新時期市政供熱的節能設計初探

翟樂天

（太原市政工程勘測設計院有限公司，山西太原 030012）

0 引言

早在幾年前國家已對市政供熱系統的運行和節能改造相關內容作出了明確要求，在大形勢的推動下，新時期我國供熱水平受到各種因素影響正處于下滑趨勢，市政供熱系統中存在的大量問題成為不可忽視的原因。另外為了樹立節約能源的基本觀念，有效節約能源和供熱成本，提高市政供熱水平，對市政供熱系統進行節能方面的改造已經成為必然趨勢。本文從解決市政供熱系統中問題的角度出發，結合實際情況，對市政供熱體系進行合理的節能改造設計，確保設計方案合理，能夠順利地達到節能減排目的，提升市政供熱水平。

1 市政集中供熱的優勢

1.1 可持續發展

市政集中供熱有效節約了土地資源，減少了人力物力資源的使用。而且其他供熱方式會受到設備使用年限的限制，需要時常更新替換設備，市政集中供熱則可以實現只需要一次成本投資，就能持續使用的良好效果。

1.2 具有較強經濟性

和其他供熱方式相比，集中供熱無論是在運行費用還是供熱穩定性方面都具有明顯優勢。即使水、電、煤等原材料的價格越來越高，但是集中供熱方式依舊具有較強的經濟性，在節約成本方面有絕對優勢。

1.3 安全可靠

市政供熱技術正逐漸完善，隨著我國科學技術的發展，出現越來越多的新型供熱技術，在安全性和可靠性方面都有較大提升[1]。

1.4 便利實用

集中供熱系統經過全國多地常年實踐運行，技術相對成熟，運行安全可靠，且價格親民，為廣大群眾所接受。此外，集中供熱模式還可采用無人值守的聯網監控系統，實時監測管網的供回水流量、溫度、壓力等數值，如遇故障，亦可針對性的定點報障，實現真正意義上的精細化、網格化管理。

1.5 節能環保

隨著我國城鎮化和工業化發展的加快，社會對環境保護提出了更加嚴格的要求，節能減排行動被提上日程。集中供熱充分響應國家號召，其環保型供熱方式，有效地減少環境污染，因此國家政府為城市集中供熱事業提供了大力支持，廣泛推行使用集中供熱形式。

2 新時期市政供熱的節能設計改造的必要性

我國雖然是能源生產大國，基本形成了煤、油、氣、電、核、新能源和可再生能源多輪驅動的能源生產體系，各種能源儲備總量都處于世界領先地位，然而我國同時也是人口大國，人均能源儲備量不足，隨著人們生產生活水平的提高，社會對于能源的需求也逐漸增加，再加上我國本身各種能源利用率就低于國際先進水平，基于上述情況，節能降耗必須馬上在各個生產行業中提上日程。尤其是人們對于熱能需求的逐年上漲，因此在市政供熱系統設計中引用節能技術就顯得十分必要，其優勢可以具體體現在以下3個方面。

（1）在市政供熱系統設計中引用節能技術，可以有效減輕熱能生產和供熱過程中的能源損耗，改變以往供熱模式，實現高質量的供熱，增加經濟效益，達成節能減耗的基本目標。

（2）在市政供熱系統設計中引用節能技術，可以結合相關配套技術進行全面提升，發揮供熱系統的全部效用，保證供熱的持續性和穩定性，提高供熱質量和供熱效率[2]。

（3）在市政供熱系統設計中引用節能技術，可以優化市政供熱體系，完成供熱行業轉型升級，節約能源的基礎上還能減少資源的浪費，達到國家節能減排的基本目標。市政供熱系統如圖1所示。

圖1 市政供熱系統

3 供熱管網施工改造節能設計

3.1 管線布局設計

市政供熱系統的正常運行工作的前提是，管線布局具備可行性和有效性。因此在設計供熱管網前，要對實際施工環境進行實地勘察，結合施工場地的地質構造合理規劃管線布局。這樣一來，管線布局布置合理，具備了可行性，市政供熱系統可以正常工作，城市的供熱需求也就得到了滿足。同時，在進行管線布局的設計時，還要考慮到布設的美觀性，且不能影響城市交通及其他管線的線路布局。除此之外，管線布局設計還要考慮到成本因素，在確保管線布局可行的前提下盡可能地減少成本資金投入。

3.2 供熱管網直徑設計

在供熱管網的設計過程中最關鍵的步驟就是對于供熱管網的直徑設計，供熱管網的直徑設計應該充分結合實際情況，有針對性地設計出多種組合形式。在管網直徑過程中要確保直徑變化在合理的范圍內，不可以超過管徑變化上限。此外，管網的流量和管段直徑也是管網設計中需要重點考慮的因素，要保證經過合理設計的管道直徑足以承載管道熱負載值。對供熱管網的直徑設計是十分關鍵的步驟，設計合理有效才能夠在投入使用后，為市政供熱系統帶來更多的經濟效益，保證供熱水平。

3.3 供熱管網管線設計

我國市政對于供熱管網建設的投資正逐年增加，然而集中供熱源點卻在下降，針對這一情況進行供熱管網設計時，一定要考慮到后期實施設計方案的成本問題，確保設計合理的同時保證其具有足夠的經濟性。設計要精準細化到管線的閥門及其他附件，供熱管網線路應該盡可能地縮短，為了避免阻力的影響，應將供熱管網管線盡量靠近熱負荷集中的區域。除此之外，供熱管網管線設計對于周邊地質環境有較高要求，土質松軟穩定性差的區域應進行地基處理和布置支墩等有效措施保證管道敷設的質量，確保供熱安全。同時，在進行管線布局的設計時，還要考慮到布設的美觀性，且不能影響城市交通及其他管線的線路布局[3]。

3.4 供熱管網運行設計

我國現有供熱管網在運行過程中存在很多問題，比如資源浪費現象，以及經濟效益低等等。出現這些問題的主要原因是，當下供熱管網的調節水平無法滿足新型供熱系統的基本要求。此外，供熱系統在運行過程中會受到很多因素的影響，導致供熱效率和供熱效果都不理想。因此在進行供熱管網的設計時，要重點對供熱管網的運行設計進行優化。科學合理的運行設計才能夠為供熱系統的正常運行提供保障，從而滿足當下人們對于供熱質量的基本需求。

3.5 供熱調節設計

當下我們引用了新型的供熱系統，但是這種系統對于供熱管網的調節水平要求很高，因此需要對供熱管網中的供熱調節功能進行合理優化設計。優化供熱調節設計可以有效解決供熱不均的問題，充分滿足用戶需求，確保供熱的穩定性和持續性。供熱調節設計改造的關鍵在于集中供熱管網的水力平衡，集中供熱管網的水力平衡會受到阻力、管道規格、用戶數量等多種因素的影響，因此在進行設計優化時，要全面綜合地考量所有影響因素，爭取使供熱調節設計具有科學性、合理性和可實施性。這樣一來，供熱系統便可以正常運行，供熱質量和供熱效率也會得到有效保障，更加安全可靠。

3.6 熱負荷指標設計

熱負荷指的是熱水供應、采暖和通風等內容，能夠為供熱管網設計提供參照依據。因此，熱負荷指標的設計是供熱管網設計過程中十分重要的部分，只有熱負荷指標具有合理性，才能促進管網投資和管網管理工作的進行。此外，合理的熱負荷指標設計還能夠使整個供熱管網設計更具有科學性，有效減少能源浪費。

3.7 供熱參數設計

管網設計中有兩個關鍵的影響因素，即水溫和比摩阻。因此在進行供熱管網的設計時，要充分考慮到這兩個影響因素，結合實際環境設置合理的供熱參數，供熱參數一旦不合理就會阻礙供熱管網的正常運行，城市供熱不及時就會嚴重影響到供熱經濟效益。外部環境溫度經常會發生變化，要根據溫度變化情況及時調整供熱參數，這樣才能確保供熱系統的正常運行。

3.8 水壓圖繪制

關于水壓圖的繪制是供熱管網設計中不可缺少部分，工作人員可以通過水壓圖對運行環境進行實時監測，監測的范圍十分廣泛，包括管網中任何一個壓力點變化程度，供熱系統是否安全穩定運行等方面。然而當下市政供熱管網設計通常會忽視水壓圖的繪制部分，這樣一來沒有了合理的水壓圖，供熱管網系統的安全性無法得到有效保障[4]。一旦出現問題，將無法及時采取有效措施解決問題，影響供熱管網的正常運行。

4 供熱管網施工

在進行供熱管網的設計優化后，按照設計方案激進行供熱管網工程施工也同樣十分關鍵，對于供熱管網的構建和供熱系統的整體供熱水平都至關重要，供熱管網施工過程中需要特別注意之處如下。

4.1 前期準備工作

供熱管網建設的前期準備工作十分重要，能夠直接影響到后續工程進展和工程質量。因此施工人員要事先充分做好工程前期的準備工作，了解施工內容，嚴格檢測各種設備和器械，并做好和施工相關單位之間的溝通協調工作，有效保障后續工程質量。

4.2 施工質量管理

對工程施工質量的把控時工程施工管理的基本任務，也是建立完整的施工組織管理體系最重要的環節。在供熱管網工程正式施工前，我們要對工程投入的資金和資源進行統計，并對一些條件質量進行預先控制。施工過程中要對各個生產操作環節的質量也做好把控工作，將工程施工質量作為工作重點，做最高質量的工程建設。

4.3 施工進度控制

作為工程施工的管理者，要根據實際情況，采取相應措施來保障施工進度，控制施工進程，按照基本要求進行實際施工。在供熱管網的施工過程中，工作人員要做好工程日記，即監理日志，把控施工計劃，控制工程進度。一旦發生施工的實際進度與預計標準進度不一致的情況，管理人員要及時對修改施工計劃，使進度和監理工程師批準的標準達成統一[5]。施工進度滯后時要請監理工程師的批準，再采取相應措施加快工程施工進度。為了滿足合同需求，如果無論采用何種方式都無法加快工程的進度，要及時反應給監理單位，與其進行協調商討，最后決定是將工期延后還是追加工程經費等。綜上所述，嚴格控制施工進度，對后續施工的質量起到保障作用。

4.4 施工安全保障

為了避免安全隱患的發生，應該在施工人員正式上崗前為其提供安全教育和技術培訓，并根據各個崗位人員配置的實際情況進行有針對性的教育，使每個人都能意識到安全防護的重要性，切實落實在工程項目的實施過程中，為每個人培養安全意識。相關人員需具有考取相關職業技術資格證，堅持有證上崗，為施工質量和安全提供保障。施工現場應安排安全監督人員進行實時監管，能迅速發現危險情況并采取措施。同時購置消防器材等相關安全設備，為施工人員購買質量過關的安全帽等防護用具，盡全力保障人生命安全及現場安全。完善大型工業工程施工安全管理程序，做好安全隱患的預防工作。管理人員定期檢查設備，嚴格把控施工過程中所需用品質量，并進行不定時抽查[6]。

5 結語

綜上所述，隨著人們生產生活水平的提高，社會對于熱能的需求也越來越大，此外近年我國倡導節能減排理念，因此對于市政供熱系統的節能改造設計被提上日程。本文結合實際發展狀況，對影響到市政工程供熱水平的具體因素進行深度分析，并根據現存問題有針對性地制定一系列節能改造策略。市政供熱系統的完善水平可以直接影響到人們的日常生產生活，在進行節能改造設計的過程中應該最大程度地保證供熱水平，減少工程造價，并確保設計方案的合理性、實用性和可實施性。通過對市政供熱體系的節能改造設計，節約能源，有效提高供熱質量。