城市集中供熱管網系統優化設計研究

劉 蘭 萍

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

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城市集中供熱管網系統優化設計研究

劉 蘭 萍

(太原市熱力公司，山西 太原 030000)

為解決城市集中供熱管網系統中存在的問題，主要對整個系統的優化設計進行研究。從集中供熱管網系統的優勢、問題、優化設計方法等方面進行全面闡述，有助于改進系統功能，減少熱量損失，提高供熱效率。

集中供熱，管網系統，優化設計

0 引言

隨著國家經濟發展與環境污染的矛盾日益突出，國家對環境保護的重視程度也在不斷提高。在既要發展又要保護環境的大環境下，集中供熱成為絕大多數城市普遍采用的供熱形式。城市集中供熱管網系統可有效保證城市居民和廠房供暖，并最大限度的節約了能源，保護了環境。隨著大量人口不斷涌入城市，居民對供暖的需求不斷增加，對城市集中供熱管網系統提出了新的更高的要求。

近年來，國家加快了城市化建設進程，新建了很多民用建筑和工業建筑，再加上對原有建筑物的翻新和改建，新增了很多供熱管網。供熱管道的敷設也在逐步擴展和延伸，但大多數集中供熱管網系統在設計過程中缺少對水力的計算。目前，我國城市集中供熱管網系統普遍存在管網復雜、用戶分布區域廣、分支多、維修時間長、管網系統可靠性差等問題。在對個別小區或廠區進行管網敷設時，甚至存在私自加粗管道的現象，造成了細管道向新管道供熱，導致供熱壓力嚴重不足。這也使很多建筑物出現供熱壓力不足、水力失調、管道連接效果差、管道循環速度慢等問題，因此必須對其進行科學合理的優化設計。

1 城市集中供熱管網系統的優勢

1.1供熱效果好，節約能源

采用城市集中供熱管網系統，可進行有效的統一協調管理，將熱量利用率提高到最大，也大大節約了能源。在采用集中供暖之前，很多城市普遍存在單位或小區自己燒煤供熱的現象，不僅需要耗費大量的煤炭資源，還造成了嚴重的污染，熱量損失嚴重。采用集中供熱管網系統之后，很多供熱的大煙囪被拆毀，大大減少了污染，也提高了熱量利用率。在節約資源的同時，也徹底解決了以往單位或小區供暖出現的后半夜供熱不足的現象。

另外，采用集中供熱管網系統，有利于進行集中質量控制，可根據系統要求進行供熱溫度、流速等參數的調節。可以有效降低管網系統運營成本，減少浪費。通過在城市集中供熱管網系統安裝流量計，可以對系統數據進行實時監控，以便有針對性的對系統進行調節。

1.2有效降低了空氣污染

采用集中供熱管網系統，供暖熱源比較集中，熱量利用率大幅度提高，大大減少了由于分散的小鍋爐帶來的污染和浪費。傳統的小鍋爐供暖需要消耗大量的煤炭資源，而且產生大量的污染，嚴重污染周邊的空氣和環境，進而造成整個城市環境的污染。采用集中供熱管網系統后，減少了廢氣的排放，空氣中的固體顆粒物也受到控制，煤渣等廢料也大幅度減少了。另外，現在普遍采用中央供暖系統供暖的方式，使熱量利用率大幅度的提高，也節約了燃料，降低了排放，廢渣的處理難度也大大降低了。

1.3自動化程度高

近年來，隨著科技的不斷發展進步，城市集中供熱管網系統已經實現了自動化控制。采用自動化控制，可根據室外溫度進行集中供熱管網系統的溫度控制，以適應用戶的需要，減少資源的浪費。同時，集中供熱管網系統采用中央加熱設備，能夠有效保證集中供熱管網的運行質量，降低故障率。

1.4對周邊居民干擾小

采用中央供暖系統可根據室外溫度和供熱管網系統內部溫度進行加熱。當溫度達到供熱要求時，中央供暖系統暫停加熱，其工作是間歇性的。中央集中供暖設備工作噪聲低，對周邊居民干擾小，很多供熱點甚至遠離居民區，最大限度的降低對周邊居民的干擾。

2 城市集中供熱管網系統優化設計方法

2.1優化管網布局設計

進行城市集中供熱管網系統的管網布局設計優化，需要對施工區域進行準確的現場勘查，研究其可行性。集中供熱管網的布局應結合城市的規劃，充分考慮其對電力網絡路徑和交通路線等的影響。管網布局應結合實際情況進行設計，做好前期調查，以布局區域的供熱需求為基礎。同時，在進行管網布局時，應充分考慮經濟性，應盡可能做好節約，降低施工成本。

2.2合理選取供熱管網直徑

供熱管網直徑的選擇是十分關鍵的，它直接影響到集中供熱管網系統的負載能力和供熱效率。在設計中，應結合實際對供熱管網直徑進行重點優化設計。供熱管網直徑具有一定的離散性，應結合實際情況進行多種組合，并將管徑的變化控制在一定的范圍內，確保不能超出上限值。管網直徑與管網的流量有直接關系，要求其能夠承受足夠的熱負載值。設計中，還應該對管網的負載能力進行準確預測，并預留一定的富余，保證整個系統的安全。管網的設計應結合城市發展規劃進行，以滿足不斷增長的供熱增長需求。在充分考慮經濟性的前提下，對管網直徑進行優化，防止進行重復性投入，確保集中供熱管網系統符合經濟性原則。

2.3優化供熱管網管線

近年來，隨著城市集中供熱成為主要發展方向，供熱點逐步減少。與此同時，對供熱管網的建設和投入不斷增加，對供熱管網管線的優化也迫在眉睫。對城市供熱管網管線的優化，應充分考慮經濟性、合理性、技術可靠性的原則。在進行主干線優化設計中，應盡量縮短管線長度、減少阻力，并設計在熱負荷集中區。這樣可以提高管線的利用率，提高經濟效益。在進行管線布局設計時，應進行全面的地質勘查設計，將管線布置在地質穩定的區域，不得布置在土質松軟、穩定性差的區域。對管線上閥門和附件的數量和位置進行合理布局，以減少不必要的浪費和消耗。另外，還應該盡量不與交通線路重合，以減少互相影響，尤其是加大了后期的維護和檢修困難。

2.4優化供熱管網的管道設計

供熱管網的管道設計優化主要是減少管道的長度，降低由于管道過長而造成的熱量損失和阻力。在設計中，注意對閥門的合理布局，減少管道不必要的熱量損耗，提高熱傳遞和熱交換的效率。管道優化設計主要使管道避開軟土地段、防止生產生活破壞或影響管道、對管道的分布形式和穿行方式進行優化，以保證管道運行的穩定性。

2.5優化供熱管網運行方式

在對我國原有城市集中供熱管網系統進行調查發現，資源浪費、經濟效益差是普遍存在的問題，這主要是由于運行方式落后造成的。近年來，隨著科學技術的不斷進步，研制出了新型的供熱管網系統，并逐步投入使用。與原有城市集中供熱管網系統相比，其運行效率有了大幅度提高，減少了資源浪費，降低了成本。但是，這種新型供熱系統對整個供熱管網的調節功能要求比較高，實際運行過程中仍存在一些問題，還應該不斷完善。但是，隨著國家對節能環保，減少污染方面的控制力度逐步增大，對原有城市集中供熱管網系統的運行方式進行優化，不僅可以減少資源浪費，還可以提高供熱管網系統的穩定性和可靠性，具有很高的經濟效益和社會效益。

3 結語

城市集中供熱管網系統的運行情況與城市居民的生活質量息息相關。通過對城市集中供熱管網系統進行優化，可以使其使用性能得到更好的發揮。可以降低施工成本，提高熱量的利用率，減少污染和浪費。隨著城市人口的不斷增加，對城市集中供熱管網系統提出了更高的要求，我們應該不斷將新技術應用到管網系統優化中去，以促進其不斷發展進步。

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Studyonoptimaldesignofurbancentralizedheatsupplypipelinenetwork

LiuLanping

(TaiyuanHeatingPowerCo.,Taiyuan030000,China)

In order to solve the problems existing in the urban central heating system, this paper mainly studies the optimization design of the whole system. The article elaborates the advantages, problems and optimization design methods of the central heating pipe network system, which can improve the system function, reduce the heat loss and improve the heating efficiency.

central heating, pipe network system, optimal design

1009-6825(2017)32-0100-02

2017-09-04

劉蘭萍(1966- )，女，工程師

TU995.3

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