淺析城市供熱管網優化設計

劉輝

【摘要】供熱工程作為市政公共服務功能中的重要一項工作，其施工質量水平事關到居民的日常生產和生活水平。而影響供熱工程質量的主要因素就是供熱管網的設計問題。基于此，筆者重點論述了城市供熱管網的優化設計，以期作為參考。

【關鍵詞】淺析；城市供熱管網；優化設計

在我國北方地區多采用集中供熱的方式進行冬季取暖。通過優化設計集中供熱管網，不能夠有效提高供熱質量，還能實現節約成本，減小能耗以及降低污染的重要作用。在當前市場經濟條件之下，各行各業之間的競爭日趨激烈，作為供熱企業而言，要想提高其市場占有率，最為重要的手段之一就是不斷優化集中供熱管網。同時城市集中供熱管網也是市政公共服務功能中的重要工作內容，其設計水平如何事關到政府的外在形象。所以不管是對政府、企業、還是對居民來說，優化集中供熱管網都是十分必要的。

一、城市集中供熱管網的現狀

（一）管網缺乏總體設計

我國城市飛速發展，城市規模越來越大，城市人口也越來越多，城市對供熱的需求增加，管網鋪設也相應地增加。但是在近些年，管網鋪設缺乏總體考慮，管網建設中沒有進行認真詳細設計，管道的敷設存在一段一段的施工，管線呈現枝狀延伸。一些城市建設中在施工時，由于管網規劃不合理，管網會遭到破壞，沒有能及時采取補救措施，導致管網再行維護時遇到很大的困難，人們對供熱的需要就不能得到保障。

（二）管網材質差

新中國成立后快速發展起來的城市集中供熱系統中，因資金短缺和當時技術低下等原因，敷設的管道普遍材質較差，大多采用的是普通碳素鋼管。這種管材在傳熱保溫方面不好，維護成本也很高。同時，散熱器以鑄鐵為主，閥門設計落后，沒有安裝溫度、壓力、流量、熱量表等設備，不能隨時掌握、調節溫度，影響總體供熱的需求。

二、城市集中供熱管網系統的主要特點

集中供熱主要是指利用熱水作為加熱的介質使用或者是通過多個熱交換站來提供熱能。隨著社會的不斷發展以及新技術的不斷涌現，中央供暖系統得到了快速的發展，中央供暖系統的主要特點如下：第一，集中供熱能夠有效減少空氣的污染，和熱電廠以及供熱鍋爐相比較，中央供暖方式較為集中而不是眾多零散的鍋爐，同時在煙囪的設計上，一般采用不同高度的設計方法來增加排放點源，從而大大降低了對環境的污染。此外中央集中供熱方式還能夠有效節約能源；第二，能夠提供高質量的供熱效果。中央供暖系統屬于間歇性的，當暖氣被連續加熱的時候，系統達到預先設定好的溫度之后就會自動停止工作，并且能夠依據室內外的溫度變化情況，始終保持恒溫狀態。同時集中供熱設備噪音較小，不影響居民的日常工作生活；第三，中央集中供暖形式自動化程度較高。采用自動化控制能夠依據室外的溫度做出動態的調整，以便于滿足用戶的日常需求。同時還能夠降低工人勞動強度，設備的故障率相對較低。

三、城市集中供熱管網的優化設計

（一）合理設計管網布局和管線走向

管線與管道設置是整個管網系統的核心內容，管道布局和管線走向是否合理直接影響著供熱效果。在進行管網系統設計時必須認真考察、科學設計，做好圖紙的分析，充分理解設計意圖，合理布局管道走向，從整個供暖系統角度來考慮進行合理優化和安排，確保整個集中供熱管網的合理性，達到不論是遠近端用戶都可享受標準供熱服務的標準。

（二）供熱管網的敷設方式

1.連接方式及供回水溫度

由于城市中的供熱管網工程量比較大，因此我們建議采取間接連接的方式，以便于降低工程的造價，避免水利失調，同時能夠有效降低用戶之間的互相干擾，并且提高供熱的質量效果，有利于后期的運行維護管理。同時，一次網供回水溫度的高低將事關工程的造價成本，從減小供回水管徑來看，有較大的供回水溫差，可以縮小管徑。我們建議在大多數城市中，一、二次網的供水溫度應設置為一次網130/70℃；二次網85/60℃。供熱管網敷設一般采用架空敷設、地下管溝敷設和地下直埋敷設3種方式。

2.架空敷設

架空敷設管道適宜于工廠企業，如果工廠區內部存在很多工藝管道需要進行架空敷設，則熱力管道可以和工藝管道同+進行敷設。但是管道架空敷設有一定的局限性，針對民用住宅、公建單位等，需要考慮到整體的市容市貌，一般不采用架空敷設的方式。

3.地下管溝敷設

管溝敷設方式在地下水較低的地區采用的較為普遍。但是如果地下水位比較高的地區就不太適宜，因為地表水會通過管溝蓋板流入到溝中，很難進行防水處理。地下水會通過溝壁縫隙滲到溝里，管溝內熱力管道泡在水中，使保溫層失去作用，增大熱力管道的熱損失，且地下水腐蝕管道表面，縮短供熱管道使用壽命。

4.地下直埋敷設

供熱管道的直埋敷設保溫防腐主要有氰聚塑保溫防腐和聚暗酯夾克保溫防腐兩種。這兩種保溫管都運用聚暗酯來作保溫層，且利用發泡的方式將聚暗酯包在供熱管道的外面。聚氨酯材料具有導熱系數小，具備一定的強度，重度小，吸收小等特點，是一種較好的保溫材料。氰聚塑保溫管作法：先將一層氰凝涂在保溫管道的外表上，以實現防腐和防水的效果，然后在作聚氨酯保溫層，外表面包玻璃鋼，起到防水、防腐作用，管道保溫防腐接頭處，采用現場發泡，外表面作玻璃鋼保護層。聚暗酯夾克保溫管在聚暗酯保溫層外包聚乙烯套管作保護層。接頭作法有的采用焊接聚乙烯套管，有的采用收縮套。聚乙烯套管較玻璃鋼保護層堅固耐用，強度高。上述兩種保溫管在集中供熱區域，不允許架空敷設的環境下，可采用直埋方式敷設熱力管道。熱力管道直埋的方式主要有三種：

第一種方式為無補償直埋敷設，該敷設方式的熱力管道具備一定的埋深，而且依靠土壤和管道之間的摩擦力來阻止熱力管道的熱伸長。在管道溝槽進行敷土之前應先進行預熱，預熱的溫度一般安裝安裝溫度和運行溫度差的一半即可。該敷設方法適用于以熱水為熱媒的供熱管道中，且不宜采用過大的管徑。

第二種敷設方式是增設一次性的補償器，補償器的補償能力必須滿足安裝溫度至預熱溫度管道的熱伸長量。在施工安裝完畢熱力管道之后開始進行預熱，待整個管道伸長之后將一次性的補償器活動處焊接牢固，然后再還土。該敷設方式可以運用在公路上，在管道預熱之前進行還土，不影響正常交通。

第三種敷設方式是增設直埋式熱力管道補償器。該敷設方法需要首先設置固定墩，固定墩之間的間距需要通過計算來進行確定。直埋式的熱力管道補償器的補償能力要求能夠滿足兩固定點管道的熱伸長量。直埋敷設的熱力管道不管是采取何種方式都需要計算管道的熱態時產生的推力，并且核算熱力管道斷面上的應力，且該應力不能夠超過運行溫度下的鋼材的許用應力。

（三）保障管道暢通

如果集中供熱管網內存在異物，就會影響供熱管網的水循環系統，嚴重影響供熱質量。因此在進行管道安裝設計時必須認真檢查確保管道內沒有異物，對管壁進行除垢和銹斑，保障管道內壁清潔后，在進行封閉待裝。管內存在異物就會導致，怎么供熱都熱不起來的現象，不僅加大了供熱能源消耗，更給用戶造成了困擾，所以在進行集中供熱管網優化設計時，必須將其考慮其中。

總之，集中供熱問題是一件關系到民生的重大工程項目，為了有效提高供熱質量，應合理優化供熱管網設計，從而為居民提供一個良好的生活和工作環境。

【參考文獻】

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