集中供热和城市热网管线设计及膨胀节选型

    近几年，从节约能源和环境污染的角度出发，大力提倡集中供热和发展城市热网。集中供热管道特点是，集中供热管线由热电厂（供热单位）经汽机出来的过热蒸汽，经热网管道至各个用热单位，通常处于区，管线常沿马路边、河边的绿化带，过马路时埋地或架空布置，在主管线适当的地方开三通，经截止阀至用热单位的分汽缸。管线设计者最初考虑的是通过管线的走向和布局限来实现自然热补偿，管线选择支架为宜（支架高度为0.6~1.0米），绿化带的灌木正好与管线齐平，很美观。若全部采用埋地管道，成本增加，且不利于疏水、不利于造成的维护和检验，对于过马路，笔者认为以架高管线为好，若为埋地管道则采用埋管套管，热网管道的热补偿经弯管转移到地面，选用复式大拉杆型或复式铰链型或两铰链膨胀节组合来实现横向位移。对于很长的直管段，可采用L型两铰链式膨胀节组合或II型三铰链式膨胀节组合来吸收轴向位移。整根热网管线不用普通轴向型膨胀节，所有固定支架为次固定支架，不承受盲板力，其余为导向支架，在跨马路桁架宜采用弹簧吊架，两侧地面支架为弹簧支架，这样避免管线的热变形后支架不起作用的情况。若某些短的直管段采用了普通轴向型膨胀节，则其两侧固定支架为主固定支架。在主管线的三通处应设置固定支架，防止主管线热位移等情况。

城市蒸汽或热水管网中，用热单位普通为生活用汽（水），因城市用地紧张，房屋靠近马路，热网管线为蒸汽120度以上的高温热水，城区不得不采用埋地敷设，郊区可采用地面敷设。对于120度以下的高温热水管网，可采用一次性轴向型膨胀节，通过预热使膨胀节吸收管线的预热变形，然后将膨胀节有套管焊死，此后，膨胀节失去补偿作用，整个管线成为一个预应力的刚性管系，可以说一次性膨胀节发挥了其补偿功能且保持了刚性管系的优点。对于蒸汽或120度以上的高温热水埋地敷设管道，若采用一次性轴向型膨胀节，管系的热应力仍很大，可采用大补偿量套筒（串联）轴向型膨胀节，因固定支架要承受盲板力，固定支架焊在套管上，地埋管厂家有专门的固定节。对于地面敷设管道选用膨胀节如集中供热管网，同样在主管线三通处设置固定支架，三通支管线经阀门至用户，对于城市高楼竖井垂直热水管道可采用轴向压力平衡膨胀节进行热补偿。

复式大拉杆膨胀节、两个或三个铰链型膨胀节的组合，已成功地应用于多个热电厂热网管线中，如杭州经济技术区的热网管线中，大部分采用三个铰链型膨胀节胡组合进行轴向补偿；杭州萧山经济技术区的热网管线中，大部分采用复式大拉杆型膨胀节进行横向补偿；杭州塘栖热电有限公司的热网管线，大部分采用复式大拉杆型膨胀节或两个铰链型膨胀节的组合进行横向补偿，杭州城市蒸汽、高温热水埋地敷设管道，采用大部分大补偿量套筒轴向型膨胀节。但也有许多热网管线设计欠合理，主要采用普通轴向膨胀节，有的在管道的转弯处设置固定支架，阻止了L型管段自然补偿的能力，又因主固定支架承受压力推力，也出现架空管线试压时支架推倒、波纹管拉脱的事故。又如杭州某热电厂φ325、φ219两根4000米管线，设计全部采用外向型膨胀节，因管线固定支架承受盲板力，其土建费用增加，外向膨胀节虽比普通轴向型膨胀节补偿量大2~3倍，但比复式大拉杆型膨胀节、两个或三个铰链型膨胀节的组合补偿量小得多，总的管线投资要高出50~100万元。