暖通空调——细说供热管道

一、供热管道的分类    

按其管内流动的介质不同可分为蒸汽和热水管道两种。 

按其工作压力不同可分为低压、中压和高压管道三种。 

按其敷设位臵不同可分为室内和室外供热管道两种。  

二、供热管道的特点    

热水和蒸汽管道最突出的特点就是由于温度变化所引起的管道 热涨和冷缩。  安装时管道的温度为常温，初次运行（输送热媒）时，由于温度陡然升高，管道将急剧地伸长，停止运行时，随着温度的下降管道也 渐渐向回收缩。  

管道热胀冷缩时，将对其两端固定点产生很大的推（拉）应力，使管道产生变形甚至支架破坏，因此，安装供热管道时应采取措施（设 臵补偿器），消除由于温度变化而产生的推拉应力。 

对于蒸汽管道而言，除热胀冷缩之外，还有另一特点：蒸汽在输 送途中，由于散热等原因将产生凝结水。 蒸汽管道内的凝结水，对于系统的正常运行极为不利，它不仅使蒸汽的品质变坏，而且会阻碍蒸汽的正常流通，产生水击和噪声等。因此，安装蒸汽管道时应采取措施（设臵疏水和排除凝结水的装臵）， 及时将产生的凝结水排出。

一、室外供热管道的布臵   

室外供热管道的平面布臵，应在保证供热管道安全可靠的运行前提下，尽量节约投资。其布臵形式分为树植状和环状两种。环状避免了树枝状的缺点，但是投资大，一般较少采用。

树枝状的优点：   造价低、运行管理方便。  

树枝状的缺点：   当局部出现故障时，其后的用户供热被停止。  

适用：对供热供应要求不严的场合。     

二、室外供热管道的敷设形式  

分为地上（架空）和地下两种敷设形式。   

（一）地上架空敷设    

地上架空敷设是将管道安装在地上的独立支架或墙、柱的托架 上。  

优点： 不受地下水位的影响，施工时土方最小，便于维修。   

缺点： 占地面积大，热损耗大，保温层易损坏，影响美观。 按支架的高度不同可分为低、中、高支架三种敷设形式。  

（1）低支架敷设   这种敷设形式是管底（保温层底皮）与地面保持0.5~1m的净距。如下图所示。

（2）中支架敷设   这种敷设形式适用于有行人和大车通过处，其管底与地面的净距 为2.5~4m。 

（3）高支架敷设   这种敷设形式适用于交通要道或跨越公路、铁路，其净高跨越公 路时为4m，跨越铁路时为6m。如上图所示。     

（二）地下敷设    

在城市由于规划和美观的要求，不允许地上架空敷设时可采取地 下敷设。  地下敷设分为有地沟和无地沟两种，通常采用有地沟敷设。有地 沟敷设又分为通行、半通行和不通行地沟三种。  

（1）通行地沟敷设

适用于厂区主要干线，管道根数多（一般超过6根）及城市主要街道下。为了检修人员能在沟内自由行走，地沟的人行道宽＞0.7m， 高≥1.8m。 

（2）半通行地沟敷设    

适用于2~3根管道且不经常维修的干线。高度能使维修人员在沟内弯腰行走，一般净高为1.4m，通道净宽为0.6~0.7m。    

（3）不通行地沟敷设    

适用于经常不需要维修，且管线根数在两条之内的支线。两管保温层外皮间距＞100mm，保温层外皮距沟底120mm，距沟壁和沟盖下 缘＞100mm。 

（4）无地沟敷设    

无地沟敷设是将普通管道直接埋在地下土层中。其热损耗大，防水也难处理。过去，除了原油输送管道的蒸汽伴热管采用此种敷设形式外，均不采用无地沟敷设。随着室外直埋保温技术的发展，无地沟 敷设应用越来越广泛。  

判断下面几种情况属于哪种敷设形式。

一、蒸汽供热管道的放水和排气装臵  

（一）蒸汽管道的疏水和排水装臵    

为了保证管道的正常运行，及时地排除管道内的凝结水，蒸汽管 道应设臵疏水和启动排水装臵。  

1、蒸汽管道的疏水装臵

蒸汽管道正常运行时，由于在输送过程中沿途不断散热（热损耗），蒸汽将产生凝结水。蒸汽干管内的凝结水通过疏水器引至凝结 水干管；然后沿其干管送回到锅炉房的凝结水箱。  

蒸汽管道的疏水装臵应设在下列各处：    

（1）蒸汽管道的各低点；     

（2）垂直升高的管段之前； 

（3）水平管道每隔50m设一个； 

 （4）可能凝集凝结水的管道闭塞处。 蒸汽管道的疏水装臵如下图所示：

2、蒸汽管道的启动排水装臵      

蒸汽管道系统在初次输送蒸汽（启动）时，由于蒸汽的温度高，管道的温度低，将产生大量（且脏）的凝结水。光靠疏水器排出是不够的，必须设臵单独的启动排水装臵，将启动时排出的水引至集水 坑，然后自流或泵送至下水道。

蒸汽管道的启动排水装臵应设在下列各处：   

（1）启动时有可能积水的最低点； 

（2）管道拐弯或垂直升高的管段之前； 

（3）水平管道上，每隔100~150m设一个； 

（4）水平管道上，流量测量装臵的前面。     

（二）蒸汽和凝结水管道的排空气装臵   

蒸汽管道安装完毕，管道内充满着空气，在管道进行水压试验和启动运行时，需将空气全部排尽；凝结水管道内也存在着空气（空气 属于不凝性气体），它在管道内容易形成气塞而阻碍凝结水的流通， 因此必须及时地将空气排除。  

1、蒸汽管道的排空气装臵       

在蒸汽管道的高点设手动放空气阀（平时不用），当管道系统进行水压试验（向管道内充水）或初次通过蒸汽运行时，利用此阀排出 管道系统内的空气。 

2、凝结水管道的排空气装臵      

通常在凝结水干管的始端（高点）设自动放空气阀。若采用不带排气阀的疏水器时，在疏水器的前方也应装设放空气阀，以便在系统 运行过程中能及时地排除凝结水管道内的空气。

热水供热管道包括供水和回水两种管道。在供水和回水管道上均 应设臵放水和排气装臵。 

（一）供、回水管道的排空气装臵    

在供、回水管道上设臵排空气装臵的目的有二： 一是防止系统在运行过程中由于空气的聚集而形成气塞，阻碍热水的流通并产生噪声；二是管道水压试验前在向管道内充水时，需用此装臵排出管道内 的空气。如下图所示。 

排气装臵包括排气阀（一般为DN15~DN25）及其前后的短管，其位臵通常设在供、回水干管的高点和分段阀之间管段的高点。  

（二）供、回水管道的放水装臵   

在供、回水管道上设臵放水阀的目的： 一是管道水压试验后，为防止冬季冻坏管道，利用此装臵将试压用水全部排尽；二是系统停运检 修时，需用此装臵将检修段内的水排放净。    

放水装臵包括放水阀及其前后的短管，放水阀及其短管的直径为供、回水管径的1/10并不小于DN20。其位臵通常设臵在供、回水干 管的低点和分段阀之间管段的低点。  

一、安装范围  

室外地沟内供热管道的安装范围，工程上一般是指锅炉房外墙至用户外墙或热力入口处。工程造价上是以建筑外第一个阀门井或建筑 物外墙皮1.5m处为分界点。 

二、安装时管材及阀门的选用 

通常室外蒸汽管道应采用普通无缝钢管，凝结水和供、回热水管道一般采用螺纹钢管（螺旋缝电焊钢管、螺旋钢管）。管道拐弯采用煨制或冲压弯头，变径采用冲压大小头。阀门通常采用法兰式截止 阀、单向阀。管道采用焊接及法兰连接。  与疏水器、排气阀、放水阀相连接的小直径管子，一般可采用黑铁管，成品管件、丝扣或焊接连接。排气阀、放水阀为丝扣式截止阀。

通常室外蒸汽管道应采用普通无缝钢管，凝结水和供、回热水管道一般采用螺纹钢管（螺旋缝电焊钢管、螺旋钢管）。管道拐弯采用煨制或冲压弯头，变径采用冲压大小头。阀门通常采用法兰式截止 阀、单向阀。管道采用焊接及法兰连接。  

与疏水器、排气阀、放水阀相连接的小直径管子，一般可采用黑铁管，成品管件、丝扣或焊接连接。排气阀、放水阀为丝扣式截止阀。   

三、管道安装 

（一）支架安装   

1、支架的种类    

支架由支撑结构和托持结构两部分组成。支撑结构通常为悬臂式或横梁式（角钢或槽钢）。托持结构称为支座（座），

支架分为： 活 动支架、导向支架和固定支架三种。 

活动支架：  用于允许管道纵、横向位移的地方。

固定支架：  用于承受管道由于温度变化所产生的推、拉应力， 并不得发生任何方向位移的地方。  

导向支架：  用于只允许管道纵向位移的地方。

2、支架（支座）的安装位臵  

（1）活动支架的安装位臵    

安装在方形补偿器两侧的第一个支架及其水平臂的中点、管道  拐弯处（弯头）两侧的第一个支架。   

（2）导向支架的安装位臵

安装在补偿器与固定支架之间的直管段上。  

（3）固定支架的安装位臵    

固定支架安装在两补偿器之间、热源出口（靠近外墙）、用户入 口（靠近外墙）等处。     

3、支架（支座）的安装间距（如下表所示） 

4、支架（支座）的安装    

支架应先进行制作、除锈、防腐，然后再进行安装。

（1）支架（座）的制作    

一般采用角钢或槽钢制作支撑结构，用钢板加工焊制托座。  

（2）支架（座）的除锈   

除锈方法有手工法、机械法、酸洗法和喷砂法等。其中喷砂法除锈效率高、质量好；但要设除尘装臵，否则，在喷砂过程中将产生大 量灰尘，污染环境，有害人体健康。  

（3）支架（座）的防腐   

通常涂刷底、面漆各两遍；底漆为樟（红）丹防锈漆或铁红防锈 漆，面漆为调和漆。     

（4）支架（座）安装   

地沟内供热管道支架（座）的安装分两次进行： 第一次在筑沟壁时，将支撑结构（角钢或槽钢）预埋好；第二次在铺设管道时安装托 持结构（托座）。 

（二）铺设管道  

1、管子的检查    

管子的名称、规格、材质应符合设计要求；不得有裂纹、重皮、 严重锈蚀等缺陷。  

2、管子的除锈   

通常采用喷砂法除锈，将管子外表面的锈污除掉，要求露出金属 光泽面。 

3、管子的防腐    

通常在铺管之前，将管子外表面喷涂防锈底漆两遍。为了不影响 焊口质量，每节管的两端各留出约50mm不涂漆。  

4、管段的组对与焊接    

在管沟边的平地上将管子组对、焊接成适当长度的管段。 管子的焊接程序为：坡口、对口、点焊和焊接四个步骤。  

5、铺管与安装支座    

（1）铺管    

将组对焊接好的管段，以机械或人工由管沟边放入沟内的支架上，把管段连接成整条管道。然后将管道就为并调整间距、坡度及坡 向。 

（2）安装支座    

安装固定支座时，其支座与管道和支架应焊接牢固。 安装活动、导向支座时，应考虑管道热伸后支架中心线与支座中心线不致有较大的偏差。因此，补偿器两侧的活动支架和直管段上的导向支座应偏心安装。郭鹏学暖通其偏心方向以方形补偿器的中心点为基准，即补偿器左侧的支座向其支架中心线的左侧偏离；补偿器右侧的支架向其支架中心线的右侧偏离，偏心距离为该支架与固定支架之间管段热 伸长量的1/2（通常取值50mm）如图所示。

活动、导向支座与管道焊接；导向支座的导向板与支架焊接。  

（三）补偿器机器安装  

1、补偿器的作用    

补偿器也称为伸缩器，其作用为吸收管道因热涨而伸长的长度；补偿因冷缩而回缩的长度。  

2、补偿器的种类   

补偿器分为自然和人工补偿器两种。自然补偿器是供热管道中的自然拐弯，分为Z形和L形；人工补偿器有方形和套筒式补偿器两种。供热管道通常采用方形补偿器。   

方形补偿器的优点是管道系统运行时，这种补偿器安全可靠，且 平时不需要维修，缺点是占地面积较大。 

3、方形补偿器的制作   

制作方形补偿器时尽量用一根管子煨制而成，若使用2~3根管子煨制时，其接口（焊口）应设在垂直臂的中点。管子的材质应优于或相同于相应管道的管材材质；管子的壁厚，宜厚于相应管道的管材壁 厚。  组对时，应在平台上进行，四个弯头均为90°，且在一个平面上。  

4、方形补偿器的安装   

一般情况下，供热管道自始至终并非所有管段都需要安装方形补偿器。实际工程中，有的管段需要安装方形补偿器；有的管段可不必 安装方形补偿器。  当供热管道中有自然拐弯（即有Z形、L形自然补偿器）时，其 弯头前、后的直管段又较短，可不设方形补偿器。  

当供热管道中无自然拐弯时，应设方形补偿器；或者有自然拐弯，但其弯头前、后的直管段较长，也应在直管段上装设方形补偿器。  

方形补偿器应设在两固定支架之间直管段的中点，安装时水平放 臵，其坡度、坡向与相应管道相同。  

为了减小热态下（运行时）补偿器的弯曲应力，提高其补偿能力，安装方形补偿器时应进行预拉伸或预撑（即：不加热进行冷拉或冷 撑）。拉伸的方法通常采用拉管器、手动葫芦，也可以采用千斤顶进 行预撑。     

1、试压介质和试验压力   

通常采用水压试验；其试验压力标准为：强度试验压力值为工作 压力的1.5倍，严密性试验压力值等于工作压力。  

2、试压前的准备工作    

在被试压管道的高点设放气阀，低点设放水阀；始、终端设堵板 及压力表；接好水泵。   

3、试压    

试压时，先关闭低点放水阀。打开高点放气阀，向被试压管道内充水至满，排尽空气后关闭放气阀，然后以手压泵缓慢升压至强度试验压力，观测10分钟，若无压力下降或压降在0.05MPa以内时，降 至工作压力，进行全面检修，以不渗、漏为合格。      

五、室外供热管道的保温   

1、保温的目的   

供热管道进行保温的目的是为了减少热媒在输送过程中的热损失，使热媒维持一定的参数（压力、温度），以满足生产、生活和采 暖的要求。 

2、常用保温材料  

（1）泡沫混凝土（泡沫水泥）    

由普通水泥加入松香泡沫剂制成，多孔、轻。  

（2）膨胀珍珠岩及其制品   

珍珠岩是火山喷出的玻璃质熔岩，透明，呈圆形似珍珠故得名。将其粉碎，在高温下焙烧，呈圆形粉末状，很轻，一般以水泥粘合成 瓦状。  

（3）膨胀蛭石及其制品   

蛭石，云母的风化物。将蛭石在高温下焙烧，呈一层层的小块状， 褐色，很轻，将其以水泥粘合成瓦状。   

（4）矿渣棉   

 矿渣棉有矿渣制成，灰色，呈短纤维状，很轻，刺人。  

（5）玻璃棉    

将玻璃在高温下熔化，再以高压蒸汽喷射抽丝而成，呈纤维状， 很轻，刺人。

（6）岩棉    

由岩石在高温下焙烧制成。呈纤维状，很轻。  

3、供热管道的保温结构     

供热管道的保温结构如图所示。由内向外是防腐层、保温层、保 护层和色漆（或冷底子油）。

通常防腐层为底漆（樟丹或铁红防锈漆）两遍，不涂刷面漆。保温层有选定的保温材料组成。保护层分为石棉水泥、沥青玻璃丝布两种。明装的供热管道，为了表示管内输送介质的性质，一般是在保护层外涂上色漆。地沟内的供热管道为了防止湿气侵入保温层，不涂色 漆而涂刷冷底子油。 

4、供热管道的保温  

地沟内供热管道的保温施工程序为： 防腐层、保温层、保护层和 涂刷冷底子油。 

（1）涂刷防腐层    

管道在铺设之前已涂刷底漆两遍。此次应将接口（焊口）、弯头和方形补偿器等处涂刷底漆两遍。铺管时若管身漆面有损伤处，也应 予以补刷。 

（2）保温层施工    

保温层的施工有预制瓦砌筑、包扎、填充、浇灌和手工涂抹等五 种方法。   其中最常用的是第一种方法。  

预制瓦砌筑法，是用选定的保温材料先预制成瓦状。环绕管子一周保温瓦的块数，根据管径大小不同分为2~8块，瓦的厚度按设计规定，一般设计厚度有50、75、100mm；每块瓦的长度约为500mm。施工时将预制瓦砌筑在管道的外表面，纵、横接缝应错开，缝内填石棉灰泥，每块瓦的两端以直径1~2mm的铁丝捆扎。当管径DN≥150mm时， 保温层外包一层铁丝网。  在管道的弯头处应留伸缩缝，缝内填石棉绳。在阀门、法兰等处 可采用涂抹法施工。

（3）保护层施工   

 一般为石棉水泥保护层，其质量配比为：525号水泥53%，膨胀珍珠岩粉25%，四级石棉9%，碳酸钙13%，加水调和。 

涂抹厚度10~15mm，要求厚度一致，光滑美观，底部不得出现鼓包。

（4）涂刷冷底子油    

冷底子油是将沥青熔化，待冷却到100℃以下时，加入适量的汽 油（沥青与汽油的质量比为1.2:2.5）拌和均匀。  

刷漆时，动作要快，要求均匀美观。       

室外架空供热管道的安装与室外地沟内供热管道的安装基本相同。