淺談城市集中供熱管網的優化設計

肖輝全

摘 要：隨著經濟的快速發展，城市建設規模不斷擴大，城市供熱需求量增加，為了改善生態環境，滿足居民的用熱需求，推進城市的經濟發展，需要提升城市供熱的能力和效率，相關企業必須對城市集中供熱管網進行優化設計，這對于城市的發展有著重要的現實意義。本文簡單分析了城市集中供熱管網現狀及優化設計原則，并探討了設計策略。

關鍵詞：城市；集中供熱；管網；優化設計

對于一個城市的發展建設而言，其基礎性能源就是熱源，深化對集中供熱的管理和控制，能夠更好地促進生活與經濟的持續發展。集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，利用一個或多個熱源通過供熱管網、熱交換站等，向城市各熱用戶提供熱能的方式。因此，相關企業應當重視對集中供熱管網的優化設計，切實提升管網系統的效能，達到節約城市資源實現環境保護的目的，為現代化城市的建設、社會經濟的生產與發展、城市居民生活質量的提高提供持續不斷的能源和社會的穩健發展奠定非常堅實的物資基礎，實現新的經濟增長點。

一、城市集中供熱管網現狀及優化設計原則

（一）現狀分析。近年來，在城市集中供熱管網建設中，設計不合理、施工質量較差等問題較為常見。在管網鋪設時，往往沒有綜合考慮城市整體管網布局，在管道敷設時，由于采用段落施工的方式，因此管道連接較差。另外，由于管道布局合理性較差，因此在集中供熱管網使用過程中，管道容易受到損壞，如果沒有及時采取有效措施妥善解決，就會導致直接影響管道功效效果。除此以外，在集中供熱管網施工中，所用施工材料很難保證，對于敷設管道一般采用普通碳素鋼管，但是該管道保溫性能較差，而且后期維護成本較高。

（二）設計原則。第一，合理性，設計需要綜合考慮各方面資料，對于現有負荷在生活熱水、采暖上的增減可能性加以充分的考慮，對于工業建筑和民用住宅及各個單位的負荷比例加以調查，最終結合實際情況對熱負荷以及熱指標加以確定；第二，全局性，在對熱源能力以及熱網負荷的充分考慮的前提下，需要切實滿足整個工程區域內定的熱負荷需求，對于其他區域聯網運行的調峰功能以及熱負荷的增長都應當加以兼顧。

二、市集中供熱管網的優化設計策略

（一）合理設計管線網圖。在集中供熱管網的優化設計中，管線的分布網圖，是根據不同樓體、不同環境、不同地區的特點具體設計的，例如，把握熱負荷聚集的特點，在管道的選擇上可以用短管道來代替，同時依靠技術力量，降低管道閥門及其他一些配件的使用數量；再如在布控管線時，根據地理環境的特點，避開地質活動頻繁區域，選擇在地質安全地帶。具體情況具體分析，具體區域具體設計，既方便了維修人員的保養與維護工作，又提高了供熱管網的利用率。

（二）完善管網直徑設計。通常情況下，城市集中供熱管網的直徑具有離散型特征，因此，在管道布局優化方面，應該重點對管徑進行優化設計，并且結合實際情況綜合應用多種組合方式、為了將管徑變化控制在合理范圍內，綜合考應慮管徑的上限范圍。同時，還需要綜合考慮熱管管網的流量以及管段直徑，在具體的設計過程中，必須保證管道優化設計直徑能夠承載管道熱負載值，與此同時，還需要合理預測管道的負載能力，在設計環節適當的預留一定的裕度，這樣才能夠確保管徑優化設計方案符合經濟性原則。

（三）采用合理運行方式。在城市集中供熱管網正常運營的過程當中，會消耗掉煤、電、氣等多種能源，如，排放大量污染物，造成能源的嚴重消耗，生態環境平衡狀態被嚴重的破壞，進而威脅著人們生命安全。同時管網在運行過程中還會受到水力不穩，水阻等很多因素的影響，不能體現管網的實用性。供熱管網的優化設計，采用先進的技術力量，把握各種因素并對其進行改造，為管網的正常運行，創造良好的環境。運行方式的優化設計，管內熱負荷的平衡，實現了節能減排的目標，這不僅發揮了管網的經濟性、實用性，而且在很大程度上保護了生態環境。

（四）加強水泵節能設計。在集中供熱系統中，由水泵提供動力來保證供熱介質的輸送，因此水泵的性能以及節能性對于整個集中供熱系統的運行都有著很大影響。我們以某地供熱期內泵房耗電量情況為基礎分析水泵的節能問題。具體耗電量數據見表1。由表1可知，現有的集中供熱系統熱負荷高、熱流量大，從而導致泵站能耗大。另外造成泵站能耗大的原因是泵站使用年限較長、效率較低。對泵站的改造對策主要包括避免并聯運行多臺泵，并聯運行的功率遠大于單臺泵，而運行的效果也不如單臺泵。所以在能夠滿足供熱系統運行的前提下，盡量選擇使用單臺泵。可以使用變頻調節技術來自動控制泵的出口壓力及流量。通過變頻控制能夠實現供回水壓力的恒定，從而大大提高工作效率、減輕工人的工作強度。

三、結語

總而言之，城市集中供熱系統的設計和應用符合我國關于城市可持續發展、節能減排等的建設目標要求。我國要加強對相關完善措施的研究與推廣，加強對城市供熱系統的監督和改造，提升城市集中供熱系統的效率，在滿足城市居民用熱需求的前提下實現資源的有效利用。

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