淺談城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

肖輝全

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大，城市供熱需求量增加，為了改善生態(tài)環(huán)境，滿足居民的用熱需求，推進城市的經(jīng)濟發(fā)展，需要提升城市供熱的能力和效率，相關(guān)企業(yè)必須對城市集中供熱管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計，這對于城市的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。本文簡單分析了城市集中供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化設(shè)計原則，并探討了設(shè)計策略。

關(guān)鍵詞：城市；集中供熱；管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計

對于一個城市的發(fā)展建設(shè)而言，其基礎(chǔ)性能源就是熱源，深化對集中供熱的管理和控制，能夠更好地促進生活與經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，利用一個或多個熱源通過供熱管網(wǎng)、熱交換站等，向城市各熱用戶提供熱能的方式。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當重視對集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，切實提升管網(wǎng)系統(tǒng)的效能，達到節(jié)約城市資源實現(xiàn)環(huán)境保護的目的，為現(xiàn)代化城市的建設(shè)、社會經(jīng)濟的生產(chǎn)與發(fā)展、城市居民生活質(zhì)量的提高提供持續(xù)不斷的能源和社會的穩(wěn)健發(fā)展奠定非常堅實的物資基礎(chǔ)，實現(xiàn)新的經(jīng)濟增長點。

一、城市集中供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化設(shè)計原則

（一）現(xiàn)狀分析。近年來，在城市集中供熱管網(wǎng)建設(shè)中，設(shè)計不合理、施工質(zhì)量較差等問題較為常見。在管網(wǎng)鋪設(shè)時，往往沒有綜合考慮城市整體管網(wǎng)布局，在管道敷設(shè)時，由于采用段落施工的方式，因此管道連接較差。另外，由于管道布局合理性較差，因此在集中供熱管網(wǎng)使用過程中，管道容易受到損壞，如果沒有及時采取有效措施妥善解決，就會導(dǎo)致直接影響管道功效效果。除此以外，在集中供熱管網(wǎng)施工中，所用施工材料很難保證，對于敷設(shè)管道一般采用普通碳素鋼管，但是該管道保溫性能較差，而且后期維護成本較高。

（二）設(shè)計原則。第一，合理性，設(shè)計需要綜合考慮各方面資料，對于現(xiàn)有負荷在生活熱水、采暖上的增減可能性加以充分的考慮，對于工業(yè)建筑和民用住宅及各個單位的負荷比例加以調(diào)查，最終結(jié)合實際情況對熱負荷以及熱指標加以確定；第二，全局性，在對熱源能力以及熱網(wǎng)負荷的充分考慮的前提下，需要切實滿足整個工程區(qū)域內(nèi)定的熱負荷需求，對于其他區(qū)域聯(lián)網(wǎng)運行的調(diào)峰功能以及熱負荷的增長都應(yīng)當加以兼顧。

二、市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計策略

（一）合理設(shè)計管線網(wǎng)圖。在集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計中，管線的分布網(wǎng)圖，是根據(jù)不同樓體、不同環(huán)境、不同地區(qū)的特點具體設(shè)計的，例如，把握熱負荷聚集的特點，在管道的選擇上可以用短管道來代替，同時依靠技術(shù)力量，降低管道閥門及其他一些配件的使用數(shù)量；再如在布控管線時，根據(jù)地理環(huán)境的特點，避開地質(zhì)活動頻繁區(qū)域，選擇在地質(zhì)安全地帶。具體情況具體分析，具體區(qū)域具體設(shè)計，既方便了維修人員的保養(yǎng)與維護工作，又提高了供熱管網(wǎng)的利用率。

（二）完善管網(wǎng)直徑設(shè)計。通常情況下，城市集中供熱管網(wǎng)的直徑具有離散型特征，因此，在管道布局優(yōu)化方面，應(yīng)該重點對管徑進行優(yōu)化設(shè)計，并且結(jié)合實際情況綜合應(yīng)用多種組合方式、為了將管徑變化控制在合理范圍內(nèi)，綜合考應(yīng)慮管徑的上限范圍。同時，還需要綜合考慮熱管管網(wǎng)的流量以及管段直徑，在具體的設(shè)計過程中，必須保證管道優(yōu)化設(shè)計直徑能夠承載管道熱負載值，與此同時，還需要合理預(yù)測管道的負載能力，在設(shè)計環(huán)節(jié)適當?shù)念A(yù)留一定的裕度，這樣才能夠確保管徑優(yōu)化設(shè)計方案符合經(jīng)濟性原則。

（三）采用合理運行方式。在城市集中供熱管網(wǎng)正常運營的過程當中，會消耗掉煤、電、氣等多種能源，如，排放大量污染物，造成能源的嚴重消耗，生態(tài)環(huán)境平衡狀態(tài)被嚴重的破壞，進而威脅著人們生命安全。同時管網(wǎng)在運行過程中還會受到水力不穩(wěn)，水阻等很多因素的影響，不能體現(xiàn)管網(wǎng)的實用性。供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，采用先進的技術(shù)力量，把握各種因素并對其進行改造，為管網(wǎng)的正常運行，創(chuàng)造良好的環(huán)境。運行方式的優(yōu)化設(shè)計，管內(nèi)熱負荷的平衡，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目標，這不僅發(fā)揮了管網(wǎng)的經(jīng)濟性、實用性，而且在很大程度上保護了生態(tài)環(huán)境。

（四）加強水泵節(jié)能設(shè)計。在集中供熱系統(tǒng)中，由水泵提供動力來保證供熱介質(zhì)的輸送，因此水泵的性能以及節(jié)能性對于整個集中供熱系統(tǒng)的運行都有著很大影響。我們以某地供熱期內(nèi)泵房耗電量情況為基礎(chǔ)分析水泵的節(jié)能問題。具體耗電量數(shù)據(jù)見表1。由表1可知，現(xiàn)有的集中供熱系統(tǒng)熱負荷高、熱流量大，從而導(dǎo)致泵站能耗大。另外造成泵站能耗大的原因是泵站使用年限較長、效率較低。對泵站的改造對策主要包括避免并聯(lián)運行多臺泵，并聯(lián)運行的功率遠大于單臺泵，而運行的效果也不如單臺泵。所以在能夠滿足供熱系統(tǒng)運行的前提下，盡量選擇使用單臺泵。可以使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)來自動控制泵的出口壓力及流量。通過變頻控制能夠?qū)崿F(xiàn)供回水壓力的恒定，從而大大提高工作效率、減輕工人的工作強度。

三、結(jié)語

總而言之，城市集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用符合我國關(guān)于城市可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排等的建設(shè)目標要求。我國要加強對相關(guān)完善措施的研究與推廣，加強對城市供熱系統(tǒng)的監(jiān)督和改造，提升城市集中供熱系統(tǒng)的效率，在滿足城市居民用熱需求的前提下實現(xiàn)資源的有效利用。

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