试论城市集中供热管网的优化设计

试论城市集中供热管网的优化设计

发表时间：2018-01-07T10:08:58.683Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：柯朋庄力郑凯

[导读] 摘要：随着经济发展和居民生活质量的提高，城市集中供热因其易控制、能源利用率高，供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。

西安市中国电建西北勘测设计研究院有限公司陕西西安 710065

摘要：随着经济发展和居民生活质量的提高，城市集中供热因其易控制、能源利用率高，供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。所以当前城市集中供热管网的优化设计越来越受到大家的关注。通过城市集中供热管网的优化设计，可以有效的提高城市供热的效率，具有节能和环保的重要意义。

关键词：城市集中；供热管网；优化设计

一、集中供热管网概述

1.1集中供热

集中供热管网的热媒是热水或者水蒸汽，在城市集中供热系统中，可以通过多个热源，采用管网以及热交换站供热的形式，为城市用户供热。与传统的分散小联片锅炉供热形式相比，集中供热是由热网、多个热源以及用户所构成的。现如今，我国集中供热技术一般采用热电联产供热技术以及集中供热锅炉供热技术，然后利用集中供热管网为热能用户提供热能。由此可见，在集中供热管网中，管网是连接热源与热能用户的重要纽带，在疏松热能以及合理分配热能方面发挥着十分重要的作用。

1.2集中供热热网设计

现如今，集中供热管网主要有两种形式，即枝状管网、环状管网以及多管管网。其中，枝状管网造价低廉，运行管理方式比较简单，因此，该管网形式应用最为广泛，但是，在实际应用中，该管网形式也暴露出一些缺陷，比如当管网系统发生局部故障时，会对用户供热产生不良影响。在城市供热系统中，如果有两个以上的热源供热，则可以采用干线的方式将多个热源进行连接，环状管网连接形式造价比较低廉。

二、城市集中供热管网优势

2.1提高供暖质量，便捷服务居民

城市集中供热管网系统可以通过系统自动设置温度定时，不受外界室温干扰，加热到达系统设定的温度时可以自行停止，充分保证居民室内良好的恒定温度。优化设计后的管网系统运作具有间歇性，可以充分实现节约能源、降低供暖设备运行噪音，又因为供暖基地的设备离居民区较远，所以不会对居民的日常休息和生活带来干扰，充分实行了以人为本的观念。

2.2提高环保行径

城市供热管网系统优化后具有集中性，有效地降低了对环境的污染和实现资源的节约。其中降低环境污染的具体措施是采用烟囱高低有序的设计理念，又因为集中供暖时燃料设备内容量较大，发电率进一步提高，从而充分降低能源的消耗。环保理念深入人心，因此作为建筑的基础设施，施工人员更要将这一理念贯彻落实到行动中，科学合理分配资源的利用率。

2.3充分实现自动化

目前，城市集中供暖管网系统普遍采用自动化控制，可以降低工人的工作强度，根据科学的配置通过感受室外温度自行调整室内温度，采用中央加热设备提高设备运行的可靠性、减少故障发生率进而提高供暖质量。供暖系统集中性是节约资源和保护环境的又一重要举措，也适应了城市现代化建设发展的趋势和潮流。

三、城市集中供热管网优化设计措施

3.1连接方式和供回水温度

城市热力网工程的规模比较大，因此，可以采用间接的连接方式，这样有利于节省工程的成本，防止出现水利失调的情况，有利于减少用户之间的干扰作用，保证供热的质量，而且，由于减少了用户之间的干扰，所以，有利于进行检修和维护。另外，工程的造价受到一次网供回水温的影响，可以适当减小管道的半径，保持较大的供回水温差。通常建议城市一次供回水温度为110/60℃，二次供回水温度为60/40℃。

3.2供热管网的敷设方式

城市供热管网的方式主要分为三种：一是架空、二是地沟、三是直埋。和架空敷设的方式相比，直埋敷设的热损失较小，而且对城市环境的影响较小；同时，直埋敷设和地沟敷设相比，也具有诸多的优势，比如占地面积小，可以在较短的施工期内完成，可以使用较长的时间，因此，直埋敷设的方式被广泛应用。经过大量的实践表明，当直管段的应力超出屈服极限水平时，也不会对直管造成损坏，因此，这样有利于延长使用寿命。

3.3优化供热管网管道直径设计

城市供热管网时，对管网直径的优化有助于提高供热管网经济性。城市供热管网一般具有离散型的特点，优化管网时应重视优化管网直径的设计，且需要根据实际情况来保证设计的合理性。对此，设计师应将管径的上限范围纳入设计考虑因素中，且采用不同的组合方式来优化管径设计，以合理地控制管径变化情况。且优化管网设计时，需要对热管管网流量进行控制。

3.4优化供热管网管线

设计师进行优化设计时，应坚持经济性、合理性、可靠性等原则进行优化设计，尽量走热负荷集中区，将短线路的长度最大限度的减小，从而有效减小阻力，使得管线分布的经济性得到提高。在管线布置中，管道附件、阀门、补偿器等构件的设置也应按照合理性的原则进行设计，数量上尽可能地减少。且在管线布置过程中，工程施工负责人、技术人员等应做好地理勘察工作，尽可能地将管线布置在地质稳定性较好的区域，不可在地质松软、滑坡等区域铺设管道，尤其是地下水位较高的区域以及山体滑坡危险地带。在热负荷集中地区，应尽量选用短管道。所铺设的管道必须与周围的建筑、基础设施等相互不影响，工程人员能安全地进行相关操作，如检修、维护等。

3.5供热管网运行

根据调查研究，在我国城市集中供热管网实际运行过程中，资源浪费、经济效益较差的现象较为常见。近年来，随着科学技术的不断发展和进步，逐渐涌现出很多新型供热系统，并且已经被逐渐应用于城市集中供热管网建设中，但是，这类新型供热系统对于供热管网的

调节功能的要求比较高。现阶段，在城市集中供热管网实际运行过程中，很多影响因素都会对管网实际运行效率造成不良影响，比如，水力推敲导致冷热产均就是较为常见的一种。因此，为了提高城市集中供热管网设计的经济效益以及生态效益，提高其经济性，节约能源，避免对生态环境造成污染，应该对供热管网的运行方式进行优化设计，确保设计方案的科学性和合理性，通过优化供热管网运行方式，不仅能够保障城市集中供热管网的正常运行，而且还能够在供热管网实际运行过程中结合实际情况对管网运行进行调节，确保为用户正常供电。

3.6供热调节的优化设计

为了保障城市集中供热管网在实际应用过程中，能够为每位供热用户持续供热，更好的满足其供热需要，应该结合实际情况对系统供热调节形式进行优化设计。通过优化供热调节设计，有利于妥善解决用户供热冷热不均的问题，保障为用户持续、稳定的供热。根据实践研究，在供热调节优化设计中，最为关键的问题就是如何采取有些措施对城市集中供热管网的水力进行平衡，但是，在水力平衡方面，影响因素较多，包括阻力大小、管网布局形式、管道规格、供热系统用户数量等等，为了保证优化设计质量，必须综合考虑上述各个影响因素。

结语

总而言之，现如今，城市化进程逐渐加快，城市供热管网建设数量逐渐增加。在城市集中供热管网建设中，优化其设计形式，有利于降低施工成本、降低能耗，因此，详细探究城市集中供热管网设计优化具有十分重要的现实意义，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

参考文献

[1]安雷.城市集中供热管网优化[J].中国新技术新产品，2011.

[2]张晓松.城市集中供热系统现状和问题分析[J].煤气与热力，2011.

[3]吴宏伟.城市集中供热管网的设计施工及优化[J].城市建设理论研究（电子版），2013.