直埋供热管网工程设计两种计算方法对比分析

赵晓刚

1 问题的提出

近年来，随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，作为城市基础设施的集中供热工程，也逐渐从锅炉房集中供热向热电厂区域供热形式转变，由此带来一次网规模不断扩大，主干线管径也从最初的DN450～DN500增长到了DN800～DN1 000，甚至达到DN1 200。与此同时，供热管网的敷设方式也从架空、地沟方式逐渐转向预制直埋敷设。直埋供热管道分为无补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设。无补偿直埋敷设又可分为冷安装无补偿、预应力无补偿。预应力无补偿又分为机械拉伸、敞槽预热、一次补偿等多种形式。预热方式又分为热水、热风和电热等。

在直埋供热管网设计过程中，选择有补偿还是无补偿是经常被讨论的事情。如何确定和取舍对整个工程的经济性影响较大。

目前，国内设计单位有两种意见，一种是基于弹性理论分析，不认可管网可以发生任何塑性变形，并基于此进行直管段的补偿计算;另一种是欧洲20世纪70年代出现的基于弹塑性理论分析，允许管网发生有限塑性变形，按应力分类进行安定性条件判定，并基于此进行补偿计算。

上述两种方法简单来说就是基于弹性理论分析方法，对于供水温度大于80℃的长直管道段，均不允许出现锚固段，也即要求管网设计必须考虑补偿装置，补偿器间距随管径变化约为100 m～200 m一处;基于安定条件分析方法，对于供水温度大于140℃的长直管道，不允许出现锚固段，这对于一般的供热管网来说已经足够。……