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供热管网敷设方式的对比分析摘要：供热管网是集中供热系统中工程量最大、投资最多、施工任务最重、综合影响因素最多的一个环节，选择合理的敷设方式对管网设计及节能具有重要意义。
该文对管网的不同敷设方式进行对比分析，并计算不同方式敷设方式的管道热损失。
关键词：供热管网敷设方式管道热损失1 管网的主要敷设方式集中供热系统供热管网敷设形式分为地上敷设和地下敷设两种。
其中以地下敷设为主，主要方式有直埋敷设和地沟敷设，地上敷设主要为架空敷设。
直埋敷设是指将热力管道直接敷设于土壤中，是目前供热系统中应用最多的一种敷设方式，工程中直埋敷设的管道一般选用聚氨酯预制直埋保温管。
地沟敷设是将热力管道敷设在围护结构内，利用围护结构来承受外界的荷载，并防止水腐蚀热力管道的保温材料。
架空敷设是在地面上，利用支架或支墩来敷设热力管线的一种方式。
2 不同敷设方式需要注意的问题分析2.1 直埋敷设直埋敷设管道选择热力管线路由力求短直，尽量靠近热负荷相对集中的位置，管道要尽量利用自然补偿，通过合理选择固定支架的位置来减少固定支架的推力，从而减少管网的危险点及初投资。
直埋敷设的管道为了减少摩擦力，管道周围需要进行填沙，填沙量不小于200?mm。
2.2 地沟敷设尽量避免其他管道与热力管道同沟敷设，如特殊情况下热力管道与其他管道同沟敷设时，要做好其他管道的保温。
通行地沟应设置通风，使地沟内温度不超过40?℃，并按照规范要求设置事故人孔。
当采用地沟型预制保温管道时，地沟内支架处管道的保温需要做特殊处理，做好地沟的防水工作。
3 不同敷设方式优缺点对比分析不同敷设方式优缺点对比分析表见表1，通过对比表中各种敷设方式的优缺点，可以看出直埋敷设无论从施工工程量，还是管网的建设投资都是最优选择方案。
4 直埋敷设与地沟敷设管道热损失计算热源在输送过程中，很大一部分热量损耗在于管道的散热损失，因此在选择管网的敷设方式时，管道的热损失是重要的参考因素。
目前城市集中供热系统中以直埋敷设和地沟敷设为主要方式，因此本文以直埋和地沟敷设的管道为计算对象，分析两种敷设方式的管道热损失情况。
（一）管道敷设的方式1、室外管道的敷设室外管道一般的敷设方式有两种即架空敷设和埋地敷设，埋地敷设又分为直埋敷设和管沟敷设。
a）管道架空敷设将管道敷设于地面上的独立支架、桁架以及建筑物的墙壁上的方式就是架空敷设。
架空敷设适用于地下水位较高，地下土质差，年降雨量大，或地下管线较多以及采用地下敷设而需大量开挖土石方的地方。
架空敷设所用的支架按材料分为砖砌体、毛石砌体、钢筋混凝土预制或现场浇注、钢结构、木结构等类型。
按支架的高低可分为低支架、中支架和高支架三种敷设类型。
管道架空敷设的施工工序：按设计图纸放线定位-管道支架施工-按设计要求安装支架上的支座-吊装管道-管道与管件的连接-管道压力实验-气密性实验-实验合格后除表面锈迹、刷防锈漆、面漆、保温。
b）管道直埋敷设直埋敷设是将管道直接埋地的一种敷设方式，在室外管道工程中常用。
管道直埋施工程序是：测量-打桩-放线-挖管沟-垫层处理-下管前管道装配-防腐-下管-连接-管道压力实验-气密性实验-实验合格后对接口进行防腐处理-管沟回填。
c）管道管沟敷设管沟敷设是将管道敷设于地面下的混凝土或砖（石）砌筑而成的地沟内。
按人在地沟内通行情况可分为不通行地沟、半通行地沟和通行地沟三种形式。
管道管沟埋设施工程序是：除与管道直埋施工的相同点之外，管沟及管沟内的管道支架都是由土建施工完成的。
2、室内管道的敷设根据建筑物的用途和对美观的要求不同，室内管道敷设可分为明装和暗装两种形式。
管道沿墙、梁、柱及楼板暴露敷设称为明装。
明装具有施工、维修方便、造价低、但室内不美观等特点，适用于要求不高的民用及公共建筑、工业建筑等。
管道布置在管道竖井、吊顶、墙上的预留管槽内部隐藏设置称为暗装。
暗装具有室内美观、但造价高、维修不便等特点，适用于美观性要求高的星级宾馆、酒店等建筑。
无论是室内管道还室外管道，在施工的过程中还应注意管道的设计坡度要求。
3、常用管道图例国家为了规范画图，对于图纸图例的标注制定了相关的国家标准。
直埋供热管道的施工方法(一)直埋供热管道的作用及应力特点所有使管道产生内力及应力的因素都称为作用(又称荷载)。
不同类型的作用，使管道产生不同性质的应力，进一步可能导致不同方式的破坏。
温度和压力是热力管道上最主要的两种作用。
对于直埋管道，还有轴向位移产生的土壤轴向摩擦力和侧向位移产生的土壤侧向压缩反力。
另外，在管道局部结构不连续处会产生应力集中，对应的应力称为峰值应力。
峰值应力不会引起显著的变形．但循环变化的峰值应力，也会造成钢管内部结构的损伤，导致管道疲劳破坏。
管道在弯头、三通处产生的应力属于峰值应力。
由于土壤的均匀支撑，管道的自重没有产生自重弯曲应力，故一般忽略不计。
但是对于热网中常用的管道，其公称壁厚要远远大于该压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力也就远远小于管材的屈服应力。
相反，由于管道中热胀变形不能完全释放，使管道产生了较大的轴向压力和压应力，其中轴向压应力可能与屈服应力处于同一数量级上。
因此，在直埋敷设热力管道中，内压的影响较小，管道产生爆裂的可能性很小，而温度的影响则较大，管道强度设计中应主要考虑温度变化产生的循环塑性变形和疲劳破坏。
(二)防止直管破坏的设计方法1防止循环塑性破坏的设计方法管道温度在管道工作循环最高温度与最低温度问变化时，所产生的应力变化是循环塑性破坏的起因。
无论是锚固状态的管道，还是滑动状态的管道，应力变化都与安装温度无关，故预应力安装不解决冷安装的循环塑性破坏的问题。
当锚固状态的直管段满足不产生循环塑性破坏的安定性条件时，锚固状态的管道允许存在，该直管段可以采用无补偿安装方式，当然包括了无补偿冷安装方式。
否则，应在该直管段设置补偿装置，并通过调整补偿装置间距，控制管段上的应力变化，使之不产生循环塑性破坏，这时，该直管段就变成有补偿安装方式。
2 防止整体失稳破坏的方法在进行直埋供热管道设计时，除考虑循环塑性破坏外，还要考虑稳定性问题。
管道温度从安装温度升高到管道工作循环最高温度时，所产生的升温轴向压力是整体失稳破坏的起因。
直埋热水供热管道弹性敷设设计方式中国市政工程西北设计研究院张军摘要直埋热水供热管道弹性敷设使供热管道按更自然的方式沿街道或地形进行敷设，该种敷设方式利用管道自身的弹性变形实现管道的弯转，减少了人为设置的补偿器、补偿弯管和固定墩，是最简单、最经济的直埋管道安装方式之一。
关键词直埋热水管道弹性弯曲强度计算曲率半径转角1 引言城镇直埋热水供热管道敷设在道路下方时，由于受地形、地貌和城市道路下面其他市政公用设施的限制，一样情形下经城市计划部门报批的管位均平行道路的中心线，而道路的中心线并非都是笔直的，有时道路中心线乃至会是大曲率的S型曲线（图1），敷设在道路下的管线弯曲现象是大量存在的。
要实现管线顺道路弯曲，通常的做法是将弧线或曲线分解为假设干段夹角为0~0单斜接焊缝折角和1516转角（弯管）的直线段，然后依照应力强度条件在直线段上设置补偿器和固定墩。
但这种通常85~做法人为的设置了大量补偿器和固定墩，而补偿器是管道系统中极易损坏的部件，设置补偿器增加了管网的事故概率，设置固定墩破坏了直埋管的爱惜壳，增加了焊接点，降低了直埋管管系爱惜壳的整体密闭性，使地下水宜渗入而侵蚀钢管。
上述做法其缺点不但增加了管道的事故概率，而且增加了工程施工难度和工程投资。
图1本文针对上述问题，提出了弹性弯曲管道（曲管）设计方式。
直埋热水供热管道弹性敷设可使管道在其弹性范围内弯曲以知足直埋管道沿道路或地形敷设要求，即利用管道自身的弹性变形实现管道的弯转。
这种设计方式简化了弯曲路段直埋管道的设计，减少了温度转变引发的管道疲劳危险点数，提高了管网系统的利用年限，减少了管道接头，延长了管道的利用寿命，节约了管件设备，降低了施工难度，具有占地小、投资少等优势，是应优先考虑的热水供热管道直埋敷设处置方式之一。
2 弹性弯曲管道（曲管）设计采纳弹性弯曲管道（曲管）代替0~8516转角（弯管），可幸免应力集中。
~150单斜接缝折角和0由于没有人为设置的补偿器和补偿弯管，和补偿器所需的检查井、固定墩和补偿弯管所多占的线位，弹性弯曲管道（曲管）是最简单、最经济的直埋热水供热管道安装方式。
直埋供热管道的施工方法(一)直埋供热管道的作用及应力特点所有使管道产生内力及应力的因素都称为作用（又称荷载).不同类型的作用，使管道产生不同性质的应力，进一步可能导致不同方式的破坏。
温度和压力是热力管道上最主要的两种作用。
对于直埋管道，还有轴向位移产生的土壤轴向摩擦力和侧向位移产生的土壤侧向压缩反力。
另外,在管道局部结构不连续处会产生应力集中，对应的应力称为峰值应力.峰值应力不会引起显著的变形．但循环变化的峰值应力,也会造成钢管内部结构的损伤,导致管道疲劳破坏.管道在弯头、三通处产生的应力属于峰值应力.由于土壤的均匀支撑，管道的自重没有产生自重弯曲应力，故一般忽略不计。
但是对于热网中常用的管道，其公称壁厚要远远大于该压力所需的设计壁厚，内压产生的实际应力也就远远小于管材的屈服应力。
相反，由于管道中热胀变形不能完全释放,使管道产生了较大的轴向压力和压应力，其中轴向压应力可能与屈服应力处于同一数量级上。
因此,在直埋敷设热力管道中,内压的影响较小，管道产生爆裂的可能性很小,而温度的影响则较大，管道强度设计中应主要考虑温度变化产生的循环塑性变形和疲劳破坏。
（二)防止直管破坏的设计方法1防止循环塑性破坏的设计方法管道温度在管道工作循环最高温度与最低温度问变化时，所产生的应力变化是循环塑性破坏的起因.无论是锚固状态的管道，还是滑动状态的管道,应力变化都与安装温度无关，故预应力安装不解决冷安装的循环塑性破坏的问题.当锚固状态的直管段满足不产生循环塑性破坏的安定性条件时,锚固状态的管道允许存在，该直管段可以采用无补偿安装方式，当然包括了无补偿冷安装方式.否则，应在该直管段设置补偿装置，并通过调整补偿装置间距,控制管段上的应力变化，使之不产生循环塑性破坏，这时，该直管段就变成有补偿安装方式。
2 防止整体失稳破坏的方法在进行直埋供热管道设计时，除考虑循环塑性破坏外,还要考虑稳定性问题.管道温度从安装温度升高到管道工作循环最高温度时,所产生的升温轴向压力是整体失稳破坏的起因。
室外采暖管道敷设方式及经济分析城市集中供热是城市基础设施之一，而室外供热管网布置是否合理、系统各方面因素考虑是否完善至关重要，直接影响工程投资以及各建筑物的采暖效果。
为达到应有的采暖效果，同时又节约投资，小编对地沟敷设、架空敷设、直埋敷设三种敷设方式的优缺点、适用范围及经济投入，进行比较。
[1]一、敷设方式比较1.1 地沟敷设【优点】处于一个封闭环境内，既不像直埋敷设受周围土壤物理、化学性质的影响，同时也不像架空管道那样裸露在外风吹雨淋、太阳暴晒，以使外保护层容易破坏，降低使用寿命。
地沟敷设处于一个封闭的环境内受环境因素影响少，使用寿命长，而且运行后检修费用较少，适用范围广，输送介质可是液体也可以是气体。
图半通行地沟敷设【缺点】施工工序多.如要做地沟垫层、砌地沟、粉地沟、预制盖板、板缝间灌缝、栽支架、管道焊接、防腐、水压试验、保温、冲洗等，造价较高。
1.2 架空管道【优点】明朗、直观，对运行情况容易观察，管道一旦出现问题能及时发现，及时解决，造价略低于地沟敷设。
【缺点】不太美观，尤其是民用建筑，如住宅、宾馆、学校教学楼等，影响整体外观效果，即使在工业建筑中，在设计架空敷设管道时，还要考虑管道横跨道路特种车辆通过时的安全等因素.因管道暴露在外风吹雨淋、阳光照射，环境条件较恶劣，所以，保温层外的保护层在选择上要有一定的讲究。
1.3 直埋敷设【优点】施工方便，工序较少，造价低，施工难度小，占地少，便于赶工期，有利于保护环境，可用于工业建筑，也可用于民用建筑；热损耗低；保护层采用玻璃钢可以降低保温材料的吸水率，防腐、绝缘性能好、使用寿命长；聚氨酯硬质泡沫保温是现场发泡，它与钢管外皮紧密结合，可防止水和有腐蚀性的物质渗入，起到良好的防腐作用。
【缺点】使用范围受限制，用热水取暖系统者较多，对腐蚀性较强的土质不宜采用，地下水位较高的地区也不用。
对输送的介质也有要求，通常用在热水采暖系统中。
二、经济性分析现将地沟敷设、架空敷设、直埋敷设三种敷设形式具体造价分析，其造价工艺标准按《建筑设备安装分项工程施工工艺标准》执行，管道采用108无缝钢管。
供热采暖管材地埋铺设方式中几种材质管件比较随着新建住宅分户热计量的推广应用,为了家庭美观时尚，家庭中采暖管地埋成为时尚。
而布置在地面下垫层内的铺设方式,渐成为主流的布置方式。
布置在地面下垫层内的管道,不管采用下供下回双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式(或称章鱼式)的配管方式,都要求管道有较长的使用寿命、较小的垫层厚度和较为简便的安装方法,并防止在垫层内有连接收件,因此不宜采用钢管,只能采用塑料类管材。
另一种在地面垫层内敷设管道的是地板辐射供暖。
低温热水地板辐射供暖方式形成的较合理的室内温度场分布和等效热效应,不仅比传统的散热器对流供暖方式有较好的舒适度,还可节约热能约10%左右。
相对于铸铁散热器或其他散热器加罩等陈旧的供热设施,地板辐射供暖更能适应居住者对于建筑装饰的要求。
此外,还由于需在楼板基底上铺设保温层,可部分减少分户热计量时户与户之间的热传递量,并可改善楼板的隔声和降低撞击声。
而低温热水地板辐射供暖的加热管,也应采用塑料类管材。
目前适合于输送热介质的塑料管材,比较可靠的有以下四种:(1)交联铝塑复合管。
内层和外层为密度>0.94g/cm3的聚乙烯或乙烯共聚物、中间层为增强铝管、层间用热熔胶严密粘合为一体的管材。
用作输送热水时,内外层应为交联聚乙烯,称为交联铝塑复合管,通常以XPAP标记。
(2)聚丁烯管。
由聚丁烯-1树脂添加适量助剂,经挤出成型的热塑性管材,称为聚丁烯管,通常以PB标记。
(3)交联聚乙烯管。
以密度>0.94g/cm3的聚乙烯或乙烯共聚物,添加适量助剂,通过化学的或物理的方法,使其线型的大分子交联成三维网状的大分子构造,由此种材料制成的管材,称为交联聚乙烯管,通常以PE-X标记。
(4)无规共聚聚丙管。
以炳烯和适量乙烯的无规共聚物,添加适量助剂,经挤出成型的热塑性管材,称为无规共聚聚丙烯管,通常以PP-R标记。
可从以下几个方面开展各类管材的比较。
(1)许用应力排序。
热力采暖管道工程中的直埋敷设施工方法介绍一、直埋敷设法的优势和分类一般情况下，在对直埋供热管网进行敷设的时候，可以按照管道的长短来对其中的补偿敷设方式来进行确定，一般情况下可以分为有补偿敷设和无补偿敷设，这样的分类方式是根据管道的应力变化范围来进行分析的，对于实际的施工来说，要先在一定范围内保证工程的施工速度，降低整体的工程造价，就需要进行无补偿安装。
二、热力采暖管道工程的直埋敷设施工1.工前准备在采用直埋敷设方法进行施工时，需要根据工程的实际情况和相关地质资料，来设计科学合理的图纸，并且对图纸中涉及到具体尺寸的地方进行标注，注意图纸中的高程是否出现偏差或者矛盾的情况，在对施工图纸进行确定完成之后，就需要结合图纸，来对施工方案进行编制，在这样的过程中，需要设计人员到施工现场进行实际的考察，并且根据实际情况来对其中各个施工工序之间的关系进行确定，对于临时设施的安排和布置应该与永久设施一起考虑，以此来保证施工现场布局的完整性，提高施工的整体进度。
2.具体的施工阶段进行热力管道直埋敷设的施工工序较为复杂，其中也包括需要注意的地方，主要体现在以下几个方面：(1)沟槽开挖。
在对沟槽进行开挖的过程中，需要根据施工的实际方案来对沟槽的深度和宽度进行确定，并且根据施工现场的实际情况来对沟槽底部的最小开挖宽度进行确定;其次在对沟槽进行开挖之前，需要施工人员对所要开挖区域的土质情况进行勘察，以此来保证土基的整体稳定性和强度，在沟槽较大的情况下，可以采用机械开挖的方式来进行，但需要注意，当所开挖深度与要求深度相差20cm的时候，需要进行人工开挖;最后施工人员需要根据沟槽的实际大小和管道的实际情况，来确定需要回填的土量，并且把多余的土方直接放弃，以此来保证沟槽开挖的整体安全性。
(2)基础施工。
根据施工方案将土方开挖到所需要的高程之后，就需要对场地进行平整，并且对腰桩进行测量，为了提高基础的整体承载力，可以对其进行夯实处理，在土地承载力达到一定程度的时候，需要在场地上面铺设一层灰土垫层，并且由监理工程师进行检查，在检查完成之后铺设砂土层，以此来减少对管道的伤害。
例谈供热管道直埋敷设方式及缺点以前，在我国城市中供热管道主要是地沟敷设方法，但近年来，由于直埋铺设方式具有占地面积小。
铺设成本较低，施工量较小，维护费用少以及使用寿命较长等等优势，地沟敷设方式逐步被取消，而直埋式供热管道方式渐渐占据了重要的地位。
要想深刻理解城镇直埋供热管道强度的计算方法及其安装方式，必须先来了解供热管道的基本概念。
一、供热管道的基本概念供热管道是指主要用来向城市输送热水或蒸汽的管道。
在供热管道工作过程中，它是将炉子生产的热能，通过蒸汽、热水等热力媒介输送到室内用热设备里，以满足人们生产、生活的需要。
对于对供热管道的分类，按照管内流动的不同物质可分为蒸汽和热水管道两种；但按照工作压力的不同又可分为低压、中压和高压管道三种；按其铺设区域不同可分为室内和室外供热管道两种。
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的不同。
安装时管道的温度为常温，初次运行时，由于温度不断地升高，管道将急剧地伸长，停止运行时，随着温度的下降，管道也逐渐向回收缩。
管道热胀冷缩时，将对其两端固定点产生很大的推力，使管道产生变形甚至导致支架破坏，因此，安装供热管道时应采取措施，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，及时将产生的凝结水排出。
二、直埋敷设方式及缺点（1）有补偿敷设，需设置固定支座、补偿器，供热管道的轴向应力低，是比较成熟的敷设方式。
缺点是增加补偿器、检查室、固定支座的造价。
（2）无补偿冷安装，安装简单，当应力过大时可在管道局部设置少量补偿器和固定支座，施工期短。
缺点是轴向应力大，管道局部应力集中易产生疲劳破坏。
（3）预热安装，轴向应力水平较低，不设补偿器。
直埋供热管道敷设方式节能性分析随着城市化进程的加快和气候变化的严峻，低碳节能已成为当今社会所迫切需要解决的问题之一，而直埋供热管道作为城市集中供热的主要形式之一，其节能效果直接影响着整个城市供热系统的能源消耗和环保指标。
本文将针对直埋供热管道敷设方式的节能性进行分析，探讨其在城市供热中的应用前景。
直埋供热管道是指将供热管道直接埋入地下以实现城市集中供热的一种方式。
根据敷设方式的不同，可以分为开挖式直埋管道和无开挖式直埋管道两种。
开挖式直埋管道需要进行大规模的土建施工，会造成大量的土方开挖、破坏路面等问题，造成环境的破坏和社会经济的浪费。
而无开挖式直埋管道则是利用横向钻孔、定向钻井等新兴技术，将管道直接从地下推进，无需破坏地面，不仅给城市建设带来了诸多便利，同时也大大减少了施工对环境的污染和资源浪费，成为了当今城市化建设的新发展方向。
无论是开挖式直埋管道还是无开挖式直埋管道，其节能优势主要体现在以下三个方面。
第一，直埋供热管道敷设方式减少了热能传输损失。
作为集中供热的主要方式，直埋供热管道的重要性不言自明。
在无论是城市供热还是设备运行方面，都有着不可替代的地位。
而直埋供热管道的优劣直接影响着城市的供热质量和成本，而这里面最重要的一个参数是热能传输损失。
传统敷设方式下，管道与环境之间的温差往往会导致热能大量散失，消耗大量热源。
而采用直埋方式则能将热源与管道之间实现紧密的贴合，减少热能损失，提升热利用效率，从而降低整体运行成本。
第二，直埋供热管道敷设方式减少了供热系统的能耗。
传统供热系统需要通过管道将热源从生产厂家输送到各个供热站，而这些管道的敷设往往存在很大的热能损失。
而采用直埋方式则能够将生产厂家的热源输送到供热站，减少中间环节的衰减，降低供热系统的能耗。
另外，直埋管道的集中管道、稳定供热等优势也能够进一步降低供热系统的闲置率，提升供热效率。
第三，直埋供热管道敷设方式减少了城市的二氧化碳排放和环境污染。
直埋供热管道敷设方式节能性分析供热管道是城市供热系统的重要组成部分，直埋供热管道的敷设方式直接影响着供热系统的能耗和节能效果。
本文通过对不同敷设方式的节能性进行分析，为供热管道的设计和施工提供参考。
直埋供热管道的敷设方式主要有两种：浅埋敷设和深埋敷设。
浅埋敷设是指将供热管道埋设在地表以下0.7-1.2米的浅层土壤中；深埋敷设是指将供热管道埋设在地表以下1.2-2.0米的深层土壤中。
两种敷设方式各有优缺点，下面将进行详细的分析。
浅埋敷设方式相对于深埋敷设方式而言，具有以下节能优势：1. 土壤温度高：浅层土壤受到太阳辐射和周围环境的影响较大，其温度要高于深层土壤。
供热管道埋设在浅层土壤中可以更充分地利用土壤的温热特性，减少了能量的散失，提高了供热系统的效率。
2. 管道温度损失小：浅层土壤的热容量较小，散热速度较快，供热管道在浅层埋设后，温度损失相对较小。
这样可以减少热量的流失，节省了热源的能量消耗。
3. 施工便捷：浅层土壤埋设管道比较浅，施工相对简单便捷，可以节约施工时间和成本。
而且浅埋供热管道更易于维护和检修，降低了管道故障的出现频率，提高了供热系统的稳定性和可靠性。
但是浅埋敷设方式也存在着一些不足之处，主要体现在以下几个方面：1. 土壤环境不稳定：浅层土壤的温度受到季节和气候变化的影响较大，温度波动较大。
这样会使得供热管道的温度也会产生波动，可能影响到供热系统的供热效果。
2. 安全隐患：浅层土壤埋设的供热管道易受到外界的破坏和破坏，例如车辆碾压、地震等。
一旦管道破损，可能导致热量大量流失或者环境和人员的安全问题。
但是深埋敷设方式也存在一些缺点：1. 施工难度大：深层埋设需要挖掘更深的地下空间，施工相对复杂，需要较多的工程设备和人力。
这样会增加施工过程中的成本和工程量。
2. 维护困难：深埋供热管道维护起来相对困难，一旦发生故障或泄漏，需要进行较大规模的地下修复工作。
深层土壤中的腐蚀和沉积物也会影响管道的使用寿命和供热效果。
供热管道主要地下敷设方式对比
（1）地下管沟敷设
管沟的敷设方式虽然能满足环保规划要求，但其防腐、保温性较差，热损失比较高，管网维护量大，运行成本高，施工周期长，影响交通，并且工程造价高。
（2）地下直埋敷设
蒸汽管道采用直埋敷设具有使用寿命长，施工周期短、热损失小、维护工作量小、运行经济，虽然比中、低架空敷设投资高，但不影响开发区的景观，有利于城市规划。
蒸汽直埋敷设近年来已成为国内外积极采用的敷设方式。
（3）城市综合管沟
城市综合管沟是城市建设的发展方向，有利于城市市政建设的发展，适宜地下管线的扩建，不影响交通，不破坏城市道路。
但城市综合管沟的设计，要求较高，设计应具有综合各类专业的能力，要具有超前意识和前瞻性，城市综合管沟造价巨大，如果考虑不当，其效果不佳，因此目前我国蒸汽管道很少采用综合管沟。
通过技术经济比较，我公司供热管道在进入城区或人口密集处时地下敷设方式为地下直埋敷设。
简述直埋热水供热管道敷设方式的比较
摘要：加强直埋热水供热管道敷设方式的比较的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对直埋热水供热管道敷设方式的比较进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：供热管网；直埋敷设；应力分析
中图分类号： tu833 文献标识码：文章编号：
1、直埋管道破坏的方式
（1）循环塑性变形。
在加热过程中，管壁因轴向压应力而产生轴向压缩塑性变形；而冷却时，管壁因轴向拉应力而产生轴向拉伸塑性变形；当温差超过一定范围后，将会出现管道破坏的现象。
（2）低循环疲劳破坏。
应力集中通常发生在管线中的弯头、三通、大小头及折角处。
在温度变化过程中，应力集中在管道结构不连续处产生的峰值应力，会引起管道的疲劳破坏。
（3）高循环疲劳破坏。
车辆重量通过车轮和土壤，可作用在车行道下的管道上，使管道局部截面产生椭圆变形，相应的会产生应力集中。
（4）整体失稳。
直埋管道在运行工况下的轴向压力最大，由于压杆效应，可能会引起管线的整体失稳。
特别是对于温升较大的无补偿冷安装方式，温升作用完全转化为很高的轴向压力，极易出现整体失稳破坏。
对此，cjj/t104-2005《城镇直埋供热管道技术规程》中有详细的公式计算，满足其计算就可保证 dn500 以下的管道整体不出现失稳情况。
2、直埋管道敷设方式的探讨与选择
以热源供水温度为 130 ℃，回水温度为 70 ℃；安装的环境温度为 10 ℃，管道规格为φ1020×10为例，探讨比较典型管道的几种敷设方式。
（1）无补偿冷安装方式
无补偿冷安装方式是最简单最经济的安装方式，即管道在覆土前不加预应力，也不设置补偿器。
由于土壤摩擦力的存在，管道将存在锚固段、滑动段。
当管道处于锚固段时，热胀应力全部转化为温度应力，使管道在运行工况下承受较高的轴向压力。
所以锚固段管道的最大压应力与最大温度变化成正比；当管道处于滑动段时，热胀应力不能全部转化为温度应力，管道将受热伸长。
管道在无补偿冷安装方式下，其受力及管道伸长情况示意见图 1。
计算实例中管道锚固段轴向热应力为
σ=δt×e×α
=（130-10）×200 000×0.000 012 2
=292.8 mpa （1）
管道局部屈服的轴向临界应力：
σer=0.062 5×e×δn/rm
=245 mpa （2）
式中：σ为轴向热应力，mpa；σer为管道局部屈服的轴向临界应力，mpa；δt 为管道运行的最高温度（t1）与安装温度之差（t0），℃；e 为钢管的弹性模量，mpa；α为钢材的线膨胀系
数，m/m.c；δn为钢管实际壁厚，mm；rm为圆筒的平均半径，mm。
由计算得，管道的轴向热应力小于 3 倍许用应力值，但是大于管道的局部屈服轴向临界应力，所以不能满足局部屈服的条件。
因此无补偿冷安装方式由于管壁局部屈服的危险限定了冷安装的温
度上限，只有在低于一定温度条件下采用冷安装才是安全的。
由（1）、（2）计算公式推导出：
t1=σ/（e×α）+t0=σer/（e×α）+t0＝110 ℃
由此可知在此条件下管道的最高运行温度为110 ℃。
同时为满足管道局部不失稳的情况下需校核管道的壁厚
σer＝0.062 5×e×δn/rm所以 rm＜40.1 δn即δn＞12.7 mm 得出无补偿冷安装对于大管径的管道壁厚要求比较高。
（2）敞沟预热安装方式
管道预热安装方式是管道在回填前进行预热，加热到预热温度时进行回填。
当管道运行温度等于预热温度时，管道应力为零，管道运行达到最高温度时，管道受到压应力，当管道恢复至环境温度时，管道产生拉应力，也就产生预应力效果。
敞沟预热方式可以节省预热管段的补偿器和固定额，从而减少工程的造价。
预热是管道平均应力为零时的温度，这个温度称为循环中间温度，以 tm表示。
tm＝0.5×（t1+t2）
式中：t1为管道运行的设计供水温度，℃；t2为管道运行的设计回水温度，℃；tm为循环中间温度,℃。
预热管道的位移量θ=α×（tm-ti）×lpr式中：ti为预热管道的环境温度，℃；tm为预热温度，℃；lpr为预热管道长度，m。
由于管道预先有了预应力，使管道的最大热位移小于冷安装的首次热位移。
通过计算预热安装的锚固段的管道最大压应力与最大温度变化之半成正比：
σ=0.5×δt×e×α
=60×200 000×0.000 012 2
=146.4 mpa
由此可见预热安装的最大压应力为冷安装最大压应力的一半，管壁的局部屈服的危险性降低了，这样就有利于大口径管道的安装。
但是与无补偿冷安装相同，其管道的最大压应力与最大的温度变化有关，所以也存在一个运行的最高温度值。
预热安装管道受力及管道伸长情况示意见图 2。
由（1）、（2）计算公式能推导出：
t1=σ/（e×α）+t0
假定安装的环境温度为 10 ℃，σ取极限值，即3 倍许用应力值，许用应力按照 125 mpa 计算。
则供热管道的最高工作温度为143.6 ℃；而此时管道的最大压应力为
σ＝0.5×δt×e×α
=71.5×200 000×0.000 012 2
=174.5 mpa
所以敞沟预热方式对大管径或小管径的供热管道普遍适用。
同时为满足管道局部不失稳的情况下需校合管道的壁厚：
σ＝0.062 5×e×δ/rm
所以 rm＜71δ，即δ＞0.007 18 m得出，预热安装时管道的壁厚也比冷安装的要
求较低。
（3）采用补偿器、补偿弯和固定墩的敷设方式
有补偿的直埋敷设，可以采用自然的 l、z、u型的弯管作为补偿装置，但是实际工程中不可能有条件提供这么大的占地，因此通常都采用补偿器进行补偿。
为防止补偿器受到单侧不均匀膨胀变形而损坏，所以在补偿器一侧设置固定墩。
对于应力集中的弯头、三通、大小头等地方设置固定墩来保护应力集中的管件。
管道系统由于安装了补偿器，使得管道的热胀应力在热态运行中得到了释放，避免了部分管线被完全锚固，因此管道的应力保持在较低的水平上，也使管壁局部屈服的危险性最小。
由于增加了固定墩和补偿器，管道的热胀变形在热态的时候得到了充分的释放，使得整个管段完全处于滑动状态。
因此管道的应力降到最低，管壁的局部屈服的危险也最小。
同时使得工程的投资相应的增加。
但是为了减少工程的投资，也可以将供热管道的供回水管道采取不同的敷设方式，确保工程的设计方案在技术经济方面更安全、更合理。
3、结论
通过对影响管道温度应力的因素分析可以知道，在满足冷安装的条件下应该积极的采用冷安装方式，但是从管道运行安全的角度考虑，对于大管径、大温差的管道应该采用预热的方式及有补偿的方式进行敷设。
参考文献
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