城市集中供熱管網優化設計探討

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，生活水平的提高，人們對城市基礎設施建設的要求也越來越高，作為基礎設施建設的重點工程城市集中供熱管網的優化設計也越來越受到人們的普遍關注，筆者從事城市供熱管網設計工作多年，就城市集中供熱管網的優點、目前存在的問題及優化設計策略進行一下分析，以力求對同行有所幫助。

關鍵詞：城市集中供熱管網；存在問題；優化設計；

中圖分類號：TU833 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

隨著社會經濟的不斷發展，能源和環保問題越來越受到人們的關注，對城市供熱系統的要求，已不僅僅在于規模的擴大，而且對供熱系統的經濟性、合理性，特別是供熱系統的能源有效利用及供熱的可靠性方面提出了更高的要求。

一、城市集中供熱管網的優點

第一，大容量、高效率的鍋爐集中供熱與小容量、效率低的小鍋爐分散供熱比較可以節約40%左右的能源，經濟效益十分可觀，大大節約了能源。第二，集中供熱采用一個煙囪排放廢氣，變面源排放為點源排放，減少了城市環境的污染，提高了居民居住環境空氣的質量。第三，集中供熱系統可以根據外界環境變化自動調節供熱溫度，保證居民室內溫度恒定，從而提高了供熱質量。第五，集中供熱采用比較先進的專業供熱設備，設備質量可靠，運行安全，故障率低。第五，集中供熱自動化程度高，集中供熱系統可根據外界環境變化自動調節供熱參數，以達到用戶需求，從而大大減輕了工人勞動強度，提高了工作效率。第六，集中供熱熱源點遠離居民區，可以有效地防止供熱燥音對居民的影響。第七，集中供熱由于燃料用量減少，節約了大量的資金，同時也減少了灰渣在運輸過程中散落所造成的空氣和道路的污染，從而改善了城市居民居住環境質量和衛生狀況。

二、供熱系統存在的問題

隨著改革開放的不斷深入，我國經濟得到了快速發展，人們生活水平有了很大的提高，人們居住環境也在不斷地得到改善，集中管網供熱也得到了迅速的發展，城市集中供熱已具備了一定的規模，但當前仍存著一些問題，主要表現以下幾個方面：

（一）熱源：我國目前集中供熱燃料仍以煤炭為主要燃料，而采取煤炭為燃料進行供熱，大氣污染較為嚴重，而且投資也較大。具體體現在：第一，由于集中供熱是近些年來發展起來的供熱模式，過去傳統的分散小鍋爐房還比較多，而國家對采取集中供熱還是分散供熱又沒有明文規定和強制的措施，所以一些分散小鍋爐一直在延用，造成大量能源浪費，城市環境污染比較嚴重。第二，采用集中供熱的大城市，目前所配備的熱電廠和鍋爐房的單機容量普遍存在著偏低現象，造成能源浪費嚴重，利用率較低，從而提高了供熱成本。（二）熱用戶：目前，我國城市居民室內取暖系統仍以單管垂直串聯系統為主，系統內垂直系統供熱嚴重失調，高層、低層冷熱不均衡，高層熱的開窗戶，低層凍的不行，供熱質量較差，能源浪費嚴重。（三）熱網：1、管網布局不合理。由于經濟的迅速發展和人們生活水平的提高，許多工業和民用建筑不斷的新建和翻新，從而新增了不少的供熱支管線。但這些新用戶在布設供熱管網時，沒有經過現場考查科學計算管道用量，一段一段地進行管道敷設施工，使一些管線呈單一枝狀延伸。2、供熱管網采用靜態運行模式：隨著社會經濟的迅速發展，人們生活水平的提高，住房面積不斷的擴大，各種能源消耗也隨之大量增加，在能源如此珍貴的今天，尋求一種既節約能源又能滿足居民供熱要求的供熱系統運行方案就顯得越來越重要。目前，在城市供熱系統中已運行的調節方案有，量調節，質調節，質、量并調。這幾種調節方案都沒有考慮到供熱系統的熱惰性，供熱系統是從靜態出發，造成了能源的浪費。3、熱力失調比較嚴重：目前，在生活熱水、供熱采暖管道中，熱力失調現象比較嚴重，為解決此現象，供熱鍋爐必須加大機組和水泵的額定容量，導致投資增加，能源浪費嚴重。

三、集中供熱管網的優化設計策略

優化集中供熱管網應從以下幾個方面著手。第一，保證系統運行可靠，水力穩定性好。第二，管網布局、管網形式、運行方式、調節控制等方面要做到設計科學合理。第三，運行效率高，能源充分利用，減少能源浪費現象。隨著計算機技術的發展，我國已利用計算機數學模型、優化方法研究集中供熱技術經濟問題，以尋求最佳優化集中供熱管網設計方案。主要有以下幾個方面：

（一）供熱管網優化：集中供熱管網的室外網絡設計對供熱系統的安全運行、系統供熱質量、經濟效益及工程施工方面都有著很大的影響，室外供熱管網也是集中供熱管網投資最多，施工難度和工作量繁重的部分。因此優化布置城市集中供熱管網室外管網工作，對節約工程資金，保證供熱系統運行安全可靠和施工維修等方面都有著十分重要的意義。

1、工程技術可靠：管網線路力求選擇地勢平坦、水位低、土質好的地區。避開地下水位高、土質松軟、易滑坡危險地帶及地震斷裂地帶等等不利于管網施工地段。2、管網布置經濟合理：供熱管網主干線盡量鋪設在熱負荷比較集中的區域，并走直線，確保路徑最短。3、管線盡量避開交通線路：管線應沿街道一側鋪設在車行道以外的地方，并平行于道路中心線。地上鋪設的管道應符合城市建設規劃的要求，同時還應以保證供熱管道安全運行、有利于工程施工檢修方便為原則。

（二）采用先進技術進行供熱設計：隨著建設節約型社會要求的提出，各種節能產品相繼產生，因此在保證供熱管網質量的前提下可以選擇一些先進的節能技術，比如，管網施工中使用直埋預制保溫管，可以做到防水，防腐，防老化，抗沖擊等，同時還具有高強度，高韌性，易焊接等優點，目前已在供熱管網施工中廣泛推廣使用。

四、小結

城市集中供熱系統，是城市經濟發展和社會發展的重要基礎設施。城市集中供熱可以節約能源、減少城市環境污染，有利于廣大居民身心健康，因此城市集中管網供熱越來越受到社會的關注。隨著經濟的不斷發展，人民生活水平的提高，城市熱能的消耗量將越來越大，同時也給城市集中管網的設計和施工帶來了新的挑戰。因此必須加大城市集中管網設計技術的研究，利用先進的科學技術，在保證供熱質量的前提下，力求能耗降到最低，以實現當前提出的建設節約型社會的目標。

參考文獻：

[1]李壯.城市集中供熱存在的問題及對策[J].黑龍江科技信息.2010，13：290

作者簡介：梁建偉：（1979-）男，蒙，內蒙古赤峰市人，大專，助理工程師，研究方向：供熱工程 供熱管網或測量。