),,3.弧形板滑动支座 (图13-25) 前两种型式，管道由支座托住，滑动面低于保温层，保温层不会受到损坏弧形板式滑动支座的滑图13—25弧形。