城市热力管网的科学布局及设计要点

建筑技术开发Building Technology Development
市政工程
Municipal Engineering
第48卷第3期
2021年2月
城市热力管网的科学布局及设计要点
董雪峰
(辽宁大唐国际葫芦岛热力有限责任公司，辽宁建昌125003)
［摘要］现代化城市的发展给人们生活带来了翻天覆地飾变化，随着科技水平的不断进步，热力管网已逐渐成为当前国内城市供暖的主要方式。

主要针对城市热力管网的科学布局及设计要点进行探讨，首先对城市热力管网的基本辐射类型及其应用优势进行了概述，其次介绍了城市热力管网布局设计的基本原则，再次列举了当前城市热力管网布局设计过程中存在的几类问题，最后依据现存的问题给出了城市热力管网布局设计的合理优化措施。

［关键词］城市；热力管网；科学布局；设计要点
［中图分类号］TU984［文献标志码］A［文章编号］1001-523X(2021)03-0081-02 Scientific Layout and Design Essentials of Urban Heating Pipe Network
Dong Xue-feng
［Abstract］The development of modern cities has brought earth-shaking changes to people's lives.With the continuous advancement of science and technology,heat pipe network has gradually become the main way of heating domestic cities.This article mainly focuses on the scientific layout and design of urban heat pipe network the main points are discussed.First,the basic radiation types and application advantages of the urban heating pipe network are summarized,then the basic principles of the layout design of the urban heating pipe network are introduced,and then several existing in the current urban heating pipe network layout design process are listed.Finally,based on the existing problems,reasonable optimization measures are given for the layout design of urban heating pipe network.
［Keywords］city；heat pipe network；scientific layout；design points
1城市热力管网布局设计概述
1.1城市热力管网的基本敷设类型
在城市热力管网的布局设计过程中，应综合考虑该城市的实际供热负荷需求、气候环境条件及城市的具体发展规划等影响因素，并以此为根据进行管网的布设。

目前，国内城市热力管网的规划布置普遍釆用枝状管网结构，该类结构的应用相对比较灵活，能够有效提升供热过程的安全性。

与此同时，枝状管网结构还能在极大程度上减少传输过程中的热量损耗，从而在根本上提升热力管网的供热效率。

此外，根据位置的不同区分热力管网类型，可将其分为地下管网及地上管网。

其中地上管网集中应用于工业生产，而地下管网则主要应用于普通居民的日常供暖。

相较于地上管网，地下管网的布置具有不影响城市交通及环境的优势。

1.2城市热力管网的主要应用优势
城市热力管网的建设及运行能够更好地满足用户在取暖方面的需求，并有效提高能源配置的合理性，降低供热过程中的热能损失。

与此同时，热力管网的应用还具有极高的节能环保性，通过充分应用其余热，能有效防止大量热量损失的问题。

城市热力管网通常釆用规格较大的锅炉设备，并釆用废料回收利用的方式，能进一步提高能源的利用效率。

此外，随着城市热力管网技术及智能化技术的快速发展，相应的智能化设施也逐渐得到了升级。

智能化管网系统的应用，能够更好地降低管网运转过程中的能量损耗，减少人工操作所带来的误差问题，从而进一步提高热力管网运行的高效性。

2城市热力管网布局设计的基本原则
2.1安全性原则
在城市热力管网的布局设计工作中，工作人员应把整个过程中的安全保障问题放在首要位置。

首先，要确保施工技术具有绝对的安全性，加强对热力管网工程现场的安全管理工作，从而为施工人员的人身安全提供绝对的保障。

其次,
收稿日期；2020-09-01
作者简介：董雪峰（1971—）,男，辽宁沈阳人，工程师，主要研究方向为城市供热与热力。

有关单位应确保管网建设工程施工过程中的相关设备、管道等材料的质量能够达到绝对的标准，确保热力管网工程的布设质量，从而为用户的使用安全提供可靠的保证。

最后，在实际的管网布局设计过程中，设计人员还应根据周边建筑物、管线分布情况等合理安排管道管线的具体位置，并确保管道之间留有足够的安全距离。

2.2高效性原则
热力管网的布局设计应始终与城区发展保持在同一水平线，因此，设计人员需全面考虑城市热力管网的长远发展，建立先进高效的城市热力管网系统。

同时，为确保供热过程的可靠性，还应在管网之间设置相应的联络阀和连通管，避免因部分区域出现故障而导致系统瘫痪。

此外，工作人员要确保施工技术的高效性，通过高质量的施工作业，确保热力管网系统更好、更快地完成建设。

同时，还应建立起可靠的全程维护系统，确保施工过程能够更加便于维护管理。

在热力管网布局设计环节中，设计人员还需综合考虑当地的水文地质、建筑物分布及管道位置等多方面因素，并紧密结合供热规划的内容来对热源、热负荷的具体位置进行设计。

2.3实用性原则
在城市热力管网的布局设计过程中，设计人员在注重安全性的同时，还应尽可能降低成本支出。

通过釆用安全且经济的管网铺设方式，适当控制主干路的距离，将管线占地面积缩小至合理范围，并进一步降低整体的工程造价。

与此同时，施工工期的合理缩短，也更加便于管网系统的后期维护和管理。

此外，在管线路由的选择过程中，应尽可能选择一些交通流量较小、人口相对不密集的乡间路或工业厂区，从而避免对城市交通产生不必要的影响。

3城市热力管网布局设计过程中存在的几类问题
3.1部分设计理念存在问题
在热力管网的规划设计过程中，不正确的设计理念将会给规划工作带来极大的负面影响。

随着城市热力管网在国内的广泛应用，各地都相继设计并建立了其自身的热力管网系统。

然而在部分经济水平相对较低的地区，个别设计人员并未树立起正确的设计理念，忽略了城市未来的发展走向，而
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只是局限于眼前的利益，导致该地的供热管网无法真正满足 城市的长远发展需求，造成人力、财力及物力的浪费。

因此， 务必要挑选绝对专业可靠的规划团队来着手城市热力管网设 计工作，对城市的发展产生推动作用。

3.2 热力管网存在布局不合理的问题
就目前来看，部分城市热力管网在建设过程中并未坚持 全局性原则，整体布局明显呈现出不合理状态，这将对管网 系统的长远发展产生一定的影响，甚至还可能会对城市的发 展造成严重的阻碍。

一般情况下，从热力站所引出的管道往 往在直径和管道长度上尺寸都较大，此类布局方式会损耗大 量的动力及热力。

与此同时，不合理的管网布局也会给远近 端用户的生活带来极大的影响，如出现无法正常供热、产生 大量噪声等问题。

此外，在实际的热力管网布局规划过程中， 设计人员需对规划区域的建筑情况进行详细的考察，否则极 易导致设计方案出现与该地的实情无法匹配的问题。

3.3出现热力失调及水力失调问题
热力管网的优化和应用对城市的发展有着极为重大的影 响意义。

一般情况下，城市热水管网的建设规模都比较大， 而个别负责团队对水利调节系统并未加以重视，这就导致系 统水力及热力无法得到保障，一度出现失调的现象。

热水供 暖过程中出现的阻力不均问题，是造成水力失调的重要原因。

一些城市为控制水力失调，选择对管径加大处理，并通过控 制阀门和流速来对其进行调节。

此类方法虽然能暂时缓解水 利失调问题，但在技术上仍有较多的难点和漏洞，很难真正 得以实施。

3.4热源方面存在的问题
就当前的实际情况来看，国内部分城市在热力管网的热 源方面仍存在较多问题。

首先，部分地区仍将煤炭作为集中 供热的主要方式，此类方式不仅会造成严重的污染问题，同 时也需要耗费巨大的资金投入。

通常情况下，由于小锅炉房 具有分散广、数量多的特点，极易造成大量的能源浪费问题， 目前国内并未出台针对此类问题的强制性措施。

其次，在部 分大型城市内，区域锅炉房及热电厂的容量相对并不高，这 就会导致能源利用率大幅降低，产生严重的成本及资源浪费。

最后，由于部分地区及相关部门具有严重的保护主义，相应 的集中供热产业的发展很难得到协调，从而导致城市集中供 热管网的占比被缩小。

4城市热力管网布局设计的合理优化措施4.1供热管网直径飽合理设置
在供热管网系统中，管网直径的选择会对整个系统的供 热效率及负载能力产生直接影响。

在管网直径的优化过程中， 设计人员应严格依照系统的实际情况对其进行组合设计。

首 先，应确定管径大小的波动范围，严格将其控制在上限值内。

由于管网的流量与其直径大小有着紧密的联系，设计人员应 提前对管网的负载能力进行判断，确保设计的管网具有绝对 高的热负载能力，从而为系统的安全性提供保障。

其次，在 实际的热力管网布局设计过程中，设计人员还应结合本城市 的实际发展情况及未来的发展规划，充分考虑包括经济因素、 环境因素等多方面的客观因素，全力做好管网直径的优化工 作，避免出现重复性投入的情况。

4.2供热调节过程的优化设计
加强城市供热管网的合理应用，能够更好地满足本地区 用户的持续供热需求。

而对于部分热力失调的问题，设计人 员应结合该部分的实际情况，对系统供热调节形式进行科学 优化。

结合实际情况来看，在供热调节过程中，受管网布局 形式、管道规格、用户数量等因素的影响，水力平衡问题很 难得到彻底的解决。

与此同时，水力平衡问题又是影响热力 失调的主要因素，为全面完成供热管网的优化设计，工作人 员需全面考虑到各方面的影响因素。

通过对供热调节过程进行优化设计，能够有效帮助用户 更好地解决供热不稳定的问题，为其提供更加优质的供热 服务。

4.3管网管线的优化设计
随着城市集中供热的快速发展和应用，近年来，国内供 热点的数目不断减少。

在供热管网的建设过程中，管网管线 的优化工作也有着极为重要的影响意义。

在具体的优化设计 环节中，设计人员应严格遵循技术可靠性原则及经济性原则， 确保整个优化过程的作用能够得到充分发挥。

在对主干线进行优化时，设计人员应尽可能缩短管线的 长度，使其阻力变小，从而有效提升管线整体的利用率。

与 此同时，在对管线布局进行优化设计时，设计人员应提前对 现场的地质条件进行全面的考察，从而为后续的设计工作提 供可靠的依据。

此外,还应加强对阀门及相关附件的科学布局， 尽可能防止出现管网与交通路线重合的问题。

4.4管网固定支架的优化设计
固定支架的优化设计工作在城市热力管网工程的建设过 程中处于核心地位，其设计效果会对供热管网的安全性产生 极大影响。

由于城市供热管网规模相对较大，其建设过程中 难免会受到外界环境的影响，包括城市建筑、交通等。

对于 此类情况，工作人员应根据不同区域的实际情况对管网进行 分区铺设，从而起到缩短工期的效果。

但与此同时，由于热 力管网内部存在着温度变化及管道压力等方面的问题，只有 通过置放固定支架，才能有效解决其管径变化的问题。

一般 情况下，设计人员应先确定固定支架的参数，尽可能提高其 承受压力的性能。

同时，对于不同类型的管网布局，也应根 据其压力的不同，对固定支架的承受力进一步釆取优化措施。

4.5补偿器的优化设计
补偿器是热力管网系统中的重要组成部分，在管网运行 中起关键作用。

在补偿器的优化设计环节中，设计人员首先应选择最佳 的旋转补偿器，并依照管线的敷设类型及其主要走向对补偿 器的安装方式及具体位置进行设计。

其次，对于补偿器的规格设计，包括长度、高度及其旋 转角度，应以管线的具体参数为标准来进行设计，确保补偿 器能够在管网系统中发挥其真正的作用。

最后，在旋转角度的设计环节中，应尽可能确保其角度 范围的合理性，并在管道内设置专门的导向支架，从而进一 步提高补偿器的稳定性。

补偿器的合理布置，能够有效降低 项目后期维修的频率，进一步发挥热力管网工程的优势。

5结束语
综上所述，城市供热管网的建设，不仅能够充分满足城 市用户的供热需求，还能进一步实现对资源的合理利用，从 根本上提高相关资源的利用率。

因此，在城市建设过程中，各地应积极加强对热力管网 的设计与建设工作，依照本地的基本发展情况及热力管网的 实际建设需求来对其进行优化布局，为用户提供更加高质量 的供热服务。

设计人员也应不断提升自身的技术实践能力， 全方位满足城市供热需求，并进一步加快推动现代化城市的 发展。

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