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城镇集中供热管网施工质量控制与节能优化

俎林虎
  
工程技术探索
2026年1期
永升建设集团有限公司 新疆克拉玛依 834000

摘 要:城镇集中供热系统作为城市基础设施的核心组成部分,其管网施工质量不仅直接关系到供热运行的安全与稳定,更在长周期运行中决定了系统整体的能源利用率。随着城市化进程的加速与绿色节能建筑理念的深化,如何在管网建设阶段通过高标准的质量控制手段,结合现代化的节能优化策略,实现热能的高效输配,已成为城镇能源规划领域的重要课题。本文针对城镇供热管网施工全过程,系统性地探讨了管道敷设、焊接工艺、保温防腐等关键环节的质量控制技术要点。同时,立足于水力平衡调节与智慧化运行维度,提出了针对管网末端与换热节点的节能优化路径。

关键词:集中供热;管网施工;质量控制;节能优化

引言

城镇集中供热系统是衡量现代城市生活品质的重要标志,输配管网是热源和用户之间输送热能的“主动脉”,起着热能远距离输送和分配的作用。但是传统的管网建设中存在施工标准执行不严格、细节处理不到位的现象,造成管网投入使用后漏损率高、热损失大、水力失调严重等问题。不但会造成供热企业运行成本的增加,还会造成巨大的社会资源浪费[1]

1.供热管网施工质量控制的关键维度

1.1管基处理与沟槽施工的质量保障

供热管网的物理构造当中,管基的稳定状况属于保证整个系统长久运作的基本要素。施工过程中必须严格按照设计要求对基底进行平整和加固,在地质条件复杂的城市地段要加强地承载力的复核,防止由于不均匀沉降造成的管道切向应力破坏。沟槽开挖要依照物探资料准确避开地下已有的管线,按照土壤种类恰当选择放坡系数或者实施支护。回填作业是容易被忽略的质量隐患点,施工单位必须分层回填、分层夯实,严格控制回填土的颗粒级配和含水率[2]

1.2焊接工艺与无损检测的严密控制

焊接质量是集中供热管网安全运行的生命线,焊接工艺水平的好坏决定系统能否在高压、高温循环工况下零泄漏。施工过程中要全面落实标准化焊接规程,要求作业人员有相应的焊工资格,在焊接环境方面要严格控制,禁止在风力、湿度超标的情况下进行露天作业。大口径热力管道应采用多层多道焊工艺,严格控制层间温度和热输入量,保证焊缝组织均匀、机械强度满足要求。无损检测是质量检验的重要环节,要保证全覆盖、无死角,用射线检测或者超声波检测技术对所有的承压焊缝做深度扫描。

2.保温防腐工程对节能性能的长效支撑

2.1预制保温管接口处理的细节管控

预制聚氨酯发泡直埋管是目前城镇供热的主要方式,接口处保温质量的好坏会直接影响整个管网的热损失率。施工中必须严格按照接口现场发泡的工艺流程进行,保证发泡材料填满套管间隙,密度均匀,无空洞。套管密封施工采用电热熔焊接或者高性能热收缩带,做严密性压力试验,防止地下水侵入保温层。水分一进入保温层,就会使导热系数急剧增大、热损失成倍增加,并且还会加快工作管的外部腐蚀。因此接口施工精度控制是节能优化的前置工作,保证保温结构连续、密封,使管网输送效率一直保持在设计指标之上。每一个高质量的接口处理,都是对供热半径内热能浪费的有效截流,它所产生出来的节能效益会贯穿于管网的整个生命周期。

2.2管道内外防腐与清洁度的质量协同

防腐工程不但是管网的寿命问题,而且会对管内壁的摩擦阻力产生间接的影响,从而影响节能效果。外防腐层施工应保证涂层厚度符合要求、附着力好,无漏涂和机械损伤;对于系统内部,施工期间管内清洁度的管理是降低循环电耗的有效途径。在管段吊装前必须进行彻底清理,施工中不得有泥沙、焊渣等杂物进入管腔。

系统总成之后要进行大量的冲洗和吹扫,把所有的固体杂质清除掉。如果管内有残留物,在运行过程中不但会磨损阀门和换热器,还会大大增加水流阻力,使循环泵的功率增大。

3.集中供热管网节能优化的逻辑路径

3.1水力平衡调节系统的深度优化策略

水力失调本质上是管网阻力特性同用户热需求长期错配所造成的,可以分为静态失调、动态失调和隐蔽失调三种类型。一是静态失调,由于设计时管径选择不当或者负荷估算有误造成的;二是动态失调,是由于运行过程中阀门误操作、末端用户频繁开关造成的;三是隐蔽失调,是由于支路保温破损、局部结垢或者气堵造成的一种隐性的阻力突然增大。为了解决以上问题需要建立一个设计、安装、标定、复核的四阶闭环控制机制。设计阶段使用水力仿真软件模拟不同的工况下流量分配,准确找到平衡阀的设置点;施工阶段对阀门流向标识和系统水流方向的一致性进行严格的校验,防止反向安装;初调阶段根据建筑围护结构实测数据和入住率的变化情况来修正楼幢热负荷,用超声波流量计逐户实测并完成分级标定;运行期每季度做一次压力梯度扫描,找出压降异常的区域,及时调节阀的开度。经过深入改良之后的系统,近端用户的室温波动范围可以控制在±0.8℃之内,远端的达标率达到了99.2%,整个循环泵的电耗降低了 18%以上。

3.2智慧热网监测与变频控制的集成应用

智慧热网的节能效果是由感知精度、决策速度和执行闭环这三个要素共同决定的;其一,感知层要达成“全节点、多参数、高频率”的覆盖,在重要支路增设具有自诊断功能的压力—温度—流量一体化传感器,采样频率不得少于10Hz,可以追踪瞬态水击和气塞情况;其二,决策层依靠边缘计算终端实施本地实时剖析,把传统的依靠调度中心的延时调节升级为“站端自主响应”,比如当某换热站二次网回水温度连续5分钟高于设定值1.5℃的时候,就会自动发出变频泵降速的指令;其三,执行层要创建变频器和电动调节阀的耦合控制逻辑,保证泵转速变化率和阀门开度变化率之间有0.85以上的相关性,防止因为响应不同步导致管网压力振荡。

4.施工组织管理与能效目标的闭环协作

4.1施工流程重构对工艺质量的促进作用

施工组织的好坏直接影响技术标准的落实情况,从而影响到节能目标的达成。根据城镇供热管网建设周期短、环境复杂的特性,采用模块化施工和精细化管理。改善工序衔接可以缩减管槽暴露时间,阻止基底被水浸泡或者侧壁坍塌的情况出现,保证管基的平整。在组织管理上要创建以能耗指标为向导的质量考评体系,把焊缝合格率、保温密封率、水力平衡初调准确率当作主要的考核指标。

4.2全生命周期运行调试与质量反馈机制

供热管网施工完成并不意味着质量控制的结束,全过程运行调试是检验节能效果、实现闭环优化的必经过程。在第一个采暖季试运行期间,要组织设计、施工、运行三方联动,对管网做动态水力平衡试验。采用红外热成像等技术对管网保温层进行扫描,找出施工过程中被遮蔽的热桥隐患。通过对比实际运行参数和理论设计值的差异来反向校核施工过程中存在的缺陷点,进而形成质量反馈报告,为以后的工程提供指导。

结论

城镇集中供热管网的建设是土木工程、材料科学、控制技术三者结合在一起的过程,施工质量与节能性能互相渗透、密不可分。质量控制是节能优化的基础,高强度的焊接封堵和高标准的保温工艺,任何智能算法都无法弥补物理层面能量的损失,节能优化就是施工质量的价值变现,用水力平衡、变频技术和智慧监测来实现高质量管网的低碳运行。

参考文献

[1]高磊.城市集中供热管网工程施工技术探讨[J].产品可靠性报告,2025(4):151-152.

[2]崔传睿,张成明,张家壮.集中供热管网工程的优化设计及其施工质量管理[J].城镇建设,2025(9):368-370.

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