室外供熱管網(wǎng)合理設(shè)計(jì)之我見(jiàn)

摘要：隨著城市房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在我國(guó)廣大的北方地區(qū)，住宅小區(qū)涉及供熱采暖問(wèn)題越來(lái)越多，本文主要介紹住宅小區(qū)的室外供熱管網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：室外供熱；管網(wǎng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TP34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0084

室外供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)水平，必須在熱用戶供熱質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下，通過(guò)投入資金多少、熱能輸送過(guò)程中的能量損失大小、運(yùn)行穩(wěn)定性高低以及熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡效果好壞等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。為了體現(xiàn)集中供熱的優(yōu)越性，確保在規(guī)劃設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的熱用戶供熱質(zhì)量全部達(dá)標(biāo)，還應(yīng)當(dāng)確定集中供熱的熱源最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑。因此，在熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，必須采取科學(xué)有效的辦法，解決技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題。

1 合理確定熱網(wǎng)的供熱管經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層

熱能輸送過(guò)程中能量損失的重要指標(biāo)是壓力損失和散熱損失，而這兩種損失取決于熱網(wǎng)的供熱管經(jīng)濟(jì)管徑（也就是經(jīng)濟(jì)比摩阻下的管徑）和經(jīng)濟(jì)保溫層。在熱能輸送過(guò)程中，如果保溫材料體積不變，要減少壓力損失，供熱管管徑必須加大，資金投入自然增加；如果供熱管管徑不變，要減少散熱損失，保溫層厚度必須增加，資金投入也自然增加。因此，熱網(wǎng)供熱管管徑和保溫層厚度的選擇與熱能輸送過(guò)程中的能量損失和熱網(wǎng)資金投入是密不可分的，不可割裂開(kāi)來(lái)，獨(dú)立選擇，必須在熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中合理優(yōu)化參數(shù)，科學(xué)確定供熱管經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層。

2 合理確定熱網(wǎng)水力運(yùn)行穩(wěn)定性和熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡標(biāo)準(zhǔn)

熱用戶供熱質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)范圍，要想使熱用戶完全不改變其熱能需求量是難以做到的，熱用戶改變熱能需要量影響其他熱用戶越小，熱網(wǎng)水力運(yùn)行穩(wěn)定性就越高，即實(shí)際工況偏離設(shè)計(jì)工況的程度越小。

熱網(wǎng)中載熱體有很多供和回的分匯點(diǎn)，為了確保熱用戶供熱質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必須考慮熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡情況。在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)中，每個(gè)分匯點(diǎn)都需要作水力平衡計(jì)算（利用計(jì)算機(jī)既快捷又精確），反復(fù)調(diào)整管徑，保證熱網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中滿足熱用戶供熱質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力差應(yīng)小于百分之二十五，但設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)能使熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡達(dá)到最大的理想化，效果會(huì)更好。因此，必須在熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中合理確定水力運(yùn)行穩(wěn)定性和分匯點(diǎn)水力平衡標(biāo)準(zhǔn)，盡量避免熱網(wǎng)水力運(yùn)行失調(diào)。

如果熱網(wǎng)中的供熱管統(tǒng)一選擇經(jīng)濟(jì)管徑，管網(wǎng)的輸送成本就會(huì)明顯減小，但忽視了熱網(wǎng)的水力運(yùn)行穩(wěn)定性和熱網(wǎng)分匯點(diǎn)的水力平衡，就會(huì)使得水力運(yùn)行穩(wěn)定性變差，并且不能按熱用戶的需求量供熱，這種熱網(wǎng)水力運(yùn)行失調(diào)狀態(tài)是不符合熱網(wǎng)技術(shù)要求的。辯證地對(duì)水力進(jìn)行分析，要想使熱網(wǎng)運(yùn)行的水力運(yùn)行穩(wěn)定性好，就要相對(duì)地提高進(jìn)入熱用戶供熱管的壓降或相對(duì)地降低熱網(wǎng)干管的壓降，也就是相對(duì)地減小進(jìn)入熱用戶供熱管的管徑或相對(duì)地增大熱網(wǎng)干管的管徑。因此，熱網(wǎng)水力運(yùn)行穩(wěn)定性問(wèn)題可以在進(jìn)入熱用戶的管段上解決，那么，熱網(wǎng)的分匯點(diǎn)水力平衡工作也應(yīng)放在進(jìn)入熱用戶的管段上，正好兩項(xiàng)工作互相兼容、互相兼顧，一并操作完成，最終符合熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。解決水力運(yùn)行穩(wěn)定性和分匯點(diǎn)水力平衡與選擇供熱管經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層的矛盾，是設(shè)計(jì)熱網(wǎng)過(guò)程中的突出問(wèn)題，但是，為了更大地突出選擇經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層的諸多優(yōu)點(diǎn)，必須著重考慮熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

熱網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)必須考慮各種相互制約的因素，綜合分析比較，既要考慮管網(wǎng)的輸送成本最小，又要考慮熱網(wǎng)水力運(yùn)行穩(wěn)定性和熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡，達(dá)到最佳效果。因此，在進(jìn)入熱用戶的管段上，可選擇兩種不同管徑的供熱管和其相匹配的保溫層厚度，實(shí)現(xiàn)分匯點(diǎn)水力平衡，如果載熱體限定流速，也可以選擇一種管徑的供熱管和其相匹配的保溫層厚度，另外加上調(diào)壓板，實(shí)現(xiàn)分匯點(diǎn)水力平衡；在進(jìn)入熱用戶管段以外的管段上，必須按優(yōu)化選擇經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層來(lái)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，采用上述熱網(wǎng)設(shè)計(jì)，熱網(wǎng)的熱能輸送成本最小化，水力運(yùn)行穩(wěn)定性較好，熱網(wǎng)分匯點(diǎn)的水力平衡也得以兼顧，并且能基本滿足熱用戶的供熱需求量，水力運(yùn)行符合熱網(wǎng)技術(shù)要求。

3 合理確定熱源的最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑

理論和多年的實(shí)踐證明，集中供熱與分散供熱相比，熱能利用率高，經(jīng)濟(jì)性較好，供給熱用戶相同的熱能成本明顯降低。但是集中供熱的優(yōu)越性也局限于一個(gè)范圍，這個(gè)范圍就是集中供熱熱源最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑，超出了熱源最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑，集中供熱的優(yōu)越性也就體現(xiàn)不出來(lái)了。所以，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確定熱源的最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑，以便在集中供熱工程中，考慮是否應(yīng)剔除那些在最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑以外的用戶。

4 熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的計(jì)算步驟

在熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要做到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合，必須統(tǒng)一考慮、綜合分析，在堅(jiān)持熱能輸送成本最小的原則下，滿足熱網(wǎng)水力運(yùn)行穩(wěn)定性和熱網(wǎng)分匯點(diǎn)水力平衡的技術(shù)要求。熱網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的計(jì)算步驟如下：

在載熱體參數(shù)和熱量已確定的情況下，對(duì)管網(wǎng)的輸送成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，合理優(yōu)化參數(shù)計(jì)算，確定出不同流量下熱網(wǎng)供熱管經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)保溫層。

按要求計(jì)算出集中供熱網(wǎng)熱源的最大經(jīng)濟(jì)供熱半徑。

在熱網(wǎng)供熱管的管徑已確定情況下，合理計(jì)算出用以進(jìn)行水力平衡的經(jīng)濟(jì)保溫層厚度。

科學(xué)確定熱源輸出以滿足熱用戶供熱質(zhì)量全部達(dá)標(biāo)。

確認(rèn)熱網(wǎng)供熱管的管段和熱源間壓差最大熱用戶，除此之外的熱用戶，把最大壓差用戶的壓力做為基準(zhǔn)，選擇二個(gè)管徑和長(zhǎng)度各異的供熱管并與之相配的經(jīng)濟(jì)保溫層厚度，如果較小管徑的供熱管載熱體超出了限定流速，則可選較大管徑的供熱管加上調(diào)壓板，實(shí)現(xiàn)分匯點(diǎn)水力平衡。

按照設(shè)計(jì)進(jìn)行安裝，安裝完畢后，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)水壓試驗(yàn)與調(diào)試，驗(yàn)收合格才能正式投入使用。

作者簡(jiǎn)介：劉立慶，大連鐵路房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，副經(jīng)理，研究方向：給排水工程。endprint