淺談城市供熱管網的規劃設計

李文軍

摘 要：由于大部分的供熱管網資費都是由國家投入，而需要覆蓋供熱管網系統的城市有很多，因此合理的規劃設計和做好成本控制是由當前形勢所要求的。城市供熱管網規劃設計的不足，造成資源的浪費，目前我國當前供熱管網失水率遠遠超過了規定的標準，在很大程度上影響了供熱的質量。再者城市供熱系統在處理水的時候投入了過高的成本，直接影響了供熱管網的效益，甚至造成投入大大超過收益，入不敷出。不利于大面積的供熱管網覆蓋。因此，相關部門必須制定具體措施，做好規劃設計，控制成本，保證供熱工作的正常進行，達到預期的效益。成本控制對于節約工程投資、提高供熱質量和企業經濟效益有著非常重要的意義。本文分析了我國城市供熱管網的現狀，指出了其中的不足，并提出了做好規劃設計和成本控制的措施。

關鍵詞：供熱管網；規劃設計；成本控制

1 引言

城市的供熱管網系統主要廣泛應用在我國北方寒冷地區，近年來，隨著城市集中供熱的發展，人們生活要求越來越高，對供暖設施的要求也隨之增高，供熱管網在城市的覆蓋面積越來越大，服務于人民。而在供熱管網的迅速發展中也存在一些問題，規劃與設計的不足導致資源的浪費以及影響城市的美感。文章結合實際，對城市供熱管網的規劃設計及成本控制提出了一些看法。

2 城市集中供熱管網現狀及特點

隨著我國經濟的迅速增長，城市化建設進程逐漸加快，其最顯著的特點是大中城市不斷向周邊縣市擴展。城市的擴展必然要新建和翻新許多工民建筑，供熱管網也需要不斷擴展與更新。但是，供熱管網在建設之初考慮并不周全，其擴展能力遠遠滿足不了用戶的需求。為了節約成本，供熱管網多是一段一段地施工，呈單一枝狀延伸。而為了滿足一些特殊用戶的需要，甚至采取加粗管道的辦法，出現了二次網管徑大于主管網管徑的不合理現象。供熱管網的合理布局是城市建設和發展的前提條件。因此，必須對其進行合理地優化設計。我國城市集中供熱管網的特點主要是熱用戶分布區域廣、分支多。在管網發生事故時，通常允許有若干小時的停供修復時間。同時有些熱網為提高供熱可靠性和應付供熱發展的不確定性，在規劃設計時就將熱網像市政給水管網一樣成網格狀布置，而這樣存在一定的問題，水力工況和控制十分復雜。因此，應結合供熱管網的特點，對城市集中供熱管網進行優化設計。

3 優化供熱管網規劃設計的措施

供熱管網優化可分為三個方面，其一是管線布局優化，其二是管徑設計優化，其三是管理運行的優化。把握好這三個方面的優化設計，將極大提高供熱管網的運行穩定性，同時也為城市的科學規劃奠定了良好的基礎。

3.1 優化管線的布局

管網的管線布局上必須達到兩個目標，即技術上要可靠，經濟上要合理。技術上可靠是指管線應少穿主要交通線，一般平行于道路中心線并應盡量敷設在車行道以外的地方，地上敷設的管道，更要達到不影響城市環境美觀，不妨礙交通的目標；管線還應盡量避開土質松軟地區、地震斷裂帶、滑坡危險地帶以及地下水位高等不利地段；供熱管道與各種管道、建筑物應協調安排相互之間的距離，保證運行安全、施工及檢修方便。經濟上合理是指要注意管線上的閥門、補償器和某些管道附件的合理布置；主干線應盡量走熱負荷集中區，盡可能使其數量減少。

3.2 優化管徑的設計

在管線布局、管徑設計和管網運行這三部分中，管徑的優選是優化設計的核心問題。在管徑的設計優化過程中，要根據工程實際給定管徑的上限，使管徑能在合理的范圍內取值。管網設計時，各管段的直徑是根據供熱管網各管段的計算流量和比壓降范圍來選定，而流量大小最終由熱負荷而確定，管徑確定前，需要對各管段的現有熱負荷進行準確計算，對負荷將來的增容進行合理預測。根據流動力學性質，管徑愈小產生的流動阻力愈大，輸送過程消耗越大，生產成本變高。相反管徑愈大產生的流動阻力愈小，生產成本變低，但由于使用較粗管道，大大增加了基建投資。因此，衡量兩種情況的得失，最終選擇兩者兼顧的方案。

3.3 優化管網系統

從我國各城市集中供暖的情況來看，經濟性差、浪費嚴重是最顯著的特點。而隨著供暖技術的不斷發展，各種新的供熱系統被應用，供熱管網的調節工作日益受到重視。目前，在調節工作中普遍遇到的問題是供熱管網冷熱不均的現象，這一現象的主要原因是水力失調所致。換句話說，管網內水力平衡是管網系統平穩運行的關鍵要素。消除水力失衡的辦法是加裝動態調控設備，利用其預設功能對各個環路進行調節。這種設備不僅實現了自動調控，還不影響其他環路的用熱量，也不產生噪音或振動。但是不能過分依賴這種設備，有的時候可能因某些原因而出現穩態失調，所以使用動態系統時一定要注意對穩態失調的防范。

4 加強供熱管網成本控制的措施

在供熱管網設計的時候，相關的部門就予以管理，把可能出現的問題從源頭進行預防，盡量使用節能管材和相關配件。在規劃設計的時候，要在合適的間距間設置分段閥門，如果使用不預熱的無補償直埋敷設管道，必須確保它的最小敷土深度達到標準的規定，一旦沒有符合要求，應該立即采取相應的保護性措施加強管網防負荷措施，力爭從根源上預防供水管網的失水問題，減少資源浪費。

相關部門頒發供熱經營許可證給那些專門的供熱公司，要求他們在規劃設計的時候，注重成本控制。與此同時，確保供熱公司在維修的時候做到維修到位，避免因效率不高而造成的資金浪費，實現從系統上消除浪費的問題。采用先進的監控管理設備，加快城市管網自動化建設，培養專門的巡檢人員，對管網定期巡查，及早地發現問題，把問題解決在發生之前，從最大限度上減少城市供熱管網的漏失率。對大型供熱管網實施全面的微機監控系統，節水節能。微機監控系統里包含水壓圖、歷史曲線圖和耗水分析圖表、報表管理、檔案管理、決策分析、自動打印，它能實施現時監控及時進行系統優化，掌控供熱系統，改變先前檢修和維護不及時的弊端，大大提高了工作效率，節約了成本。

建立科學完善的管理體制，加強成本控制。因為二次網增加了熱源水、補水的費用，并且，供熱管網運行的系統結構比以往更復雜，增加了更多的不確定性因素，水利失調的概率加大。與此同時，由于二次網集中利用了分散供熱系統，此系統非常陳舊并且缺乏維修，泄漏情況比較嚴重，致使一次網大量的優質水白白浪費。由此可見，為了合理控制成本，建立一個科學合理的管理體制是非常有必要的，供熱中心應該有直接的負責人，積極調度，全權掌控監管體制的實施。加強各部門的明確分工，增強責任感，有效及時調節管網系統，保證城市供熱管網的正常運行。依據當地氣候，在二次網老化漏水問題出現并未得到有效解決時，采用分三階段改變供熱流量的調節措施，從而緩解管網漏水的程度。由于采用了微機管理系統，嚴格區分開了各階段的任務，把初寒期、嚴寒期、末寒期予以了相當詳細地安排，也根據每天室內外不同的溫度變化，以確定供熱的流量、壓力，保證供熱系統的節能減排。從根本上減少資源的消耗和資金費用。

5 結束語

總的來說，城市供熱管網對于整個城市的建設有著非常重要的作用，直接影響著人們的生活質量。因此，相關部門必須重視對城市管網的規劃設計，建立相關機構，利用先進的監管技術，保證城市管網的正常運行。同時做好成本控制，針對城市供熱管網失水現象，制定出行之有效的解決措施，遏制資源的浪費，節約水源，保證管網的高效率供熱。加大成本控制力度，有效降低成本，有利于城市的崛起和經濟的發展。

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