1、第十章第十章 供热管线的敷设和构造供热管线的敷设和构造教学目的：理解供热管网布置原则、教学目的：理解供热管网布置原则、掌握供热管道和附件的敷设掌握供热管道和附件的敷设教学重点：供热管道的敷设教学重点：供热管道的敷设教学难点：供热管道附件的选择教学难点：供热管道附件的选择 集中系统的集中系统的供热管网供热管网是由将热媒从热源是由将热媒从热源和分配到各热用户的管线系统所组成。和分配到各热用户的管线系统所组成。在大型热网中，有时为保证管网压力工在大型热网中，有时为保证管网压力工况、集中调节和检测热媒参数，还设置中继况、集中调节和检测热媒参数，还设置中继泵站或控制分配站。泵站或控制分配站。供热管线的构
2、造包括：供热管道及其附供热管线的构造包括：供热管道及其附件、保温结构、补偿器、管道支座以及地上件、保温结构、补偿器、管道支座以及地上敷设的管道支架、操作平台和地下附设的地敷设的管道支架、操作平台和地下附设的地沟、检查室等构筑物。沟、检查室等构筑物。第一节第一节 供热管网布置原则供热管网布置原则 供热管网布置的两个主要内容：供热管网布置的两个主要内容：供热管网布置型式供热管网布置型式(枝状管网和环状管网枝状管网和环状管网两大类型两大类型)供热管线在平面位置的确定供热管线在平面位置的确定供热管网布置原则供热管网布置原则：是在城市建设规划的指导下，考虑热是在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源
3、位置、与各种地上地下管负荷分布、热源位置、与各种地上地下管道及构建物、园林绿地的关系和水文、地道及构建物、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。质条件等多种因素，经技术经济比较确定。定线（供热管线平面位置的确定）应遵守定线（供热管线平面位置的确定）应遵守的基本原则：的基本原则：1 1、经济上合理、经济上合理 主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门、补偿器和放气、放水、疏水等要注意管线上的阀门、补偿器和放气、放水、疏水等装置的合理布置。装置的合理布置。2 2、技术上可靠、技术上可靠 供热管线应尽量避开土质松软
4、地区、地震断裂带、供热管线应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、地下水位高等不利地段。地下水位高等不利地段。3 3、对周围环境影响少而协调、对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中供热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。通常应只沿心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道不影响城市环境美街道的一侧敷设。地上敷设的管道不影响城市环境美观，不妨碍交通。观，不妨碍交通。第二节第二节 室外供热管道的敷设方式室外供热管道的敷设方式 合理地选择供热管道的敷设方式以及合理地选择供热管道的敷设方式以及做好管网的定线
5、工作，对节省投资、保证做好管网的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠的运行和施工维修方便等，热网安全可靠的运行和施工维修方便等，都有重要意义。都有重要意义。供热管道敷设供热管道敷设是指将供热管道及其附是指将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件按设计条件组成整体并使之就位的工作供热管道的敷设型式。供热管道的敷设型式。供热管道敷设可分为供热管道敷设可分为地上（架空）敷地上（架空）敷设设和和地下敷设地下敷设两类。两类。一、一、地上敷设：地上敷设：管道敷设在地面上或附墙管道敷设在地面上或附墙支架上的敷设方式。支架上的敷设方式。一、一、地上敷设地上敷设 按照支架的高度不同，可有以下三种
6、按照支架的高度不同，可有以下三种地上敷设型式：地上敷设型式：1 1、低支架、低支架 通常是沿着工厂的围墙或平行通常是沿着工厂的围墙或平行于公路或铁路敷设。于公路或铁路敷设。2 2、中支架、中支架 在人行频繁和非机动车辆通行在人行频繁和非机动车辆通行地段，可采用中支架敷设。地段，可采用中支架敷设。3 3、高支架高支架 管道保温结构底距地面净高为管道保温结构底距地面净高为4 4米以上，一般为米以上，一般为4.04.06.06.0米。在跨越公路、米。在跨越公路、铁路或其他障碍物时采用。铁路或其他障碍物时采用。支架按力学特点可分为：刚性支架、支架按力学特点可分为：刚性支架、柔性支架、铰性支架。柔性支架
7、、铰性支架。二、地下敷设二、地下敷设 是城镇集中供热管道广泛采用是城镇集中供热管道广泛采用（一）、地沟敷设（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。板。装配式地沟一般用钢筋混凝土预制构件现场装配。整体式用钢筋混凝土现场灌筑，防水性能好。地沟截整体式用钢筋混凝土现场灌筑，防水性能好。地沟截面常为矩形或拱形。面常为矩形或拱形。根据地沟内人行通道的设置情况分为根据地沟内人行通道的设置情况分为通行地沟通行
8、地沟是工作人员可以在地沟直立通行的地沟。是工作人员可以在地沟直立通行的地沟。半通行地沟半通行地沟，留有高度约，留有高度约1.11.4米，宽度不小于米，宽度不小于0.5米的米的人行通道。人行通道。不通行地沟不通行地沟的横截面较小，只需保证管道施工安装的必的横截面较小，只需保证管道施工安装的必要尺寸。要尺寸。二、地下敷设二、地下敷设二、地下敷设二、地下敷设（二）（二）无沟（直埋）敷设无沟（直埋）敷设 最多采用的型式是最多采用的型式是供热管道、保温层供热管道、保温层和和保护外壳保护外壳三者紧密粘结在一起，形成整体式三者紧密粘结在一起，形成整体式的预制保温管道结构型式。的预制保温管道结构型式。保温层保
9、温层多采用硬质聚氨酯泡沫塑料（密多采用硬质聚氨酯泡沫塑料（密度小、导热系数低于度小、导热系数低于0.027W/m、保温性能、保温性能好、吸水性小，具有足够的机械强度好、吸水性小，具有足够的机械强度）。）。保温外壳保温外壳多采用高密度聚氨酯乙烯硬质多采用高密度聚氨酯乙烯硬质塑料管（具有较高的机械性能、耐磨损、抗塑料管（具有较高的机械性能、耐磨损、抗冲击性能较好、化学稳定性好，具有良好的冲击性能较好、化学稳定性好，具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能，它可以焊接，便于耐腐蚀性和抗老化性能，它可以焊接，便于施工）。施工）。预制保温管道直埋敷设的优点预制保温管道直埋敷设的优点P2411 1、无沟敷设不需砖砌
10、地沟；、无沟敷设不需砖砌地沟；2、占地小，易于与其他地下管道和设施相协调占地小，易于与其他地下管道和设施相协调；3、严密性好，管道不易腐蚀；严密性好，管道不易腐蚀；4、可以不设置补偿器和固定支座，简化管网系统，可以不设置补偿器和固定支座，简化管网系统，节省基建投资；节省基建投资；5 5、导热系数小，供热管道散热小、导热系数小，供热管道散热小 ；6 6、结构简单，采用工厂预制，易于保证工程质量、结构简单，采用工厂预制，易于保证工程质量。第三节第三节 供热管道及其附件供热管道及其附件一、供热管道一、供热管道供热管道通常采用钢管。供热管道通常采用钢管。钢管的最大优点：能承钢管的最大优点：能承受较大的
11、内压力和动荷载，管道连接简便；受较大的内压力和动荷载，管道连接简便；缺点：内部和外部易受腐蚀。缺点：内部和外部易受腐蚀。室内供热管道常采用水煤气管或无缝钢管；室外室内供热管道常采用水煤气管或无缝钢管；室外供热管道都采用无缝钢管和钢板卷焊管。供热管道都采用无缝钢管和钢板卷焊管。钢管的连接可采用焊接、法兰盘连接和丝扣连接。钢管的连接可采用焊接、法兰盘连接和丝扣连接。焊接：可靠，施工简便迅速，广泛用于管道之间焊接：可靠，施工简便迅速，广泛用于管道之间及补偿器等的连接。及补偿器等的连接。法兰连接装卸方便，通常用在管道与设备、阀门法兰连接装卸方便，通常用在管道与设备、阀门等需要拆卸的附件连接上。等需要拆
12、卸的附件连接上。二、阀门阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量阀门是用来开闭管路和调节输送介质流量的设备。的设备。在供热管道上常用的阀门型式有：截止阀、在供热管道上常用的阀门型式有：截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀和调节阀等。闸阀、蝶阀、止回阀和调节阀等。截止阀图13-10截止阀 介质流向可分为直通式、直角式和直流式三种。介质流向可分为直通式、直角式和直流式三种。其结构型式，按阀杆螺纹位置可分为明杆和暗杆其结构型式，按阀杆螺纹位置可分为明杆和暗杆两种。两种。截止阀关闭严密性好，但阀体长，介质流动力大。截止阀关闭严密性好，但阀体长，介质流动力大。截止阀截止阀：作为切断或调节以及节流使用，耐磨便：作为切断
13、或调节以及节流使用，耐磨便于维修。于维修。城建供水、供热工程上公称通径小城建供水、供热工程上公称通径小于于150mm的管路上。的管路上。高温高压介质的管路或装置上宜选用。高温高压介质的管路或装置上宜选用。闸阀 图13-11闸阀：是常用的截断阀之一，主要用来接通或闸阀：是常用的截断阀之一，主要用来接通或截断管路中的介质，不适用调节介质流量。截断管路中的介质，不适用调节介质流量。闸阀适用于压力、温度及口径范围很大，闸阀适用于压力、温度及口径范围很大，尤其适用于中、大口径的管道。通常适用尤其适用于中、大口径的管道。通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的
14、工况。全闭的工况。闸阀的结构型式也有明杆和暗杆两种；闸阀的结构型式也有明杆和暗杆两种；按闸板的形状及数目，有楔式与平行式以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，闸阀的优缺点正好及单板与双板的区分，闸阀的优缺点正好与截止阀相反，常用在公称通径大于与截止阀相反，常用在公称通径大于200mm的管道上。的管道上。截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用，调节性截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用，调节性能不好，不适于用来调节流量能不好，不适于用来调节流量蝶阀 蝶阀阀体长度很小，蝶阀阀体长度很小，流动阻力小，调节性流动阻力小，调节性能稍优于截止阀和闸能稍优于截止阀和闸阀，但造价高。阀，但造价高。蝶
15、阀蝶阀在国内热网工程上应在国内热网工程上应用逐渐增多。用逐渐增多。止回阀止回阀（逆止阀）是用来防止管道或设备止回阀（逆止阀）是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀门。中介质倒流的一种阀门。常用的止回阀主要有旋启式和升降式。常用的止回阀主要有旋启式和升降式。调节阀：调节供热介质流量，有手动和自调节供热介质流量，有手动和自动调节阀，调节性能好的调节阀，其阀瓣启动调节阀，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呈升高度与通过流量的大小应近似呈线性关系线性关系。截止阀、闸阀和蝶阀的连接方式可用法兰、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；传动方式可用手动螺纹连接或采用
16、焊接；传动方式可用手动（用于小口径）、齿轮、电动、液动和气动（用于小口径）、齿轮、电动、液动和气动（用于大口径）等。（用于大口径）等。管道的放气、排水及疏水装置管道的放气、排水及疏水装置P244为便于热水管道和凝水管道顺利放气和在运行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，其坡度不小于坡度，其坡度不小于0.002，同时应配置相应，同时应配置相应的放气、排水和疏水装置。的放气、排水和疏水装置。放气装置应设置在热水、凝结水管道的高点处放气装置
17、应设置在热水、凝结水管道的高点处（包括分段阀门划分的每个管段的高点处）。（包括分段阀门划分的每个管段的高点处）。为排除蒸汽管道的沿途凝水，蒸汽管道的低点为排除蒸汽管道的沿途凝水，蒸汽管道的低点垂直升高的管段前应设起动疏水和经常疏水垂直升高的管段前应设起动疏水和经常疏水装置。装置。第四节第四节 补偿器补偿器 补偿器的作用：补偿器的作用：为了防止供热管道升温时，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏需要在管道上设置补偿器。破坏需要在管道上设置补偿器。补偿器的种类主要有管道的自然补偿、方形补偿器的种类主要有管道的自然补偿、方形补偿、波纹管
18、补偿器、套筒补偿器和球星补偿、波纹管补偿器、套筒补偿器和球星补偿器等。补偿器等。一、自然补偿一、自然补偿 自然补偿的概念：利用供热管道自身的弯自然补偿的概念：利用供热管道自身的弯曲管段（如曲管段（如L型或型或Z型）来补偿管段的热型）来补偿管段的热伸长的补偿方式。伸长的补偿方式。优点：自然补偿不必特设补偿器；优点：自然补偿不必特设补偿器；缺点：管道变形只会产生横向位移，而且缺点：管道变形只会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长。补偿的管段不能很长。二、方形补偿器二、方形补偿器概念：由四个概念：由四个9090弯头构成弯头构成“U”U”形的补偿器。靠其弯形的补偿器。靠其弯管的变形来补偿管段的热伸长。
19、管的变形来补偿管段的热伸长。优点：制造方便；不用专门维修，因而不需要为它设优点：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。力相对较小。缺点：介质流动阻力大，占地多。缺点：介质流动阻力大，占地多。三、波纹管补偿器三、波纹管补偿器：利用波纹变形进行管道热补偿 的补偿器。主要优缺点是占地小，不用专门维修，介质流动阻力小，造价较贵些。四、套筒（管）补偿器四、套筒（管）补偿器概念：概念：套筒（管）补偿器套筒（管）补偿器是由填料密封的套是由填料密封的套管和外壳组成，两者同心套装并可轴向补管和外壳组成，两者同心
20、套装并可轴向补偿的补偿器。偿的补偿器。优点：补偿能力大；占地小；介质流动阻力优点：补偿能力大；占地小；介质流动阻力小，造价低；小，造价低；缺点：其压紧、补充和更换调料的维修工作缺点：其压紧、补充和更换调料的维修工作量大；管道地下敷设时，要增设检查室；量大；管道地下敷设时，要增设检查室；如管道变形有横向位移时，需要设置加强如管道变形有横向位移时，需要设置加强的固定支座。的固定支座。五、球形补偿器五、球形补偿器球体与外壳可相对折曲或旋转一定角度（一球体与外壳可相对折曲或旋转一定角度（一般可达般可达30），以此进行热补偿。），以此进行热补偿。它的特点是能作空间变形，补偿能力大，适它的特点是能作空间变
21、形，补偿能力大，适用于架空敷设上。用于架空敷设上。第五节第五节 管道支座（架）管道支座（架）概念：概念：管道支座是直接支承管道并承受管道作管道支座是直接支承管道并承受管道作用力的管道附件。用力的管道附件。作用：支撑管道和限制管道位移。作用：支撑管道和限制管道位移。分类：根据支座对管道位移的限制情况，分为分类：根据支座对管道位移的限制情况，分为活动支座和固定支座（架）。活动支座和固定支座（架）。一、活动支座（架）一、活动支座（架）概念：活动支座（架）是允许管道和支承结构有相对位移的管道支座（架）。分类：滑动、滚动、弹簧、悬吊和导向等支座（架）形式。滑动支座与支架是由安装（采用卡固或焊接滑动支座与
22、支架是由安装（采用卡固或焊接方式）在管子上的钢制管托与下面的支承结方式）在管子上的钢制管托与下面的支承结构构成。构构成。图图13-23滚动支座滚动支座是由安装在管子上的钢制管托与是由安装在管子上的钢制管托与设置在支承结构上上的辊轴、滚柱或滚设置在支承结构上上的辊轴、滚柱或滚珠盘等部件构成。珠盘等部件构成。悬吊支架悬吊支架常用在室内供热管道上。常用在室内供热管道上。弹簧支座（架）弹簧支座（架）的构造一般由在滑动支座、的构造一般由在滑动支座、滚动支座的管托下或在悬吊支架的构件滚动支座的管托下或在悬吊支架的构件中加弹簧构成。中加弹簧构成。二、固定支座二、固定支座 概念：是不允许管道和支承结构有相对位
23、移概念：是不允许管道和支承结构有相对位移的管道支座。的管道支座。分类：最常用的是金属结构的固定支座，有分类：最常用的是金属结构的固定支座，有卡环式、焊接角钢固定支座、曲面槽固定卡环式、焊接角钢固定支座、曲面槽固定支座和挡板式固定支座等。支座和挡板式固定支座等。第六节第六节 检查室与操作平台检查室与操作平台作用：1、地下敷设管道安装有套筒补偿器、阀门、放水、排气和除污装置等管道附件处，应设检查室（井）。2、检查室还用来汇集和排除渗入地沟或由管道放出的网路水。第七节第七节 供热管道的保温及其热力计算供热管道的保温及其热力计算主要目的：主要目的：1、减少热媒在输送过程中的热损失，节约、减少热媒在输送
24、过程中的热损失，节约燃料；燃料；2、保证操作人员安全，改善劳动条件；、保证操作人员安全，改善劳动条件；3、保证热媒的使用温度。、保证热媒的使用温度。运行经验表明：热水管网即使有良好的保运行经验表明：热水管网即使有良好的保温，其热损失仍约占总输热量的温，其热损失仍约占总输热量的5%8%,蒸汽管网约为蒸汽管网约为8%12%。保温材料及其制品保温材料及其制品 保温材料应满足的要求：保温材料应满足的要求：重量轻、导热系数小（小于重量轻、导热系数小（小于0.12W/m），在使用温度下不变形或变），在使用温度下不变形或变质、具有一定的机械强度、不腐蚀金属、质、具有一定的机械强度、不腐蚀金属、可燃成份小、吸
25、水率低、易于施工成型，可燃成份小、吸水率低、易于施工成型，且成本低廉。且成本低廉。目前常用的管道保温材料有：目前常用的管道保温材料有：石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、岩棉、石棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、岩棉、矿渣棉、玻璃纤维及玻璃棉、微孔硅酸钙、矿渣棉、玻璃纤维及玻璃棉、微孔硅酸钙、泡沫混凝土、聚氨酯硬质泡沫塑料等。泡沫混凝土、聚氨酯硬质泡沫塑料等。管道的保温结构管道的保温结构 管道的保温结构是由管道的保温结构是由保温层保温层和和保护层保护层两部分组成。两部分组成。供热管道常用的保温方法有涂抹式、预制式、缠供热管道常用的保温方法有涂抹式、预制式、缠绕式、填充式、灌注式和喷涂式等。绕式、填充式、灌注式
26、和喷涂式等。涂抹式保温涂抹式保温：将不定型的保温材料加入粘合剂等：将不定型的保温材料加入粘合剂等用水拌合成塑性泥团，分层涂抹于需要保温的用水拌合成塑性泥团，分层涂抹于需要保温的设备、管道表面上，干后形成保温层的保温方设备、管道表面上，干后形成保温层的保温方法。特点：该法不用模具，整体性好，特别适法。特点：该法不用模具，整体性好，特别适用于填堵洞孔和异性表面的保温。用于填堵洞孔和异性表面的保温。预制式保温预制式保温：将保温材料制成板状、弧形块、将保温材料制成板状、弧形块、管壳等形状的制品，用捆扎或粘接方法安装管壳等形状的制品，用捆扎或粘接方法安装在设备或管道上形成保温层的保温方法。该在设备或管道
27、上形成保温层的保温方法。该方法用于操作方便和保温材料多以制品形式方法用于操作方便和保温材料多以制品形式供货，因而目前被广泛采用。供货，因而目前被广泛采用。缠绕式保温缠绕式保温：用绳状或片状的保温材料缠绕捆用绳状或片状的保温材料缠绕捆扎在管道或设备上形成保温层的保温方法。扎在管道或设备上形成保温层的保温方法。该操作方便，便于拆卸用纤维类（如岩棉、该操作方便，便于拆卸用纤维类（如岩棉、矿渣棉、玻璃棉）保温毡进行管道保温，在矿渣棉、玻璃棉）保温毡进行管道保温，在管道工程上应用较多。管道工程上应用较多。填充式保温填充式保温：将松散的或纤维状保温材料，：将松散的或纤维状保温材料，填充于管道、设备外围特制
28、的壳体或金属填充于管道、设备外围特制的壳体或金属网中或直接填充于安装好管道的地沟或沟网中或直接填充于安装好管道的地沟或沟槽内形成保温的保温方式。近年来由于多槽内形成保温的保温方式。近年来由于多把松散的或纤维状保温材料作管壳式。这把松散的或纤维状保温材料作管壳式。这种保温材料方式已不多用了。种保温材料方式已不多用了。灌注式保温：灌注式保温：将流动状态的保温材料，用灌将流动状态的保温材料，用灌注式方法成型硬化后，在管道或设备外面注式方法成型硬化后，在管道或设备外面形成保温层的保温方法。特点：保温层为形成保温层的保温方法。特点：保温层为一连续整体，有利于保温和对管道的保护。一连续整体，有利于保温和对
29、管道的保护。喷涂式保温：喷涂式保温：利用喷涂设备，将保温材料喷射到管道、设备表面上形成保温层的保温方法。无机保温材料（膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、颗粒状石棉等）和泡沫塑料等有机保温材料均可用喷涂法施工。供热管道保护层供热管道保护层供热管道保护层的作用主要是：防止保温供热管道保护层的作用主要是：防止保温层的机械损伤和水分侵入，有时他还兼层的机械损伤和水分侵入，有时他还兼起美化保温结构外观的作用起美化保温结构外观的作用。根据保护层所用的材料和施工方法不同，根据保护层所用的材料和施工方法不同，可分为以下三类：涂抹式保护层、金属可分为以下三类：涂抹式保护层、金属保护层和毡、布类保护层。保护层和毡、布类保护层。
