城市集中供熱管網設計淺析

賈舒

（太原智博熱電工程設計有限公司，山西太原 030000）

集中供熱系統建設既是現代化城市建設的重點內容，同時也是社會各界關注的民生焦點問題。優化集中供熱管網設計，可以顯著提高居民的生活水平。對此，本文就將論述集中供熱管網系統建設的優勢，概括城市集中供熱管網系統建設現狀，并提出一系列具體的優化設計策略，旨在為設計人員提供有價值的參考意見。

1 集中供熱管網系統的優勢特點

1.1 提高供暖質量，加強民生保障

城市集中供熱系統，可以利用遠程溫控系統對熱網溫度進行調節，中和用戶網的傳熱能力，從而實現用戶室內所需設計溫度。當用戶室內設計溫度達到預定溫度值后，熱網調節基本保持不變。由此，可保障居民室內溫度恒定、降低能耗，另一方面，由于熱力站遠離居民區，可避免供熱設備噪音對居民的正常生活造成不必要的干擾。因此，集中供熱的實現可保障居民恒溫、舒適的生活環境。

1.2 節約能源，保護生態環境

優化集中供熱管網設計，可以提高資源利用率，減輕環境污染。居民采用分散小鍋爐和散煤采暖，供熱能耗居高不下，浪費能源嚴重，也給大氣環境造成了較大的污染，環境臟亂差，影響城鎮形象。集中供熱實施后，相對采用分散小鍋爐和散煤采暖，可有效減少氮氧化物、SO2及灰渣排放量，將明顯改善當地的大氣環境，充分體現環保效益。

隨著可持續發展理念的深化落實，人們的節能環保意識不斷增強。在這樣的背景下，設計人員要將節能環保理念融合到設計作業中，以優化資源分配，發揮出資源的最大利用價值。

1.3 實現自動化控制

目前，城市集中供暖管網系統普遍采用自動化控制模式。采用自動化控制模式最顯著的優勢就是可以根據室外環境溫度的變化，對室內溫度實行靈活調節，在改善室內環境的基礎上，減輕工作人員的工作強度。與此同時，采用自動化控制方式，可以降低供熱故障發生的概率，優化供暖水平。同樣重要的是，集中供熱管網系統建設，也是減少能源損耗、減輕環境污染的關鍵舉措。總而言之，加強集中供熱管網系統建設，優化集中供熱管網設計，對推動城市經濟建設與生態文明建設的協同進步具有重要意義。

2 國內城市集中供熱管網系統建設現狀

現階段，國內大多數城市采用熱力電力聯合生產的集中供熱方式。部分城市受到地理位置、自然資源以及經濟發展等各方面因素的限制，采用以區域鍋爐房供熱為主的供熱方式（如圖1 所示）。當然，無論是采取何種供熱方式，最終目的都是滿足人們的取暖需求。

圖1 熱水鍋爐采暖

目前，國家逐步加大對集中供熱系統建設的重視力度。城市集中供熱管網覆蓋面積越來越廣，集中供熱總負荷也越來越大。然而，部分城市在集中供熱系統建設初期階段，并未充分考量城市的整體發展概況，導致集中供熱系統的供熱能力無法滿足城市未來發展的需求。

大多數供熱管網呈單一枝狀延伸，盡管這縮小了供熱管網覆蓋面積，縮短了供熱管道路徑，節約了部分建設成本與運營成本，但這也導致管網線路布局缺乏科學合理性。當遠期供熱面積增加時，盲目增加分支管、加大管徑，不考慮整體熱網的水力、熱力平衡，導致無法滿足用戶的用熱需求，不僅造成能源浪費，也增加后續的運營管理成本。由此可知，優化集中供熱管網設計是推動城市快速發展的必要前提。

3 城市集中供熱管網的優化設計方法

3.1 優化管網布局設計

優化集中供熱管網設計，首要環節就是前期調查，對項目進行可行性研究，保障供熱管網布局規劃的合理性與可行性。前期調查是指深入工程區域進行現場勘查，進一步明確了解供熱范圍內以及周邊區域原有的供熱管道、電力管道、天然氣管網、光纖網絡管道的數量及分布情況，結合整體城市規劃發展要求，對集中供熱管網展開合理優化的設計。與此同時，優化集中供熱管網設計，還要注重成本分析，將集中供熱管網系統建設成本與運營成本控制在合理范圍內。在對城市集中供熱管網進行優化設計時，還需結合當地的供熱發展專項規劃，保證供熱管網的供熱能力能夠滿足城市未來數年內的供熱需求，同時考慮整個供熱管網的熱力、水力平衡，合理的布置管網敷設路徑及管路附件，以保障供熱管網系統運行的持續性、安全性和穩定性。

3.2 選取合理的供熱管網直徑

優化集中供熱管網系統設計，可以在很大程度上減輕整個供熱系統的負載壓力，有效提高供熱效率。在優化集中供熱管網系統設計時，要根據供熱區域的現狀面積和未來規劃的面積分別作水力計算，確定整個供熱管網的供熱管徑，且根據實際情況，選擇合適的管道直徑。

可以說，供熱管道直徑決定了整個供熱系統的供暖流量。為此，設計人員應根據供熱系統的熱負荷值，選擇合理的管道直徑。在確定管道直徑參數時，充分考慮整個供熱系統的負載能力，預留一定的富余量，以保障供熱系統的持續穩定運行。參照城市未來規劃發展要求，對集中供熱管網系統加以設計，防止產生不必要的經濟損失。

3.3 優化供熱管網管線設計

近年來，現代化城市建設進程不斷加快，對集中供熱管網系統也提出了更高要求。隨著能源供應短缺以及生態環境污染問題的加重，集中供熱逐步成為城市供暖的主要形式。盡管國家逐步加大集中供熱管網系統建設方面的投資力度，但是在集中供熱管網設計方面仍存在一系列問題。為此優化集中供熱管網設計就顯得尤為重要。

在優化集中供熱管網設計時，應將主供熱管道布置在熱負荷集中區，最大程度的縮短供熱管道路徑，減少熱力損失，降低投資成本。盡可能的減少集中供熱管道上的閥門、附屬構件以及補償器的數量，進而有效控制熱量損耗，同時保證熱網運行的安全性，還可以節省運營成本和維護保養成本。

3.4 完善供熱管網管道設計

保證供熱管道敷設的合理性，是推動整個集中供熱系統持續穩定運行的必要前提。根據管道及其閥門、補償器等外形尺寸以及必備的施工空間，合理設計供回水管的間距、墊砂層的厚度和基底處理方法，合理確定管道的敷設深度。從而減小土壤作用于管道的壓力、機動車對管道的沖擊力，保證管道的整體穩定性、徑向穩定性。

采用城市集中供熱管網系統供熱，可以有效減少熱源數量，簡化供熱管網敷設，擴大供熱管網覆蓋面積。但從減輕管道熱量損失方面來說，優化管網路線是至關重要的。首先，沿道路一側鋪設管道，使管道延伸方向與道路平行，最大程度的減小管道穿越路基對道路交通造成的不利影響。其次，將管道鋪設在穩固地基上，如果工程所在區域的土質條件不良，則需要實施換填和夯實加固處理，增強地基的穩定性，防止發生不規則沉降，從而推動集中供熱管網系統的持續穩定運行。最后，根據不同區域的集中供熱需求，優化管道敷設路徑，減少管道閥門數量，從而控制熱量損耗。

3.5 優化供熱管網運行方式

我國城市集中供熱管網系統普遍存在能源損耗高，環境污染重，經濟效益低等問題。歸根究底是由于集中供熱管網運行方式落后。近年來，城市集中供熱管網系統建設越來越完善和成熟化。盡管城市集中供熱管網系統的運行效率得到了顯著提高，但其中仍存在一系列的重難點問題。

新型城市集中供熱管網系統對管網的調節功能提出一定的要求。只有不斷對原有管網系統實行升級改造，才能滿足調節功能要求。總而言之，隨著國家逐步加大環境保護力度，優化集中供熱管網系統的運行方式已成為行業發展必然趨勢。

4 結束語

綜上所述，現代城市集中供熱管網系統已經成為國內城市最普遍的供熱方式，并且得到廣大居民的認可。然而，城市集中供熱管網系統規劃建設仍存在一系列問題。只有不斷革新優化供熱管網設計，做好管道規劃，優化管網布局，才能有效控制熱量損耗，提高資源利用率，進而減小集中供熱對環境產生的影響，加快城市建設進程。