供热管网布置

1、学习项目四学习项目四 供热管线的敷设供热管线的敷设 模块一 建筑集中供热管网施工第一单元 供热管网布置供热管网布置 一、供热管网的布置形式 集中供热系统中，供热管道把热源与用户连接起来，将热媒输送到各个用户。管道系统的布置形式取决于热媒（热水或蒸汽） 、热源（热电厂或区域锅炉房等）与热用户的相互位置和热用户的种类、热负荷大小和性质等。选择管道的布置形式时应遵循安全和经济的原则。 供热管网分成环状管网和枝状管网。模块一 建筑集中供热管网施工 枝状管网如图4.1所示，供热管网的管道直径随着与热源距离的增加而减小，且建设投资小，运行管理比较简便。但枝状管网没有备用功能，供热的可靠性差，当管网某处发生

2、故障时，在故障点以后的热用户都将停止供热。 环状管网如图4.2所示，供热管道主干线首尾相接构成环路，管道直径普遍较大。环状管网具有良好的备用功能，当管路局部发生故障时，可经其他连接管路继续向用户供热，甚至当系统中某个热源出现故障不能向热网供热时，其他热源也可向该热源的网区继续供热。环状管网通常设两个或两个以上的热源，管网的可靠性好。与枝状管网相比，环状管网建设投资大，控制难度大，运行管理复杂。模块一 建筑集中供热管网施工模块一 建筑集中供热管网施工图4.1 枝状管网模块一 建筑集中供热管网施工图4.2 环状管网管网；热力站；使热网具有备用功能的跨接管；使热源具有备用功能的跨接管模块一 建筑集中

3、供热管网施工 由于城市集中供热管网的规模较大，故从结构层次上又将管网分为一级管网和二级管网。一级管网是连接热源与区域热力站的管网，又称为输送管网。二级管网以热力站为起点，把热媒输配到各个热用户的热力引入口处，又称为分配管网。一级管网的形式代表着供热管网的形式。如果一级管网为环状，就将供热管网称为环状管网；若一级管网为枝状，就将供热管网称为枝状管网。二级管网基本上都是枝状管网，将热能由热力站分配到一个或几个街区的建筑物内。模块一 建筑集中供热管网施工 还有一种环状管网分环运行的方案被广泛采用，在管网的供、回水干管上装设具有通断作用的跨接管，如图4.2所示。跨接管3为热网提供备用功能，当某段管路、

4、阀门或附件发生故障时，利用它来保证供热的可靠性。跨接管4为热源提供备用功能，当某个热源发生故障时，可通过跨接管4把这个热源区的热网与另一个热源区的热网连通，以保证供热不间断。跨接管4在正常工况下是不参与运行的，每个热源保证各自供热区的供热，任何用户都不得连接到跨接管上。模块一 建筑集中供热管网施工 二、供热管网的平面布置 供热管线平面位置的确定，即定线，应遵守如下基本原则： 1.技术上可靠。供热管道应尽量布置在地势平坦、土质好、地下水位低的地区，应考虑出现故障与事故时能迅速排除。供热管道与建筑物、构筑物和其他管线的最小水平和垂直距离应符合相关规范的规定。模块一 建筑集中供热管网施工 2.经济上

5、合理。供热管网主干线应尽量布置在热负荷集中的地区，应力求管线短而直，减少金属的耗量。要注意管道上阀门（分段阀、分支管阀、放水阀、放气阀等）和附件（补偿器和疏水器等）应合理布置。阀门和附件通常设在检查室内（地下敷设时）或检查平台上（地上敷设时） ，应尽可能减少检查室和检查平台的数量。管网应尽量避免穿过铁路、交通主干线和繁华街道，一般平行于道路中心线并尽量敷设在车行道以外的地方。 3.注意对周围环境的影响。供热管道不应妨碍市政设施的功用及维护管理，不影响环境美观。 供热管网定线后标注在供热区域地形平面图上。模块一 建筑集中供热管网施工。模块一 建筑集中供热管网施工 绘制步骤和方法： 1.在图纸下部

6、绘制出热水网路的平面布置图（可用单线展开图表示）。 2.在平面图的上部以网路循环水泵中心线的高度（或其他方便的高度）为基准面，沿基准面在纵坐标上按一定的比例尺做出标高刻度，如图3.1上的O-y 轴；沿基准面在横坐标上按一定的比例尺做出距离的刻度，如图3.1 上的O-x 轴。模块一 建筑集中供热管网施工 3.在横坐标上找出网路上各点或各用户距热源出口沿管线计算距离的点，在相应点沿纵坐标方向绘制出网路相对于基准面的标高，构成管线的地形纵剖面图，如图3.1中带阴影的部分。还应注明建筑物的高度，如图3.1中、。对高温水用户，还应在建筑物高度顶部标出汽化压力折合的水柱高度，如虚线、。模块一 建筑集中供热

7、管网施工 4.绘制静水压曲线 静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路上各点测压管水头的连线。因为网路上各用户是相互连通的，静止时网路上各点的测压管水头均相等，静水压曲线就应该是一条水平直线。绘制静水压曲线应满足下列基本技术要求： （1）因各用户采用铸铁散热器，所以与室外热水网路直接连接的用户系统内压力最大不应超过底层散热器的承压能力，一般为0.5MPa（50 ） 。 （2）与热水网路直接连接的用户系统内不应出现倒空现象。模块一 建筑集中供热管网施工 （3）高温水用户最高点处不应出现汽化现象。 在本设计中，如果所有用户均采用直接连接，并保证所有的用户不汽化、不倒空，要求的静水压线高度就不能低于

8、64m （即用户的高度加3m 的富裕高度）。如果静水压线定得这样高，用户、底层散热器承受的压力都将超过0.5MPa（50 ），所有的用户都需采用间接连接的形式，这将增加系统的投资费用，既不合理又不经济，所以不能按用户 的要求定静水压线位置，而应按照能满足多数用户直接连接的要求来确定。模块一 建筑集中供热管网施工 如果用户采用间接连接，其他用户采用直接连接，若按用户不汽化的要求，静压线高度最低应定为21m 17.6 m 3m 41.6m （其中17.6m 为130 水的汽化压力，3m为富裕值）；若按用户底层散热器不超压的要求，静压线最高定为50m 3m 47m。 因此，本设计中将静压线定为42m

9、 ，除用户采用间接连接形式外，其他所有用户都可以直接连接，这样，当网路循环水泵停止运行时能够保证系统不汽化、不倒空，而且底层散热器不超压。 选定的静水压线位置靠系统采用的定压方式来保证，目前热水供热系统采用的定压方式主要有高位水箱和补给水泵定压，定压点位置通常设在网路循环水泵的吸入端。模块一 建筑集中供热管网施工 5.绘制回水干管动水压曲线 当网路循环水泵运行时，网路回水管各点测压管水头的连线称为回水管动水压曲线。绘制回水管动水压曲线应满足下列基本技术要求： （1）回水管动水压曲线应保证所有直接连接的用户系统不倒空、不汽化，网路上任何一点的压力不应低于5 ，它控制的是动水压线的最低位置。 （2

10、）与热水网路直接连接的用户，回水管动水压曲线应保证底层铸铁散热器承受的压力不超过0.5MPa（50 ），它控制的是动水压线的最高位置。模块一 建筑集中供热管网施工 题中如果采用高位水箱定压，为了保证静水压线j j的高度，高位水箱的水面高度应比循环水泵中心线高出42m，这在实际运行中难以实现。因此，本设计中采用补给水泵定压，定压点设在回水干管循环水泵的入口处，定压点压力应满足静水压力的要求，维持在42m。本设计中回水管动水压曲线末端的最低点就是回水管动水压线与静水压线的交点A，压力仍是42m。 实际上底层散热器承受的压力比用户系统回水管出口处的压力高，它应等于底层散热器供水支管上的压力，但由于两

11、者的差值比用户系统的热媒压力小很多，可近似认为用户系统底层散热器所承受的压力就是热网回水管在用户出口处的压力。模块一 建筑集中供热管网施工 再根据热水网路的水力计算结果，按各管段实际压力损失绘出回水管动水压线。本设计中回水干线总压降为12 ，回水干线起端E 点的水位高度为421254 。回水管动水压线在静水压线之上，能满足回水管动水压线绘制要求的第一条，但确定的热网回水管在用户出口处的压力有的超过了散热器的承压能力（如用户），只能靠用户与外网的连接方式解决这个问题。模块一 建筑集中供热管网施工 6.绘制供水干管的动水压曲线 当网路循环水泵运行时，网路供水管各点测压管水头的连线称为供水管动水压曲

12、线。供水干管的动水压曲线也是沿流向逐渐下降的，它在每米长度上降低的高度反映了供水管的比压降值。绘制供水管动水压曲线应满足下列基本要求： （1）网路供水干管及与管网直接连接的用户系统的供水管路中，热媒压力必须高于该温度下的汽化压力，任何一点都不应出现汽化现象。 （2）在网路上任何一处用户引入口供、回水管之间的资用压差能满足用户所需的循环作用压力。 这两条限制了供水管动水压曲线的最低位置。模块一 建筑集中供热管网施工 题中用户在网路末端，供、回水管之间的资用压力为最小，用户为低温水用户，考虑采用设水喷射器的直接连接，资用压力选定为10 ，则供水干管末端E（用户的入口）的测压管水头应为54 m10m

13、64m 。再根据外网水力计算结果可知供水干线的压降为12 ，在热源出口处供水管动水压曲线的高度（即A 点的高度）应为64m12m76m。 题中定压点位置在网路循环水泵的吸入端，确定的回水管动水压曲线已全部高于静水压线jj ，所以供水干管内各点的高温水均不会汽化。 这样就绘制出供、回水干管的动水压曲线A E EA和静水压曲线jj ，组成了该网路主干线的水压图。模块一 建筑集中供热管网施工 7.各分支管线的动水压曲线 可根据各分支管线在分支点处供、回水管的测压管水头高度和分支线的水力计算结果，按上述同样方法和要求绘制。 如图3.1所示，用户供水支线和干管的连接点B的水头为73m，考虑B-段供水支管

14、的水头损失3m ，在用户入口处的测压管水头73m3m70m。用户回水支管和干管的连接点B的水头为45m，考虑B唱段回水支管的水头损失3m，在用户出口处测压管水头为45m3m48m。模块一 建筑集中供热管网施工 各用户分支管线的供、回水管路动水压曲线已绘入图3.1中。 由此可见，绘制热水网路水压图的步骤和方法大致如下： （1）选择确定连接方式。 （2）确定静水压线。 （3）确定恒压点，选择定压方式。 （4）绘制动水压线。模块一 建筑集中供热管网施工 三、用户与热网的连接形式 为使热网正常运行，合理选择外网与用户系统的连接方式是一个重要渠道。热水网路的水压图绘制后，就可以分析确定用户与热网的连接形

15、式。根据已绘制的水压图（图3.1）分析如下： 1.用户：该用户是高温水采暖用户，从水压图可知，用户中130的高温水考虑不汽化的要求，压力应为38.6 ，静水压线定在42m ，可以保证用户不汽化、不倒空，而且无论运行还是静止时底层散热器都不会超压。模块一 建筑集中供热管网施工 用户的资用压力H704822 ，用户是大型高温水采暖用户，假设内部设计水头损失为 5 ，资用压力远远超过了用户系统的设计水头损失，需要在用户入口处供水管上设阀门或调压板节流降压，使进入用户的测压管水头降到48553，阀门节流的压降为 705317 ，这可以满足用户对压力的要求正常工作，如图3.2（a）。模块一 建筑集中供热

16、管网施工 2.用户：该用户也是一个直接取用高温水的采暖用户，静压线高度可以保证该用户不汽化、不倒空，虽然静止时底层散热器不会超压，即423 45 ，但由于该用户地势较低，运行工况时，用户回水管的压力为51 （-3）54 ，已超过了散热器的允许压力，所以不能采用简单的直接连接形式。可在供水管上设阀门节流降压，回水管上再设水泵加压，如图3.2（b）。其设计步骤如下： （1）先假定一个安全的回水压力，回水管的测压管水头不超过50347 ，可定为45m。 （2）该用户所需的资用压力如果为4m ，则供水管测压管水头应为45449 。 （3）供水管应设阀门或调压板降压 674918 。 （4）用户回水管加

17、压水泵的扬程 51456。模块一 建筑集中供热管网施工 该用户热网供、回水管提供的资用压差不仅未被利用，反而供水管上需要节流降压，而回水管上又要设加压水泵，不经济，应尽量避免。 用户系统设回水泵加压的连接方式常出现在热水网路末端的一些用户和热力站上。当热水网路上连接的用户热负荷超过设计热负荷，或网路没有很好地进行初调节，末端的一些用户和热力站容易出现网路提供的资用压力小于用户或热力站要求的压力，就会出现作用压力不足的情况，此时回水压力过低，需设加压水泵。此外，利用网路回水再向一些用户进行回水供暖时（例如厂区回水再向生活区采暖） ，往往也需设回水加压泵，设回水加压泵时，常常由于选择的水泵流量或扬

18、程较大，影响临近用户的供热状况，造成网路的水力失调，因此，应慎重考虑和正确选择加压水泵的流量和扬程。模块一 建筑集中供热管网施工3.用户 ：该用户是高层建筑低温水采暖用户，系统静压线和回水动压线高度均低于系统充水高度61m（也就是该用户的静水压线高度），不能保证其始终充满水和不倒空。因此，需采用设表面式水唱水换热器的间接连接，如图3.2（c）。 由水压图（图3.2）可知，该用户与热网连接处回水管的压力为54 ，如果水唱水换热器的压力损失为4 ，水唱水换热器前的供水压力应为54 458 ，该用户与热网连接处供水管的压力为64 ，用户供水管路应设阀门节流降压，压降应为 64586 。应注意，该用户

19、的静压线为61m，超过了常用铸铁散热器的承压能力，系统应采用承压能力较高的散热器或采用分区采暖系统。模块一 建筑集中供热管网施工 如果该用户欲与管网直接连接，可在用户回水管上安装一个保证系统始终充满水、不倒空的阀前压力调节器，在供水管上安装止回阀，阀前压力调节器与止回阀一起将用户系统与网路隔开。 4.用户：该用户是低温水采暖用户，从水压图（图3.1）可以看出，网路循环水泵停止运行时，静水压线能保证用户 不汽化、不超压。假设该用户内部的水头损失为1 ，而外网提供的资用压力为10 ，可以考虑采用设水喷射器的直接连接，如图3.2（d）。水喷射器出口的测压管水头为54155 ，喷射器本身消耗的压降为 64559 ，满足水喷射器的设置要求。模块一 建筑集中供热管网施工 总结上述内容，外网与用户系统常用连接方式有以下几种： (1)直接连接：当外网提供给用户的资用压头在212 ，可选用简单直接连接，喷射泵、水喷射器等连接方式；当用户的资用压头不足25 ，可采用混合水泵连接方式（当水温要求合理）。 (2)间接连接：当热用户为高层建筑时，采用直接连接时底层散热设备将被压坏。遇到这种情况，有几种解决方法：一种是把水压图的静水压线和回水压线提高，采用承压能力较高的散热器；一种是采用分层间接连接方式，40m 以下各层采用简单直接连接，40m以上各层采用热