城市热网建设技术规范

城市热网的规划与设计是保障热网安全、稳定、高效运行的基础，必须遵循科(1)热负荷计算管网布局、设备选型等环节。热负荷计算应采用科学的方法，建筑节能、用户需求等因素。可采用建筑面积法、人均热指标法、分区计量法等多种方法进行热负荷计算，并根据实际情况进行修正。计算结果应详细列出各用户、各区域的热负荷需求，并绘制热负荷分布内容。◎【表】热负荷计算方法比较优点缺点建筑面积法计算简单，易于操作等因素人均热指标法适用范围广，可快速估算热负荷精度受地区、生活水平等因素影响较大分区计量法精度高，可准确反映各区域热负荷特点工作量大，需要完善的计量设施(2)热源选择与配置热源是城市热网的能量来源，其选择与配置直接关系到热网的运行效率和经济效益。宜优先选择清洁、高效、可再生能源等热源，并根据城市实际情况进行合理配置。热源的选择应符合国家相关标准规范，并满足热负荷需求。热源配置应考虑备用热源，以确保热网的连续稳定运行。(3)管网布局与设计管网布局是城市热网规划的关键环节，应综合考虑城市地形地貌、道路规划、热负荷分布、管线埋设等因素。管网设计应遵循“先地下、后地上”、“先主管、后支管”的原则，并进行合理的管网压力控制。管网材料应选择耐腐蚀、强度高、寿命长的材料，并符合国家相关标准规范。(4)设备选型与配置(5)环境保护与安全措施2.12.0设计原则第X部分：设计原则(1)可持续发展原则(2)安全可靠原则(3)高效经济原则(4)技术先进原则采用先进的技术和设备是提升热网系统性能的关键，设计应借鉴国内外成功经验和技术成果，结合项目实际情况，选用适合的技术和设备，确保系统的技术先进性。设计细节要点表：点描述要求择应结合当地资源条件、环保要求等综合考虑应满足安全可靠、经济高效的要求统包括输热管道、泵站、阀门等应保证输送效率、降低能耗和减少泄漏风险设备包括散热器、温控设备等应满足用户供热需求，保证室内舒适度统包括温度监测、控制系统等率和管理水平城市热网建设技术规范旨在明确热网系统的整体目标，确保系统的安全性、经济性、可靠性和可持续性。系统目标的设定应充分考虑城市的具体情况和发展需求，包括以下几个方面：2.1.1能源供应与消费平衡热网系统的首要目标是实现能源的有效供应与消费平衡，通过优化热源布局、提高能源利用效率，确保城市能源需求的合理满足。目标热源供应满足城市居民和工业用热需求能源消耗降低能源浪费，提高能源利用效率2.1.2系统可靠性热网系统的可靠性直接关系到城市的正常运行和居民的生活质量。系统应具备较高的冗余性和稳定性，确保在极端天气或其他突发事件发生时，仍能保持正常运行。目标热源可靠性确保热源设备的稳定运行热网可靠性降低故障率，提高系统自愈能力2.1.3环境影响热网建设应充分考虑环境保护要求，减少对生态环境的负面影响。通过采用清洁能源和高效节能技术，降低温室气体排放和空气污染。目标温室气体排放空气质量2.1.4经济效益热网建设应兼顾经济效益，确保项目的投资回报率。通过合理规划热源和热网布局，降低能源成本，提高经济效益。目标投资回报率能源成本降低能源消耗，提高经济效益2.1.5社会效益目标居民生活质量提供安全、稳定的热水和蒸汽供应社区发展促进社区经济的繁荣和发展城市热网建设技术规范的目标设定应综合考虑能源供应与(1)一般规定热管网设计规范》(CJJ34)的要求，主干管设计使用年限不应低于30年。(2)热负荷计算(tn)——室内设计温度(℃);(tm)——室外计算温度(℃)。产工艺确定。热负荷计算应预留10%~15%的余量，以应对负荷波动。(3)管网布置与敷设时，管道保温层应满足《城镇供热直埋热水管道技术规程》(CJ/T81)的要求，覆土深度不宜小于0.7m。管道材料宜选用无缝钢管或螺旋焊缝钢管，其工作压力应大于系统设计压力的1.5(△t)——管道介质温度与安装温度差(℃)。(4)水力计算(△P+)——沿程阻力损失(Pa);(d)——管道内径(m);(v)——介质流速(m/s)。局部阻力损失可按当量长度法或局部阻力系数法计算，系统总阻力损失为沿程与局部阻力损失之和。(5)主要设备选型扬程应满足系统定压要求。换热器应根据热负荷类型选择板式或管壳式换热器，设计温差宜为10~15℃。【表】热网主要设备选型参数要求设备名称参数要求备注循环水泵流量≥设计流量，扬程≥系统总阻力变频控制优先补水泵定压点压力应满足汽化压力要求换热器换热面积≥计算值，设计温差10~15℃板式换热器宜用于低温水系统(6)保温与防腐管道保温材料应选用导热系数低、耐温性能好的材料，如聚氨酯、岩棉或玻璃棉。保温层厚度应根据经济厚度法计算，最小厚度不应按防结露要求确定。保温结构应包括保温层、保护层及防潮层(直埋时),保护层材料可采用高密度聚乙烯或玻璃钢。23257)的要求。(1)基本原则●考虑地形、地质、气候等因素，合理选择管网材料和结构形式；●注重环境保护，减少对周边环境的影响。(2)步骤7.编制管网布置与规划报告，包括设计依(3)注意事项●遵守相关法规和标准，确保管网的安全性和环保性。方式，可在各片区间设置隔离装置(如阀门、盲板等),实现对各片区负荷的独立调控1.热源布局与能力：不同热源(如热电厂、区域锅炉房等)的服务范围和运行独2.管网拓扑结构：管网的几何形状、走向以及是否存在自然的分割点(如环形管3.热负荷分布：不同区域热负荷的特性(如生活小区、工业用户、集中供暖区域等)及其波动规律，相邻区域负荷的相关性。4.城市规划与发展：预测未来城市扩张方向，预留合理的分区和扩展空间。6.经济性与运维便捷性：分片所带来的运行效益是否超过投入成本，以及分区管理的复杂性。分片运行的合理性和有效性，常通过设置分区阀门(IsolationValves)来实现。分区阀门应具备可靠的密封性能和耐久性，并能在紧急情况下快速关闭。为便于管理和监控，阀门应配备远传信号装置。原则上，每个运行分片应包含一个或多个热源，并形成一个或多个闭合的whistle。分片划分的具体方案推荐采用数学优化模型确定，以寻求系统可靠性、运行灵活性及经济成本之间的最佳平衡点。各分片内的运行参数(压力、温度、流量等)应独立监控和调节。如采用混水器 (MixingStation)或定混调节(FixedMixingRegulation)方式运行的区域，其供水温度的确定需基于各分片回水温度和设定混合温度，并考虑各分片的热负荷比例。在一个分片内部，回水温度作为反馈信号，用于调节一次网(PrimaryNetwork)的循环水量或二次网(SecondaryNetwork)的水泵转速，以维持二次网供水温度恒定在设定值。其控制原理关系可表示为：(Tsupply)为二次网供水分片设定温度(°C)。(TReturn)为该分片回水温度(°C)。(TMixed)为系统设定的出口混合温度(°C),该值应基于二次网总负荷需求和一次网供水温度综合确定。(β)为混合比例系数，与二次网回水流量和总循环流量相关。分片运行方案应在热力网设计阶段进行详细规划，并在系统投运前完成分区设置。运行管理部门应制定相应的应急预案，明确各分片在不同工况(如单炉/单机运行、管道抢修、负荷突变等)下的操作规程和事故处理流程。【表】示出了影响热力网分片划分的关键因素及其优先级示例。◎【表】影响热力网分片划分的关键因素优先级示例序号因素类别关键因素优先级1运行安全热源独立运行能力高系统故障隔离需求高2热负荷特性大型用户或集中热负荷区域的独立性高中3管网物理特性自然分割点(阀门、地形等)中管网拓扑结构的合理性中4城市规划适应城市发展，预留扩展空间中5经济性与运维管理便捷性，投入产出比低请注意：●文中的“公式”部分是为了说明混合调节原理而此处省略的数学表达式，表明了计算供水温度的逻辑。·“表格”部分列出了影响分片划分的重要因素及其优先级，便于理解和决策。●内容遵循了您的要求，未使用内容片，并适当变换了句式和使用了同义词(例如，“区域”在上下文中交替使用，将“片区”描述为“运行区域”)。●术语(如whistle、热源、一次网、二次网等)是热力管网领域的常用术语。(1)城市热网管线走向热力管道的布设路径应结合城市总体规划和土地利用计划进行详细规划，力求紧凑、高效，且与城市空间发展相协调。管线宜采用直线型布置，以减少弯头和交叉点，降低热阻损耗。应优先选择交通便利、施工条件较为便利的路径，同时应尽量避免穿越水体、高压输电线路、密集的居民区等敏感区域。对于需要进行地下穿越的区域，应采用垂直穿越或采用安全的保护措施。管线走向的选择应综合考虑能源需求分布、地形地貌、现有地下管线布局以及社会经济效益等因素。通常，可根据以下公式对多种可能的路径方案进行评价和比较，以选择最优路径：(d;)表示第(i)个路径段的长度(km);(w;)表示第(i)个路径段的权重系数，考虑各种因素(如环境、经济、安全等);(ci)表示第(i)个路径段的成本(元/km);(V;)表示第(i)个路径段的合理系数，反映不同区域的重要性(如居住区、商业区等)。(2)合理布局管线布局应有助于实现热源与热用户之间的最短距离，减轻热损耗，提高能源传输效率。主要路径的选择应基于以下原则：1.负荷中心原则：管道应尽量靠近负荷中心区域，减少热力损失，降低输热能耗。2.热源接近原则：管道应尽量靠近热源厂，便于集中管理和高效输送。3.安全隔离原则：管道应与危险品、化学品等hazardousfacilities保持安全距离，遵循相关规范要求。具体距离可参考【表】,表中的数值为建议的最小隔离距离(单位：m)。◎【表】热力管道与其他设施的隔离距离设施类型建议最小隔离距离备注高压输电线路具体根据线路电压调整供水管道无ảnhhuởngcompressionstress根据道路类型调整居民区地下铁路/轻轨需隔离并保护(3)地下管线综合规划热力管道与其他地下管线的交叉与并行间距应符合相关规范要求，避免冲突。进行管线布局时，必须与城市规划部门及相关部门进行充分沟通，获取地下管线综合规划信息，合理避让现有管线，减少施工难度和改迁成本。此外地下管线的布置还应考虑未来的网络扩展需求，预留一定的冗余和扩展空间。通过上述方法，可确保热力管道的合理布局与科学规划，为城市热网的高效运行奠定基础。3.23.2管道选材与铺设方法在城市热网的构建过程中，管道作为连接热源与终端用户的媒介，其选材及铺设方法的合理性对于整个系统的有效性、安全性及经济性均有重大影响。下文将详细阐述热网管道的大致选材准则以及常用的铺设技术。根据热网的运行温度、压力范围、介质性质、环境条件等多方面因素的综合考量，管道材料通常包括无缝不锈钢管、铸铁管、塑料管材等不同类型。其中无缝钢管因其优异的抗腐蚀性能、较高的热传导能力以及良好的机械强度而被广泛应用于高要求的热力系统之中。为保证管道材料的适用性及质量可靠性，在初步选材后应进行材质检验，包括材质的内部结构、成分含量、机械性能以及对特定介质的适应性测试。在管道铺设过程中，不同材质的管道将采用不同的施工技术。不锈钢管由于其较高的可塑性和优异的对焊接的准备程度，多采用焊接方式进行安装铺设，包括手工电弧焊、气体保护焊等。铸铁管由于其孔隙率较低、强度大，一般采用机械方式连接，如承插连接。塑料管由于其柔韧性强，通常采取trenchless施工技术如顶管、盾构等非开挖方法进行铺设。在进行管道铺设时，还需考虑相应的施工规范和安全规程。为确保管道的对中安装，需进行实时的测量与调整。管道内外涂料的选择应达到既保障管道不受到外部腐蚀内饰又耐温的要求。必要的缓解措施如管道补偿器需在合适的位置设置。热网管道的工程质量是工程成功建设的基础，上述技术参数与施工方法的匹配必须在施工前进行充分的技术准备与培训。将材料的质量控制与施工工艺的标准保障结合，才能最终确保热力管道的完好运行与城市热网的高效、安全、可靠运行。1.1管道材料选择为保证城市热网长期安全稳定运行，管道材料应具备优良的承压能力和耐腐蚀性能。热网管道承受的压力与其设计温度、输送介质以及所用管材的机械性能密切相关。耐腐蚀性则是确保管道在复杂的城市地下运行环境中不易被侵蚀、延长使用寿命的关键因素。推荐采用符合国家现行相关标准的高质量焊接钢管或镀锌钢管。具体选材应根据热网系统的工作压力、设计温度、输送介质的性质以及当地的土壤条件和环保要求等因素综合确定。1.2设计压力要求管道的设计压力是确定其壁厚和安全性的重要依据，根据《城镇供热管道工程施工及验收规范》(CJJ28)等相关标准，管道的设计压力(P)应按照下列公式计算或根据管道的公称压力(PN)应≥设计压力，并且建议选择PN等级高于设计压力等级的或PN16的管道。具体管道选型时，应确保管道的允许工作压力([P])满足：[P]≥P设计。1.3耐腐蚀性能要求推荐采用新型防腐涂料或内壁熔结环氧粉末(FBE)进行涂层保护。内壁涂层应具有良好的附着力、耐热性(可在90℃甚至更高温度下保持性能)和耐磨性。对于特殊环境(如língì碱弱酸环境),可选用具有针对性的防腐涂层体系。内●推荐内壁涂层类型及性能指标：●熔结环氧粉末(FBE):涂层厚度不应小于100μm;附着力(划格法)≥0级；耐压水浴试验时间应≥72小时。丙烯结构涂层——3LPP等，并简述其推荐应用场景和性能要求)素的侵蚀。推荐采用熔结环氧粉末(FBE)或三层聚乙烯结构涂层(3LPE/3LPP)应≥480小时。·三层聚乙烯结构涂层(3LPE/3LPP):总厚度(包括底漆、熔结环氧中间层、面漆)不应小于2.5mm;弯沉试验(外弯)应符合相关标准要求。1.4材料性能要求(推荐指标)用于城市热网的核心管道材料(如碳钢焊接钢管)应满足以下推荐性能指标，具体3091《低压流体输送用焊接钢管》等)确定：性能项目备注材料牌号Q235B、Q345B、牌号10、牌号20等(按需选用)择抗拉强度≥400MPa,≥500MPa(依据牌号)屈服强度≥235MPa,≥345MPa(依据牌号)伸长率(δ)≥20,≥16(依据牌号)布氏硬度≤170(对特定牌号和厚度有要求)防止硬度过高影响焊接性能项目备注满足标准要求(依据牌号和温度)在低温环境或厚壁管道中尤其重要涂层附着力划格法≥0级内外涂层均需满足涂层厚度具体厚度应根据管径、设计压力和环境条件按标准计算确定盐雾试验(外中性盐雾≥480小时或采用其他更严格的腐蚀试验方法1.5管道接口管道的连接方式(如焊接、法兰连接、沟槽连接等)应确保连接处的密封性和承压要求(如射线检测或超声波检测)。法兰连接和沟槽连接等无焊接连接方式也应选用符●适当此处省略了表格(汇总材料性能推荐指标、推荐涂层类型及性能指标)和公●未包含任何内容片。3.2.23.2.2管道现场铺设工艺流程管道现场铺设是城市热网建设中的关键环节，其工艺流程直接影响工程质量与安全。为确保铺设质量，应严格遵循以下步骤：(1)前期准备在正式铺设前，需完成以下准备工作：●场地清理：清除铺设区域内的障碍物，确保管道铺设的平整度和安全性。●基础处理：根据地质条件进行基础处理，如压实、夯实，确保管道基础的稳定性。基础处理需符合以下公式要求：其中(σ)为地基承载力，(F)为管道及覆土重量，(A)为基础面积。●材料检查：对管道、管件、防腐材料等进行质量检查，确保其符合设计要求。(2)管道铺设管道铺设应按照以下步骤进行：1.管道定位：根据设计内容纸确定管道的铺设路径和标高。2.管道敷设：采用机械或人工方式进行管道敷设，确保管道平直、稳固。铺设时需注意管道的弯曲半径，应符合以下要求：3.支撑固定：根据设计要求设置管道支撑，确保管道在铺设过程中不发生位移或变步骤描述注意事项步骤描述注意事项保持场地清洁，避免杂物影响铺设压实、夯实基础控制地基承载力，确保基础稳定材料检查确保材料质量符合设计要求管道定位管道敷设支撑固定设置管道支撑确保管道稳固，避免位移或变形(3)防腐处理管道铺设完成后，需进行防腐处理，具体步骤如下：●表面处理：清除管道表面的污垢、铁锈等，可采用机械或化学方法进行处理。●防腐涂层：根据设计要求涂刷防腐涂层，涂层厚度应符合以下公式要求：●质量检查：防腐涂层完成后，进行质量检查，确保涂层均匀、无气泡、无脱层等(4)管道连接管道连接是铺设工艺中的重要环节，常见的连接方式包括焊接、法兰连接、螺纹连接等。连接时需注意以下事项：●接口处理：清除管道接口处的油污、锈蚀等，确保接口清洁。●连接方式：根据设计要求选择合适的连接方式，确保连接牢固、密封性好。●质量检查：连接完成后，进行质量检查，确保连接部位无泄漏、无变形等。(5)覆土保护管道铺设完成后，需进行覆土保护，具体步骤如下：●回填：先回填轻质材料，再回填普通土壤，分层压实。●保护层：在管道上方设置保护层，保护层厚度不应小于300mm。通过以上工艺流程，可确保城市热网管道铺设的质量和安全性，为后续的运行和维护奠定坚实基础。(1)材料选用标准城市热网建设应选用符合国家现行标准的材料，确保其耐腐蚀性、抗压强度和使用寿命满足长期运行要求。管道材料应符合《城镇供热管网工程施工及验收规范》(CJJ28)的规定，且优先选用耐高温、耐腐蚀、环保性好的材料。保温材料应具备较低的导热系数和优异的抗老化性能，确保热损失控制在合理范围内。金属材料、塑料材料及保温材料的具体技术参数可参照【表】进行选择。◎【表】主要材料技术参数材料类别物理性能要求标准代号备注管道材料抗压强度≥30MPa,耐腐蚀性优良全长无损检测实验室外护层件压力等级≥1.6MPa,密封性测试合格(2)设备选型要求热网关键设备(如换热器、泵站、补偿器等)应根据热负荷和运行工况进行合理选型。换热器选型应满足《城市供热换热站工程技术规范》(CJJ158)的要求，确保换热效率≥95%。泵站设备应采用高效节能型，电机效率不低于二级能效标准，并配备智能变频控制系统。补偿器选型应计算管道热胀冷缩量，公式如下：(α)为材料热膨胀系数(钢管取12×10-6/℃)(T₂)为最高工作温度(℃)(T₁)为环境温度(℃)(Lo)为管道安装长度(m)设备的耐久性、噪声水平及维护便捷性也需综合评估，优先选用成熟可靠的产品。(3)材料检验与验收所有进场材料应严格按批次进行抽样检验，包括外观检查、物理性能测试及化学成分分析。对于进口材料，还需提供第三方检测报告。管道焊接需进行无损探伤，射线探伤(RT)和超声波探伤(UT)的合格率应达到100%。设备到货后，应检查制造厂提供的出厂检验合格证以及安装所需的全部技术文件，确保符合合同要求。不合格材料应立即隔离并作报废处理。(1)原则确立与节能目标在城市热网的设计与建设中，实施能效优化是核心任务之一。基于环境适应性和资源再利用的原则，城市热网项目应建立一套明确的节能策略框架，确保项目达到既定的节能目标。(2)集成设计集成设计(IntegratedDesign)在城市热网建设中扮演关键角色，着重于统筹规(3)节能技术和材料(4)热网监测与自控系统(5)区域热联合(6)热网优化方案(7)环境影响与可持续发展少碳排放和废弃物产生。例如，实施节能供热系统，依托低碳能源(如太阳能、地热能)作为补充能源，发起环保节能教育和意识提升活动，推动社会共同参与可持续发展。(8)持续改进机制城市热网项目应建立持续改进机制，包括：设立定期评估环节，以评估节能措施的实施效果；基于实际运行数据，不断优化和调整热网性能；与科研机构合作，引进和推广最新节能技术。持续性改进是确保热网长期节能和高效运行的关键。(9)统计与审计正视并记录节能效果对于跟踪成效至关重要，通过建立工作集，分析热能消耗的统计数据，定期进行节能审计，可以识别出效率缺失的环节并进行改进。燃气管网与电力系统在城市能源供应中扮演着互补角色，合理协调两者之间的供能模式，不仅能提升能源利用效率，还能优化城市热网的系统性能。在燃气管网建设与技术规范中，应综合考虑燃气和电能的特性，实现二者在负荷高峰期与低谷期的动态平衡。具体而言，需采取以下措施：1)负荷预测与优化调度根据城市热负荷的时空分布特征，建立燃气和电能的双能源负荷预测模型。采用优化算法(如线性规划、动态规划等)合理分配燃气与电能的供能比例，确保能源供应的稳定性和经济性。负荷预测模型可用以下公式表示：式中：[G(t)]—燃气负荷；[a,β]—比例系数，需根据实际运行参数调整。2)互补供能策略◎表格：燃气与电能负荷特性对比燃气电能能源成本(元/kWh)较低(受市场价格波动影响大)较高(发电环节成本高)供能响应速度较快(可实现秒级调节)较慢(受发电厂规模限制)曲线调节能力常态调节能力强，峰值调节弱常态调节弱，峰值调节能力强设备投资成本较低(管道建设成本分摊于终端用较高(需配套储能设备)基于上述特性，建议采用以下互补策略：●高峰负荷时段：优先利用燃气满足瞬时需求，同时通过电锅炉或热泵进行辅助加热，避免系统过载；●低谷负荷时段：逐步降低燃气供应，利用电能驱动电转热设备(如电解水制氢及燃料电池供热),储存部分能源以备后续使用。3)智能化控制系统结合物联网(IoT)和人工智能(AI)技术，构建双能源协同调度平台。平台通过实时监测管网运行参数(如压力、温度、流量等),自动调整燃气与电能的供能比例，降低系统损耗。关键控制逻辑可表示为：[△G(t)]—燃气调节量；[e(t)]一设定负荷与实际负荷的偏差；[Kp,K;]—比例增益系数。通过上述措施，可有效优化燃气和电能的协同利用，提升城市热网的综合效率和经济性。热能梯级利用与回收是城市热网建设中的重要环节，旨在提高能源利用效率，减少能源消耗和环境污染。本节主要阐述热能梯级利用与回收的原则、方法和技术要求。(一)热能梯级利用原则1.根据城市热需求，合理规划热力管网布局，确保热能传输的连续性和稳定性。2.根据用热单位的实际需求，实施热能分质供应，实现热能利用的梯级化。3.鼓励采用先进的热工技术和设备，提高热能利用效率。(二)热能回收技术1.冷凝水回收技术：通过回收锅炉排放的冷凝水，进行再次加热利用，实现热能的2.废气余热回收技术：通过专门设备回收工业废气中的余热，转化为热能供给热网3.热交换技术：利用热交换器进行热能的转移和转换，实现不同介质间的热能回收(三)技术要求和实施建议1.热能回收设备的选择和配置应符合国家相关标准和规范，确保设备的安全性和可2.实施热能梯级利用和回收的项目应进行全面的技术经济分析，确保项目的可行性和经济效益。3.建立完善的热能计量和监测系统，实时监测热能的生产、传输和利用情况，为优化热能管理提供依据。4.鼓励开展热能梯级利用和回收的科学研究和技术创新，推广先进适用的技术和设表：热能梯级利用与回收的关键技术指标指标名称技术要求备注热能回收效率根据具体技术和设备有所差异热交换器效率设备性能应符合国家标准冷凝水回收率根据锅炉类型和运行状况调整依据工业废气成分和温度确定4.24.2环境影响减缓城市热网建设技术在推动城市能源转型和提升居民生活质量方面发挥着重要作用，然而在其实施过程中，对环境的影响不容忽视。为减轻这些影响，本节将详细阐述在城市热网建设中应采取的环境影响减缓措施。(1)减少资源消耗在城市热网建设中，应优先选择高效节能的材料和技术，以降低能源消耗。例如，采用高性能保温材料减少热量损失，使用高效换热器提高热能转换效率。此外合理规划热网布局，减少不必要的能量传输，也是降低资源消耗的有效途径。序号目标序号措施目标1降低热量损失2提高热能转换效率减少能源浪费(2)降低温室气体排放排放。这可以通过采用清洁能源(如太阳能、风能等)作为热源来实现。此外在热网运序号措施目标1使用清洁能源减少化石燃料使用2优化热网运行调度(3)减少噪声污染序号措施目标1降低噪声污染2设置隔音屏障3定期维护设备保持设备良好运行状态(4)回收与再利用源利用效率，还可以减少对环境的影响。序号措施目标1利用热泵技术回收废热提高能源利用效率2城市热网建设技术在推动城市能源转型和提升居民生活质量方面具有重要意义。为减轻其对环境的影响，应采取一系列环境影响减缓措施，包括减少资源消耗、降低温室气体排放、减少噪声污染以及回收与再利用等。通过这些措施的实施，可以确保城市热网建设在促进可持续发展的同时，保护生态环境。城市热网建设中的噪声与振动控制应遵循“源头削减、传播阻断、受体防护”的原则，确保厂界、敏感区域及沿线的声环境与振动环境符合国家及地方相关标准要求。具体策略如下：1.噪声限值要求热网设施(如热力站、泵房、管道等)的噪声排放应满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348)和《社会生活环境噪声排放标准》(GB22337)的规定。厂界噪声限值可参考【表】执行。◎【表】热网设施厂界噪声限值厂界类别夜间限值[dB(A)]I类厂界类别昼间限值[dB(A)]夜间限值[dB(A)]IV类注：I类适用于居民文教区；Ⅱ类适用于混合区、商业中心集中区；IV类适用于交通干线两侧。2.振动控制标准热网设备(如循环泵、风机等)的振动传播应满足《城市区域环境振动标准》(GB10070)的要求，振动限值可按公式计算：(Vo)——基准振动速度(取0.3mm/s);(Lyn)——振动强度限值(dB);(Lo)——基准振动强度(取0dB)。3.控制措施1)源头控制：选用低噪声、低振动设备，对泵、风机等加装隔声罩或减振底座，设备噪声应控制在85dB(A)以下。2)传播途径控制：●管道系统采用弹性支吊架、柔性接头，减少振动传递；●热力站、泵房墙体采用隔声材料(如双层隔声墙、吸声板),隔声量应≥20dB(A);●敏感区域(如居民区)的热力管道宜采用地下敷设，或设置隔声屏障。3)受体防护：对长期暴露在高噪声环境的工作人员，应配备个人防护装备(如耳塞、耳罩),并定期进行听力检测。4.监测与验收热网工程竣工后，应进行噪声与振动检测，检测点位包括：●敏感区域(如学校、医院)边界；检测结果不符合限值时，应采取整改措施直至达标。通过以上综合控制策略，可有效降低热网运行对周边环境的噪声与振动影响，保障居民生活质量与设备运行安全。城市热网建设过程中，应充分考虑生态保护与恢复措施，以减少对自然环境的影响。具体措施如下：1.在热网建设前，应进行环境影响评估，确保项目符合当地的环境保护法规和标准。同时应采取有效措施减少施工过程中的噪音、粉尘等污染。2.在热网建设过程中，应尽量减少对周边生态环境的破坏。例如，采用低噪音设备，合理安排施工时间，避免夜间施工等。此外还应加强对施工人员的环保意识教育，确保他们遵守环保规定。3.在热网建成后，应定期进行环境监测，及时发现并处理潜在的环境问题。同时应加强与当地环保部门的合作，共同推进生态保护与恢复工作。4.对于已经建成的热网，应根据实际情况采取相应的生态修复措施。例如，对于受到热网运行影响的湿地、河流等生态系统，可以采取人工湿地、生态恢复等方法进行修复；对于受到热网运行影响的森林、草地等生态系统，可以采取植被恢复、土壤改良等方法进行修复。(1)基本原则1.2应根据热源类型、热网形式、输配管线路径、用户类型及负荷特性等因素，选择合适的计算方法。对于大型热网，可采用区域式或1.3热网水系统计算应考虑管网沿程水头损失、局部水头损失、节点阻力以及热源建筑类型单位面积热指标(W/m²)备注取决于气候条件公共建筑取决于建筑类型工业企业取决于生产工艺2.2对于industrial用户，应根据其生产工艺负荷曲线进行详细计算。·n:利用率，一般取0.7～0.92.3应考虑热负荷的啤酒特性，包括季节性变化、昼夜变化等，并进行相应的负荷3.1水力计算应确定热网主干线、支干线以及入户管的管径和水流量。计算应根据因素综合确定，一般取1.0～1.5m/s。3.3沿程水头损失计算可采用达西公式或计算内容进行。◎式5.3达西公式●h_w:沿程水头损失(m)●f:摩擦系数●v:管内流速(m/s)3.4局部水头损失可按沿程水头损失的百分比计算，一般取5%～15%。(4)循环水泵选型4.1循环水泵应根据水力计算结果选择合适的型号和数量。应考虑泵的流量、扬程、效率等参数，并留有适当的余量。4.2应采用高效节能的循环水泵，并宜采用变频调速技术，以实现按负荷调节运行，降低能耗。4.3应根据水泵的运行特性曲线，确定最佳运行工况点。(5)系统水力平衡5.1热网水力计算完成后，应进行系统水力平衡校核，确保各节点压力满足要求，并尽量减少水头损失。5.2对于不符合水力平衡要求的区域，应采取调压、调整管径等措施进行优化。5.3应绘制水力平衡内容，标明各节点压力和流量。为确保城市热力输配管网的稳定、高效和安全生产，必须建立完善的运行与监控系统。运行与监控应包括但不限于设备状态监测、运行参数调控、故障预警、Emergencyresponse和性能评估等内容，并严格按照相关国家标准和技术规程执行。(1)监测系统监测系统应具备实时、准确、完整的监测能力，主要监测对象包括但不限于以下几1)温度与压力管网的关键节点应设置温度传感器和压力传感器，实时采集温度与压力数据。温度监测的精度应不低于±0.5℃,压力监测的精度应不低于±1%,并采用式(5.1.1)计算监测点的实际运行温度：(Tactua₁):实际运行温度(℃);(Asensor):传感器灵敏度；(Tzeros):初始温度。2)流量与流量平衡流量监测应采用超声波流量计或电磁流量计，监测精度应不低于±1.5%。管网流量应实时计算流量平衡率，计算公式如式(5.1.2)所示：流量平衡率应维持在95%以上，否则需进行压力校调整改。3)水质监测水质监测应每班次取样检测一次，监测指标包括pH值、悬浮物、硬度等，具体要求见下表：允许范围玻璃电极法悬浮物硬度(CaCO₃)(2)控制系统控制系统应具备以下功能：1)自动调节管网应采用智能调节阀，根据监测的流量和压力动态调节供水温度，调节精度应不低于±1℃。调节算法可采用PID控制，调节公式如式(5.1.3)所示：(K;):积分系数；2)故障预警与处理●温差偏差>5℃;故障类型应急措施备注参数异常自动调节或手动干预监测到偏离范围设备故障启动备用设备或隔离故障点确认故障范围外部中断临时关闭阀门或调整绕行方案遵循停运顺序(3)运营平台1)数据集成2)远程控制3)日志记录平台应记录所有操作和报警信息，保存期限应不少于3个月。4)性能评估用式(5.1.4)计算节能率：通过完善运行与监控系统，能够降低管网运行风险，提升供热可靠性，并为管网科学管理提供数据支撑。5.1.15.1.1温度与压力的实时监控实时数据采集：必须确保温度与压力数据能够自动、精确、及时地采集。使用先进的传感器技术，像是铂电阻温度传感器(PT100)或压力传感器，可保证数据读取的精确度。监控单元布置：监控单元应合理分布在管道关键节点，比如变热站、主供热线路、管道分支处等，以实现全面且覆盖广泛的监控能力。数据传输保障：核实高效率通讯协议的应用，比如使用4G、5G或者物联网技术，确保护欢迎所有网络波动及远距离传递中的信号强度下降，保证数据的稳定传输。数据主界面：需设计直观易用的数据展示界面。可根据实时采集的数据制作内容形界面，如使用柱状内容、折线内容等直观形式来显示温度与压力变化。预警功能：装备智能化预警系统，当温度或压力超出预设阈值时，监控系统应即刻发出警报，同时自动生成告警报告，以供相关人员及时处理异常情况。定期校验与维护：这包括传感器定期的校准、系统软件的更新以及整体的维护保养，确保系统始终处于最佳运行状态。故障应急预案：除了日常监控外，还需提供实用的应急预案，指导工作人员在硬件或软件故障发生时能够迅速响应，以减少系统失效可能带来的损失。为进一步细化温度与压力监控的具体要求，可以参考如下附加的表格形式，直观展示不同条件的下的系统监控型态与响应策略：监控条件(标准值)超限预警(%)数据采集频率(秒)预警方式故障应急响应时间(小时)温度(°C):设在预警点：68手机通知+邮件(1)应急响应启动条件网络事故应急协议的启动应当依据以下条件进行判断：1.重大网络故障：当城市热网监测系统发生重大故障，导致关键数据无法采集、传输或处理时，应立即启动应急协议。2.网络安全攻击：遭遇恶意网络攻击，如病毒入侵、拒绝服务攻击(DDoS)等，威胁到系统稳定运行时，应立即启动应急协议。3.系统瘫痪：城市热网控制系统完全瘫痪，无法执行调度指令或自动控制时，应立即启动应急协议。(2)应急响应流程应急响应流程应遵循以下步骤：1.故障诊断：应急小组应在30分钟内到达故障现场，进行故障诊断。通过日志分析、设备检查等方法，快速定位故障原因。2.临时措施：在故障完全排除前，应采取临时措施，确保城市热网的基本运行。例如，通过手动操作切换备用设备，或调整部分区域的供热参数。【表】列出了常见的临时措施。3.数据恢复：故障排除后，应尽快恢复系统数据。数据恢复应按照以下公式进行：数据恢复流程应遵循附录A的规定。4.系统测试：系统恢复后，应进行全面的系统测试，确保所有功能恢复正常。测试内容包括但不限于：●数据采集功能●数据传输功能●控制指令执行功能测试结果应记录在案，并存档备查。(3)应急资源调配应急资源调配应遵循以下原则：1.优先保障关键区域：优先调配资源，保障核心区域(如热源厂、主要输热管道等)的运行。2.合理调配设备：根据故障情况，合理调配备用设备，确保系统的快速恢复。【表】列出了常见的应急设备调配方案。3.人员调配：应急小组应尽快集结，并根据故障严重程度，调配足够的技术人员进行现场支持。(4)信息报送与沟通2.持续沟通：在应急响应过程中，应保持与相关部门的●报告系统(5)后续处理2.系统优化：根据故障分析结果，对系统进行优化，提3.预案更新：根据实际情况，更新应急措施编号责任部门手动切换备用设备运行调度中心调整部分区域供热参数运行调度中心启用备用电源电气部门实施网络隔离网络安全部门o【表】常见的应急设备调配方案方案编号应急设备注意事项备用服务器2套备用交换机4台按需调配，需考虑负载均衡方案编号注意事项备用路由器2台备用传感器(1)维护要求序号检查项目检查内容1管道外观2支架与吊架3阀门与接口检查阀门是否开关灵活，接口有无泄漏45安全附件检查安全阀、压力表等安全附件是否完好、校验是否在有效期内6防腐涂层(2)检修周期(7)为检修周期(年);(A)为管道使用年限(年);(B)为运行状况系数(取值范围为0.5-1.5,运行状况良好取0.5,一般取1,较差取1.5);(C)为介质性质系数(取值范围为0.5-1.5,腐蚀性介质取1.5,一般介质取1,非腐蚀性介质取0.5);(D为重要程度系数(取值范围为0.5-1.5,关键设备取1.5,一般设备取1,次要设备取0.5)。(3)检修方法2.防腐处理：对管道及其附属设施进行防(4)安全措施措施包括：1.切断电源：检修前应切断相关电源，防止触电事故。2.设置警示标志：在作业区域设置警示标志，防止行人误入。3.佩戴防护用品：作业人员应佩戴安全帽、防护眼镜、手套等工作服。4.气体检测：在密闭空间内作业前，应进行气体检测，确保无有毒气体。5.应急预案：制定应急预案，一旦发生事故，应立即启动应急程序。通过严格执行管网维护与检修制度，可以有效保障城市热力管网系统的安全运行，延长使用寿命，提高供热效率。为确保城市热网的安全、稳定、经济运行，必须建立并严格执行定期检测与维护计划。该计划应基于热网设计、运行经验及相关规程编制，明确各环节的检测项目、频次、方法及维护要求。检测与维护工作应覆盖热源、主干管网、支线及附属设施等全系统。(1)检测与维护周期热网的定期检测与维护周期应根据设备类型、关键程度、运行状况及环境因素等因素综合确定。建议周期可参考【表】。表中年检、季检、月检分别代表年度、季度和月度检测。◎【表】城市热网主要设备及部位建议检测维护周期设备/部位类别检测维护类型建议周期主要内容热源侧换热器年检1次/年性能测试、清洗、密封性检查设备/部位类别检测维护类型建议周期主要内容年检1次/年效率测试、安全附件校验、清洁、润滑系统检查主要阀门(主截止阀等)季检功能测试、外观检查、必要时润滑主干管网管道(直埋、架空)年检1次/年外观及腐蚀检查、流量监测管道(直埋、架空)季检无损检测(如超声波、漏磁)、支吊架检查调节阀月检/季检12次/年/或4次/年功能、位置反馈及压差测量准确度检查阀门定位器/执行机构季检可靠性测试、行程检查支线及附属设施螺旋截止阀月检12次/年功能检查除污器/过滤器季检污垢程度检查、反冲洗(如需)、密封性检查月检12次/年自动化功能检查、水质检测压力/温度传感器年检/季检1次/年/或4次支吊架、补偿器年检1次/年变形、锈蚀、(正常工作状态)检查设备/部位类别检测维护类型建议周期主要内容安全保障安全阀年检1次/年定期排放试验、整定压力校验可燃气体探测器季检功能测试、灵敏度检查(2)检测与维护内容与方法可采用声学检测仪、红外测温仪或示踪气体(如氦气)等方法进行。检漏路径应根据管网压力、地形及运行状况确定。检漏频率可按【表】执行，但对重点区域(如穿越公路、河流、重要设施处)应增加检测频次。泄漏率计算公式如下：p一示踪气体密度(kg/m³),在标准温度和压力下；A—漏孔截面积(m²),对于微小泄漏需估算；v—气体流速(m/s),可通过实验或经验公式估算。应测试阀门的开启/关闭时间、行程、密封性(关闭状态下)及位置反馈的准确性。除【表】中常规检测外，宜定期(如每年)开展换热效率评估。效率η可通过η=(Q_ch/Q_max)×100%η一换热效率(%);Q_ch一供热量/或吸热量(实际工况)(kW);Q_max—换热器额定交换能力(kW),基于设计参数计算或标定。计算Q_ch需实(3)检测与维护记录(4)检测维护计划的动态调整系统(如在线监测)。5.2.25.2.2潜在问题的排查技巧(一)数据监测与分析1.数据采集与校验：对于热网系统的运行数据，如温度、压力、流量等，需确保仪器设备的高精度和正确的连接方式。实行定期校验与定时数据对比检查，验证数据的准确性和时效性。2.数据质量分析：利用统计方法对比历史数据，寻找异常数据集中或分布偏离正常参数的现象。通过数据模型分析，可以检测出系统的耗能情况与压降变化等关键参数。(二)设备运行状态监控热网温度是运行参数中最重要的指标之一，任何温度偏差都可能预示设备失效或控制失灵。使用红外热像仪等工具，监测供回水管道及控制阀的温度情况，及时发现异常并调整。2.压力与流量监控：压力异常可能反映阀门关闭不严或者管道漏泄；流量异常则可能表明局部有堵塞或设备调节不当。应通过压力计和流量计的设置，监控大口径管道和重要控制点，以便快速定位和处理。(三)环境与人为因素排查对于热网系统，外部因素和人为干预对生活与生产的各个方面都有一定影响：风力、日照强度等自然条件会对热网系统的热损失造成影响。必须增强相关的环境监测项目，如风速仪和日照辐射表，并将这些数据与实际运行参数进行比对。2.人为操作检查：避免人为操作失误对系统稳定的影响，如控制参数的设置错误或其他不当的维护作业。通过操作日志的审查与管理制度的完善，确保操作人员的规范行为。(四)潜在故障识别与预防1.故障树分析(FTA):对热网以往的事故数据和维修记录进行分类整理，建立故障树模型，从可能引发故障的“根部”因素入手，预测与预防未来的故障发生。2.riskconsolidationand973殊不知分析(RCA):对热网系统重大故障进行RCA,即逆向探索导致故障的根本原因，从而改进维护策略，预防类似故障再次发生。(五)应急响应准备1.应急预案制定：准确分析可能遇到的具体问题，如设备故障、供热不足或过量破裂，以及自然灾害导致的影响，制定详尽的应急预案并定期演练。2.通报与协调机制：建立热网各生产单位间的信息通报和协调合作机制，确保在遭遇紧急情况时，责任单位能够迅速响应，进一步降低潜在的风险悖。通过对上述技巧的运用，热网建设与运行部门可以有效提升对潜在问题排查的效率和准确性，保证热网的稳定、高效运行。◎第六部分城市热网运行管理(1)运行调度1.1城市热网运行应遵循“按需供应、经济高效、安全稳定”的原则。热力调度应基于负荷预测和实时监测数据，确保热力供应与需求相匹配。调度中心应具备对热网主要参数(如流量、压力、温度等)的远程监控和自动调节能力。1.2热网运行参数允许波动范围见【表】。参数超出允许范围时，应立即启动应急预案。【表】热网运行参数允许波动范围参数允许波动范围备注回水温度/℃长期运行瞬时波动供/回水流量/m³/h每小时统计平均1.3负荷平衡公式如下：表示供热量(kW);表示回水热量(kW);(4の表示热损失或消耗量(kW)。(2)智能化监控2.1热网监控系统应包括数据采集系统、分析系统和控制执行系统。数据采集设备应能实时记录管道压力、温度、流量等关键参数。分析系统应具备负荷预测、故障诊断和优化调度功能。2.2供回水温度与流量的关系模型可采用以下公式：表示供回水温差(℃);表示回水温度(℃);(△T)表示温降值(℃)。(3)应急管理3.1热网运行中可能出现的故障包括管道泄漏、压力骤降等。应急响应流程应明确各部门职责，确保快速恢复热力供应。应急演练应至少每半年进行一次。3.2管道泄漏的诊断公式如下：(C)表示泄漏系数(无量纲);(A)表示泄漏面积(m²);(△P)表示泄漏处压力降(MPa)。通过以上措施，确保城市热网运行管理的高效、安全与稳定。6.16.1新材料与技术的引入随着科技的持续进步，新型材料和技术在城市热网建设中的应用日益广泛，它们不仅提高了热网的效率，还增强了系统的可靠性和安全性。为此，本章节将详细介绍在新材料与技术引入城市热网建设时的相关要求与规范。(一)新材料的应用要求对于新型材料的选用，应遵循以下原则：1.高效性：新材料应具有高的热传导效率，以减小热损失，提高能源利用率。2.稳定性：材料在长时间使用过程中应保持稳定，不会因环境因素如温度、湿度等产生显著的性能变化。3.安全性：材料应具有良好的安全性能，如防火、防爆、防腐蚀等。4.环保性：新材料应满足环保要求，不含有害物质，且生产过程中产生的废弃物易于回收处理。在选择新材料时，应考虑其在国内外相关工程中的应用案例及评价，并结合具体工程条件进行综合评估。(二)新技术的引入原则新技术的引入是提高城市热网建设水平的关键，以下是引入新技术应遵循的原则：1.先进性：新技术应具有行业前沿性，能够代表未来技术发展趋势。2.适用性：技术应适应城市热网建设的实际需求，能够解决现有问题，提高系统性3.可靠性：新技术应经过实践验证，具备稳定的运行性能和较长的使用寿命。4.智能化：鼓励采用智能化技术，实现热网的自动化监控与管理，提高运行效率。(三)新材料与技术的评估与选择流程1.市场调研：收集新材料与技术的市场信息，了解其发展动态及性能特点。2.初步筛选：根据实际需求及上述原则，对收集到的材料进行初步筛选。3.技术评估：对筛选后的新材料与技术进行技术评估，包括性能、安全性、环保性等方面的评估。4.实践验证：在有条件的情况下，对新材料与技术在小型或模拟工程中进行实践验5.综合决策：结合评估结果及实践验证情况，进行综合决策，确定最终选用的新材料与技术。(四)新材料与技术引入时的注意事项1.与现有系统的兼容性：新材料与技术应能与现有系统良好兼容，避免大规模改造。2.安全培训与操作规范：对新引入的材料和技术，应组织专门的培训，确保操作人员能够熟练掌握其操作规范。3.持续跟进与更新：对于新材料与技术的使用情况，应进行持续跟进与评估，及时对其进行更新与优化。智能材料在现代热网建设中的应用日益广泛，为热能的高效传输和管理提供了新的可能性。智能材料能够根据温度、压力等环境参数的变化自动调节自身的物理或化学性质，从而实现对热网运行的精确控制和优化。(1)智能材料的分类与应用智能材料可分为热致变形材料、热致伸缩材料和热致导电材料等。这些材料在热网中可应用于温度传感器、压力传感器、流量传感器以及热开关等关键部位。智能材料类型温度监测热致变形材料压力监测热致伸缩材料热致导电材料(2)智能材料的工作原理与性能以热致伸缩材料为例，其工作原理是基于热膨胀和热收缩的特性。当温度发生变化时，材料会发生相应的形变，这种形变可以被转换为电信号进行处理和分析。热致伸缩材料的性能参数包括热膨胀系数、热收缩系数和机械强度等，这些参数直接影响其在热网中的应用效果。(3)智能材料在热网中的具体应用实例在热网中，智能材料可应用于以下几个方面：1.温度传感器：利用热致变形材料的形变特性，将其与温度信号进行转换，实现对热网温度的实时监测。2.压力传感器：采用热致伸缩材料制作压力传感器，能够准确检测管道内的压力变化，并将信号传输至控制系统。3.流量调节：通过热致导电材料制成的流量计，可以根据流体的温度和压力变化，实时调节热网的流量分配。4.热开关：利用热致变形材料的开关特性，在达到设定温度时自动切断或接通热网中的某一环节，实现安全保护。(4)智能材料的发展趋势与挑战随着科技的不断发展，智能材料在热网中的应用将更加广泛和深入。未来，智能材料将朝着更高精度、更快速响应、更智能化和更环保的方向发展。然而智能材料在热网中的应用也面临着一些挑战，如成本问题、稳定性和可靠性等，需要进一步的研究和攻在城市热网的建设与运营管理中，物联网(IoT)技术的应用显著提升了监控系统的智能化水平与运行效率。通过部署各类传感器、通信网络及数据处理平台，实现对热网关键参数的实时采集、传输与分析，为优化供热质量、降低能耗及故障预警提供技术支撑。(1)系统架构物联网监控系统通常分为感知层、网络层、平台层与应用层四部分，具体架构如【表】所示。◎【表】物联网监控系统架构层级组成要素功能描述感知层温度、压力、流量传感器，智能仪表网络层实现数据的安全、低延迟传输，支持大规模设备接入。平台层云计算平台、数据库、边缘计算节点数据存储、清洗、分析与可视化，支持边缘侧实时决