城市集中供熱管網的優化設計

李兆鋒

摘要：近期，隨著我國科技的快速發展以及城市建設改造的一直加快，供熱管網改造工程正在推動，供暖管網的優化設計也備受關注。對城市集中供熱管網優化設計的保護措施，可以有效減少資源消耗，減少經濟社會成本，提升城市供熱效率，為人民生活提供根底保證，全面貫徹低碳環保、低碳節能觀念。該文將探討對于城市集中供熱管網優化設計的一些見解。

關鍵詞：城市集中供熱管網;設計;優化;措施

近年來，國內集中供熱模式的發展勢頭更加強勁，相關的設計和施工工作也越來越受到關注。鑒于以上工作過程中城市集中供熱管網的優化設計，一方面可以有效降低供熱管網的運行成本，此外大大提高供熱管網的節能環保性。

一、集中供熱管網系統優勢分析

1.充分實現自動化

當前城市集中供熱管網系統一般選用自動控制，可以減弱建筑工人的工作密度。依據科學合理配置，通過感應室內環境溫度來調控室外環境溫度，采用集中供熱系統，提高了設備運行的可靠性，減少了故障的發生，提高了供熱質量。供熱系統的中心化應是節約能源以及保護環境的一項重要技術手段，并且順應城市現代化的發展趨勢。

2.提高供暖質量，便捷服務居民

城市集中供熱管網系統可以不受外界環境的干擾，并通過系統自動選定溫度定時。當加熱達到系統設定的溫度時，它會自動停止，確保居室內合適的溫度。優化設計的管網系統在運行過程中間歇工作，完全保護環境，減低供熱設備運行噪音，且熱源設備距離居民區較遠，不干擾日常休息，全面貫徹以人為本的理念。

3.提高環保行徑

集中優化城市供熱管網系統可以有效減少環境污染，節約資源。其中，減少環境污染的具體方法是采用煙囪高低有序的設計思想觀念，集中供熱的燃料設施比較多，促使發電速度進一步提高，能源消耗完全減少。環保理念作為建筑設計的基礎設施非常盛行，設計師必須在設計中貫徹該理念，科學合理地配置資源的利用效率。

二、集中供熱管網系統的不足

1.管網布局全局性欠佳

城市建設隨著網絡時代的發展而變動，但是當前部分城市集中供熱管網的設計及建設缺少整體性及完整性，我國的管網不能與建成管網融合，在一定程度上阻礙了城市化進程。

2.過于偏重靜態運行

現階段，部分城市集中供熱管網運行過于靜態，主要依靠一些固化的調整方式，沒有充分考慮管網的熱慣性，造成大量熱能損失。

三、城市集中供熱管網的優化設計策略

1.科學分配管網走向

城市集中供熱系統管道設計按照經濟合理和技術可靠的原則進行設計，主干道設計盡量遠離熱負荷集中區域，力求短而直，以免虧損阻力或過度投資。在管道中合理布置閥門管道附件和補償器，盡量減少數量。安裝管道時，應避開軟土、滑坡危險區或地震多發區，還應該注意盡量不要越過主要交通線，最好不要沿著路邊，以免影響美觀，使建筑物的布局和維護施工更加方便。

2.合理管控供熱管網直徑

管徑設計應是整個設計階段的關鍵問題，是設計優化的重中之重。在設計管徑的時候，依據工程項目的實際要求，首先要明確管徑的上限，然后在這個范圍內選擇一個值。在設定管徑之前，需要清晰推算管段的熱負荷差值，預測今后熱負荷的趨勢。一般情形下，管徑會越大，流動阻力會越高，相對運行工作效率會越高。但是，由于使用粗管段，材料成本增加，而使用小口徑管段，基礎設施成本降低了，但運輸過程中的阻力增加，增加了生產成本。可見，管徑的大小與管網運行的效率和成本密切相關，因此管徑設計的優化是十分必要的。

3.供熱管網管道設計

隨著我國城市集中供熱熱源增加，供熱管網建設投資減少，熱負荷集中地區應該防止管線過長。管網布局應當實現兩個目的。首先，管路應當在干線上，通常與道路中心線平行，沿著兩側道路布置。二是不要在土壤松軟地區、滑坡風險區和地下水位高的不利地點鋪設管道。供熱管網與其他城市管道、建筑物必須相互協調，以保證運行安全和施工維護的方便。最后要注意管道閥門的合理布置。只有合理優化城市集中供熱管路的設計，才能從根本上完成城市集中供熱網絡系統的優化，落實我國節能環保的一整套產業政策。

4.供熱管網運行的優化

現階段，我國的供熱設備運行效率低、經濟性差。然而，隨著現代人對于采暖需求的不斷提升，供熱管網的調整還漸漸引發了各個職能部門的注重，供熱系統還在逐步完善及更新。在調整過程中，供熱管網供熱不均最常發生，由其進行的調整工作也是最常見的。造成此種現象的主要原因應是水力不太均衡。也就是說，保持水力平衡可以通過克服供熱管線的冷熱不均來提升供熱子系統的可靠性。保持水力均衡的一種辦法是選用動態控制設備的預設基本功能修補及修改管段。動態控制設備具有穩定、自動化的特點。頻繁使用動態控制設備可能會造成穩態不平衡，因此在使用動態控制系統時，應注意穩態不平衡。

5.供熱調節的方式

供熱調控的主要具體任務是保持供暖建筑設計的室內計算溫度。供熱系統在穩態運行的時候，若不計算管網沿線的熱損失，那么系統供熱必須等于供熱用戶系統散熱設備的熱輸出。在運行協調中，熱源的溫度和流量調節稱為集中運行協調。集中運行調節方法是①質調節——改變管網供水溫度;②調節量——改變管網循環量，③逐級改變流量的質調節——保持同一階段的流量不變;④間歇性調整——改變每天的加熱時間。在熱水系統集中調質中調節給水溫度的方法非常重要，在節約燃料和經濟運行方面具有顯著優勢。對于長時間供暖，特別是在寒冷的北方地區，以及供暖初期和后期室外晝夜溫差較大的情況，意義更大。

結束語

隨著國民經濟建設的發展和計算機技術的飛速發展，人們對于生活產品質量和基本生活因素保證的要求亦一直提高。如今愈來愈多的人關注供熱系統的基本配置及資源的合理利用，更多的人傾向于建設規模化的供熱系統設施。合理、安全、經濟的節能減排和低碳生活有利于安全可靠的供熱系統實現節約資源、保護環境。由于城市供熱系統與人民生活息息相關，有關部門可以加強科學技術的合理推廣，有效提高城市供熱率，促進城鎮化發展，促進我國總體經濟發展，它們對提升國人的生活品質具有重要的影響。

參考文獻：

[1]吳宏偉.城市集中供熱管網的設計施工及優化[J].城市建設理論研究：電子版，2013（21）.

[2]王勇.集中供熱管網的設計方法分析與改進[J].中文信息，2016（8）.