淺談城市集中供熱管網設計

曹 藝

（山西建筑職業技術學院，山西 晉中 030006）

集中供熱這一制度已經在多數城市推廣開來，并在冬天為城市居民帶去了溫暖，城市集中供暖設備和集中供暖技術也在隨著科學技術的發展而不斷發生改變。但是，從目前來看，城市集中供暖的管網設計依舊存在著一些問題，這些問題的存在降低了供熱管網的供熱效率，增加了能耗，不僅會對居民的生活質量產生影響，同時還會增加供熱企業的成本投入，降低供熱企業的經濟效益，并對環境造成污染。所以，城市集中供熱的管網設計還需優化。

1 目前城市集中供熱管網設計中存在的問題

1.1 熱源的數量過多導致管網的混亂

熱源即為產生熱量的地方或技術，隨著科學技術的發展，能夠成為熱源的地方以及能夠產生熱量的技術也越來越多，比如熱交換站、熱電聯產、還有一些尖配鍋爐房等。在很多人的觀念中，熱源多了，能夠提供的熱量也就多了，城市集中供熱的供熱質量也就保證了，所以就在城市集中供熱管網的設計中加入了多個熱源。這種設計在一些比較發達的城市應用尤其廣泛。但這種觀點是不對的，熱源太多會造成城市集中供熱管網的混亂，這種混亂會對管網產生損害，使其供熱能力下降的同時，減少其使用壽命。

1.2 管網的線路設計以及運行狀態不合理

隨著城市化的不斷深入，城市的規模也在不斷的擴大，而城市集中供熱的管網也就隨著不斷擴張。但是新的管網的鋪設應該是需要經過精心設計的，這樣才能保證新的管網的鋪設的科學性，但很多地方并沒有這么做，他們只是在舊管道的基礎上一味地延長，然后再將熱量分流到居民家中，有些用戶為了能在冬天讓家中更暖和一些，還會將管道加粗，這種做法是非常不合理的，會增加很多能耗以及管理成本。再有就是很多城市的集中供熱技術不夠先進，采用了靜態運行的運行模式進行集中供暖，這種模式的弊端很大，尤其是在資源消耗方面，現有的幾種調節方案也不夠科學，而且一旦管網供熱量高于或低于標準值，就很容易引起能源浪費或者供熱量不足等多個問題。

1.3 熱力站的設計不夠科學

熱力站也是城市集中供熱系統的重要組成部分。熱力站的設計不合理處在于以下幾點：第一，選址不合理。熱力站的選址對于地形、地質的要求比較高，再加上城市建筑數量的飛速增長，想要選擇一個合適的地址建熱力站，是非常困難的。第二，熱力站的容量設計不合理。我國的城市化進度發展飛快，但是相應的規劃進度并沒有跟上，這也是導致熱力站容量過小的原因。第三，熱力站中的機器設備沒有得到及時的更換。這一點與熱力站的容量過小有很大的關系，再加上沒有足夠的資金投入，就很容易造成設備老化，進而造成供熱質量不穩等問題。

2 優化城市集中供熱管網設計的具體建議

2.1 對熱源進行優化設計

熱源對于城市集中供熱管網有著至關重要的影響，所以在選擇熱源的種類、地址、容量等各個方面都應該給予重視。在進行熱源的設計時，需要結合城市集中供熱管網的設計、城市所在地的地質、地形條件、投資成本以及各供熱管道所要承擔的壓力等各個方面進行綜合分析，劃定每個熱源能夠提供熱量的范圍。選擇最合適的熱源建設方案，不過這種方法目前發展的不夠成熟，無法進行反推和驗證，以保證結果的準確性。在進行熱源建設時，一定要注意，城市集中供熱管網的熱源數量不要過多，防止發生混亂的情況。

2.2 一次網的優化設計

相比于熱源的優化方法，一次網的優化設計方案有很多，包括圖論理論、遺傳算法等多個方法。在這里，本文主要講述第一種優化方式。眾所周知，人們習慣把一個事物描述成一個點，而事物與事物之間的關系通常會用一條直線表示，點和線就構成了圖。城市集中供熱管網中的管道、節點就相當于圖形中的線和點，利用這種方式尋找最優的設計方案。如果城市集中供熱管網的規模較大，則采用矩形表示圖，通過關聯矩陣以及相關定理尋找最優的設計方案。這種方法可以大大的降低能耗，可以很好的提高城市集中供熱管網的經濟收益，有利于供熱企業的長遠發展。

2.3 熱力站的優化設計

熱力站的優化設計主要集中在兩個方面：第一，要合理設計熱力站的容量。城市化不斷深入，城市經濟也在飛速發展，城市居民對城市集中供熱管網的要求也在飛速上漲。熱力站的容量設計也應追上城市發展的速度，這樣才能保證熱力站的平穩運行，同時延長熱力站中機器設備的使用壽命。第二，要及時更新熱力站中的機器設備。機器設備的老舊會對熱力站的熱量供應產生很大影響，容易出現回水忽冷忽熱等問題。所以，對于一些老舊的機器設備要及時更換，這樣才能保證用戶的用熱品質。

3 結語

越來越多的城市選擇集中供熱，對城市集中供熱管網進行優化設計已經成為了廣大城市居民所關注的焦點。就目前來看，我國的城市集中供熱管網設計還是存在一些問題的，比如上文所提到的熱源、供熱管網、熱力站設計問題。對此，本文也對城市集中供熱管網的設計優化提出了具體建議，只有不斷優化城市集中供熱管網的設計，才能保證用戶的用熱品質，提高城市居民的生活質量。