城市集中供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

張永成

摘要：隨著發(fā)展綠色社會、節(jié)能社會理念的不斷深化，城市對于集中供熱的要求越來越高，集中供熱慢慢被廣大居民喜愛，通過供熱管網(wǎng)、熱交換站等向城市用戶供上熱能，代替了傳統(tǒng)的大鍋爐，煤爐的取暖方式，不但使得供熱效率逐步提高，而且對改善環(huán)境有著巨大幫助，對城市的統(tǒng)一建設(shè)發(fā)展也具有很大推動作用，因此，在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，有效的規(guī)劃是一項(xiàng)十分重要的工作。

關(guān)鍵詞：城市集中供熱管網(wǎng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，管網(wǎng)布局;

城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了巨大成功。其中城市集中供熱的問題始終向前發(fā)展，城市集中供熱為廣大居民提供了方便，為我國大多數(shù)家庭送去了溫暖，在之前的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)城市集中供熱管網(wǎng)顯得尤為重要。

一、對于優(yōu)化供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)的意義

城市集中供熱已經(jīng)普遍實(shí)施在我國各個(gè)城市，然而現(xiàn)階段對供熱管網(wǎng)仍沒有做出一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)施計(jì)劃，城市集中供熱系統(tǒng)存在的很多問題需要及時(shí)解決。例如，舊建筑物在翻新的過程中接入供熱管網(wǎng)，像這一類的管網(wǎng)多數(shù)是由施工者粗略計(jì)算設(shè)計(jì)敷設(shè)的，不是采用科學(xué)的方式合理敷設(shè)供熱管道，對于管道承載熱負(fù)荷的解決方式也沒有科學(xué)合理的辦法，而是采用直接加粗管道的方式，導(dǎo)致在一段一段的敷設(shè)中出現(xiàn)大管接小管的違規(guī)設(shè)計(jì)。違規(guī)的供熱網(wǎng)管設(shè)計(jì)不僅影響城市后期建設(shè)，還存在著安全隱患，為了城市能夠健康持續(xù)的發(fā)展，對城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)勢在必行。

二、城市供熱管網(wǎng)的布局及現(xiàn)狀

1.熱網(wǎng)的布局。城市熱網(wǎng)的布局顯然是非常重要的，它涉及多個(gè)方面，就布局來說，主要還是根據(jù)居民住處，城市的熱負(fù)荷街道格局，城市的發(fā)展規(guī)劃以及種種地形而定。當(dāng)有多個(gè)熱源共同作用時(shí)，為了提高供熱系統(tǒng)的效率，往往在各輸熱線之間鋪設(shè)供熱管道。而且城市的供熱線居于街道一側(cè)，與其它重要的地下管道并列。因此，管道應(yīng)當(dāng)位于熱負(fù)荷中心，這樣才能使供熱范圍最大，對居民影響最小，同時(shí)也便于后期的施工與維護(hù)，這才能使熱網(wǎng)得到最大程度上的利用。

2.目前供熱管網(wǎng)的現(xiàn)狀。當(dāng)今城市中供熱管網(wǎng)的發(fā)展比較理想，供熱管網(wǎng)鋪設(shè)的方式主要有隱性鋪設(shè)和顯性鋪設(shè)。隱性鋪設(shè)往往是首選方法，其實(shí)就是將管道位于地下，不影響城市建設(shè)及交通安全，城市供熱采取這種方式的比較多。隱性鋪設(shè)可以將管道位于地下專用通道里，這種方式管道不會受外界影響，也能延長管道壽命。還有一種就是直接將管道埋于泥土之中，不利用專用管道，這樣的鋪設(shè)方式下，管道較容易受外界影響，但是這種造價(jià)比較低，施工方便。顯性鋪設(shè)顧名思義就是將管道鋪設(shè)于地面上，其造價(jià)較低，維修方便，多用于郊區(qū)、重工業(yè)區(qū)、地下水位高等地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，還有橫跨公路、鐵路、河道等地段。地上鋪設(shè)原理是利用管道之間的互相結(jié)合性，進(jìn)行管道的直接鋪設(shè)，同時(shí)和地面保持合適的縫隙方便后期進(jìn)行排水工作，地面平坦時(shí)這種管網(wǎng)鋪設(shè)方式比較理想。

三、城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

1.優(yōu)化管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)。城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管網(wǎng)布局應(yīng)首先進(jìn)行前期調(diào)查，確定管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性。前期調(diào)查主要是對施工區(qū)域周邊進(jìn)行現(xiàn)場勘查，確定周邊的電力網(wǎng)絡(luò)路徑和交通路線等對管網(wǎng)施工的影響，并充分結(jié)合城市的規(guī)劃，服務(wù)城市的發(fā)展需要。同時(shí)，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管網(wǎng)布局應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理的成本分析，提高管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。在進(jìn)行城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對城市管網(wǎng)的蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少管路附件的數(shù)量，降低蒸汽對管路的氣擊和水擊程度。另外，在設(shè)計(jì)中取消套筒補(bǔ)償器和波紋補(bǔ)償器的設(shè)置，可減少管路的故障和維修費(fèi)用，提高供暖管網(wǎng)工作的可靠性。

2.合理選取供熱管網(wǎng)直徑。在進(jìn)行城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，供熱管網(wǎng)直接關(guān)系到供熱系統(tǒng)的負(fù)載能力和供熱效率。在對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，供熱管網(wǎng)的直徑的變化范圍應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)，不宜過大，并結(jié)合實(shí)際情況恰當(dāng)選擇管網(wǎng)直徑的組合方式。管網(wǎng)直徑與系統(tǒng)內(nèi)的供暖流量直接相關(guān)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的熱負(fù)荷值進(jìn)行選取。在對管網(wǎng)直徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的負(fù)載能力，并根據(jù)需要留出一定的富余量，以保證系統(tǒng)工作安全。另外，管網(wǎng)直徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮城市規(guī)劃的需要，以滿足后期城市發(fā)展對供熱系統(tǒng)提出的要求。管網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)以滿足城市供暖需要不斷增長的要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以防止出現(xiàn)重復(fù)性的投入，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在管網(wǎng)直徑優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)進(jìn)行全面科學(xué)的計(jì)算，并預(yù)測城市發(fā)展對管網(wǎng)供熱需求的增長，確定城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的熱負(fù)載值。在滿足不斷增長的城市供暖需求的前提下，提高城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的供熱能力，確保實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3.優(yōu)化供熱管網(wǎng)管線。近年來，伴隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)也提出來很多新的更高的要求。隨著對環(huán)境保護(hù)重視程度不斷提升，集中供熱已成為我國城市供暖的主要形式。對城市集中供熱管網(wǎng)管線的投入也逐年增加，同時(shí)也出現(xiàn)了很多質(zhì)量問題，導(dǎo)致后期對供熱管網(wǎng)管線工程的返工，造成了很大的浪費(fèi)。因此，對城市集中供熱管網(wǎng)管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分保證集中供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、合理性、技術(shù)可靠性。在進(jìn)行城市集中供熱管網(wǎng)管線優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將主干線路布置在熱負(fù)荷集中區(qū)，力求短直，減少前期投入和阻力損失。盡量減少城市集中供熱管網(wǎng)管線上的閥門、管道附件以及補(bǔ)償器等器件的數(shù)量，減少不必要的消耗。同時(shí)，管線的布置應(yīng)避開主要交通線路，盡量沿道路的一側(cè)布置，減少對周邊交通和道路的影響。

4.優(yōu)化供熱管網(wǎng)的管道設(shè)計(jì)。城市集中供熱管網(wǎng)的管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是減少管道的長度，降低管道上的熱量損失和阻力。減少管道上閥門的數(shù)量，可以減少管道上的阻力，也可以減少后期的故障維修費(fèi)用。管道應(yīng)布置在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以保證管道穩(wěn)定，不會受到地基沉降的影響。采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)供熱，熱源點(diǎn)的數(shù)量會有所降低，供熱管網(wǎng)的管道長度也在不斷增加。為了保證供熱管網(wǎng)的正常運(yùn)行，減少管道內(nèi)的損失，應(yīng)盡可能降低管網(wǎng)的長度。首先，管道應(yīng)沿道路布設(shè)，且應(yīng)保持與道路平行，以盡量取直，并減少對周邊環(huán)境與交通的影響。其次，管道應(yīng)布設(shè)在穩(wěn)固的地基上，不得鋪設(shè)在軟基上。最后，盡量減少管道上閥門的數(shù)量，主要集中布置在熱負(fù)荷集中地區(qū)。

5.優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)運(yùn)行方式。我國城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)在普遍存在資源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)效益差等問題，其主要原因是由于集中供熱管網(wǎng)運(yùn)行方式落后造成的。新型城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)近年來已經(jīng)被研制出來，且已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用。雖然新的城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些問題，需要不斷優(yōu)化。其主要問題表現(xiàn)在新型城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)對管網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能要求比較高，原有管網(wǎng)仍然需要不斷優(yōu)化改進(jìn)，方可滿足這項(xiàng)要求。隨著國家對環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大，對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化已成為必然趨勢，且可以大幅提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

總之，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)是我國現(xiàn)階段最常見的城市供暖方式，已普遍為廣大城市居民所接受。在實(shí)際應(yīng)用中，仍存在很多問題，需要不斷對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以有效節(jié)約能源，減少浪費(fèi)，提高熱量的利用率。在城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)的前提下，對城市供暖提出了更高的要求，應(yīng)不斷對城市集中供暖系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以滿足日益增長的供熱需要，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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