城市集中供熱管網的設計施工及優化研究

朱海濤

摘要：文章以城市集中供熱管網的設計施工及優化為研究對象，首先對我國當下城市集中供熱管網發展現狀進行了闡述分析，隨后簡單介紹了城市集中供熱管網優化設計布置原則，最后分析研究了城市集中供熱管網設計優化以供參考。

關鍵詞：城市集中供熱管網；設計施工；優化研究

熱源供應作為城市運行最基本的供應能源，尤其是對于北方城市能否順利過冬有著重要的影響。然而當下我國城市集中供熱管網在設計施工上依然存在一定的問題，從而造成了不必要的能源損耗與浪費，因此需要進一步加強對整個城市集中供熱管網的設計施工及優化研究，通過對集中供熱管網設計進行科學合理的優化，降低能源消耗，提升供熱經濟性，對于促進我國城市實現可持續發展具有重要的意義。

一、我國當下城市集中供熱管網發展現狀

隨著我國城市化進程不斷加快，城市建筑規模也朝著越來越大的趨勢發展，同時與建筑規模同步發展的還有城市集中供熱管網，其作為北方城市一項必不可少的基礎措施，在人們日常生活供暖方面發揮著重大的作用。然而從當下我國城市集中供熱管網發展現狀來看，依然存在一些問題，一是城市集中供熱管網在初步進行設計施工時，很多并沒有進行科學的分析與計算，沒有將未來城市發展考慮進去，致使在進行管道敷設施工時，一般都是分段進行，很多城市供熱管的設計施工較為被動，多是隨著城市建設的發展呈枝狀延伸的形式，雖然這種集中供熱的方式造價相對降低，方便運行管理，但靈活性較差，一旦管網系統某部分發生故障，將會影響很大一部分區域的用戶供電。與此同時，部分新用戶為滿足自身熱負荷需求，隨意對管道、管徑進行增設、加大，致使二次管網熱水從細管道朝粗管道方向流動問題，對于整體集中供熱管網運行穩定造成嚴重的影響。另一方面，當下我國城市集中供熱管網用戶一般都比較分散，一旦出現故障問題，難以集中進行處理，導致停止供熱的時間較長。一些集中供熱管網為使得自身供熱的穩定性得到有效增強，并能夠使得供熱不穩定問題得到有效的控制，在實際進行規劃設計施工時，通常將城市集中供熱管網像設計成網格形狀，類似于市政工程給水管網設計，一定程度上增加了集中供熱管網管理與控制的復雜性?；谏鲜龇治觯枰M一步加強城市集中供熱管網的設計施工，并做好相應設計優化，對于城市未來實現可持續發展具有重要的意義。

二、城市集中供熱管網優化設計布置原則

經濟合理原則。城市集中供熱管網主干線力求短直，并盡量經過熱負荷供熱比較集中的區域，與此同時，還要科學合理布置管線上的閥門、補償器等，因為上述這些裝置在一定程度上決定著操作平臺或檢查室的數量與位置分布，通過科學合理布置，能夠使其數量控制在比較少的范圍內，既達到經濟合理要求，又更加有利于施工的順利進行。

布置可靠原則。在實際進行集中供熱管線布置時，應盡量避開地質較為松軟的土質，嚴禁在地震斷裂帶、滑坡危險帶進行管線布置，盡量避開地下水位較高的區域等，與此同時，管線敷設應盡量采取直埋的方式，這種方式占地面積更小，有利于管線使用壽命延長，資金耗費低，對環境影響較小，為各項管線運行管理能夠提供有力的條件，保證管線布置的平穩可靠性。

周圍環境影響最小原則，城市集中供熱管線設計布置應盡量少穿越交通主要干道，在設計布置時，一般與道路中心線相平行，并在車道以外的地方進行管線的敷設，通常情況下，集中供熱管線會只沿著街道的一側進行敷設，與此同時，供熱管道在布置時應與其他管道做好協調工作，使其相互之間控制在合理的距離范圍內，這樣才不會對城市環境造成不利影響，不會對城市交通造成妨礙作用，將供熱管道布置帶來的影響降至最低，同時也能夠保障管道平穩運行，促使維修管理更加方便。

三、城市集中供熱管網設計優化

（一）管徑設計優化

城市集中供熱管網的管徑對于整體供熱管網系統的負載能力和供熱效率有著直接的影響，因此需要做好對其的優化設計，從而使得供熱管網系統的負載能力和供熱效率得到有效的提升。在實際優化設計中，需要結合實際，確定管徑最大值。與此同時，由于供熱管網直徑具有一定的離散性，因此設計時需要做好多種不同管徑的組合，保證管徑控制在科學合理范圍內。不同管段的管徑之間，設計優化時應依照管段理論流量與比壓降大小來確定，流量大小則由實際熱負荷需求來決定，因此在實際優化設計中，需要準確核算不同管段實際熱負荷，以此為依據，準確預測管網負載能力，并預留一定的富余，為后續的擴容奠定堅實的基礎。此外，管網的優化設計還應具有一定的前瞻性，能夠跟得上城市發展規劃的腳步，以滿足不斷增長供熱負荷需求。在充分考慮經濟性的前提下，做好管網直徑的優化，可以有效避免不必要的重復性投入，提升資源利用率，滿足人們的供熱需求同時，達到良好的經濟成效。

（二）管網運行方式優化

伴隨著科學技術的發展，計算機技術、數字化網絡技術、智能技術的普及，各種高精度智能監測系統應用已經逐漸成為了可能，對于集中供熱管網運行優化也帶來了空前的機遇。供熱管網在實際運行過程中，很難完全避免能源浪費與損耗，但通過對城市集中管網供熱優勢加以充分利用，并在優化設計過程中應用當下的智能技術，從而實現對城市集中供熱管網運行的實時監測與控制，能夠有效的將管網運行帶來的能源浪費與損耗降至最低，通過將熱工科技術和現代智能技術相融合，從而促使整個供熱管網運行效率得到顯著提升，減少了不可控因素對管網運行帶來的不利影響，同時也為供熱管網精細化管理實現提供了可能。當下在管網運行方式優化上，還需要建立完善規范的操作流程和管理體系輔以必要的支撐，同時滿足硬件與軟件設施配套要求，才能促使整個供熱管網運行方式得到有效的優化與發展。

（三）補償器優化設計

補償器是集中供熱管網高溫加熱系統重要的一部分，在補償器數量確定上，主要考慮管道安全補償補償器的最大溫度變形以及管道自身強度、固定墩推力等因素帶來的影響，科學合理的實現補償器數量的確定。在針對補償器的選型及優化設計中，需要結合管道實際設計形式以及管道所在的位置來確定，當下幾種比較常用的管道補償器主要包含以下幾種，如方形補償器、套筒補償器、波紋補償器與旋轉補償器等。在進行補償器優化設計過程中，需要做好補償器的設置布局，以實際補償器的跨度位置來進行計算，根據最終的計算結果，來確定管架支撐間距，以防止發生長距離管道運動致使整體管道運行遭受影響。

四、結語：

綜上所述，城市集中供熱管網建設是我國城市最為重要的基礎設施之一，需要我們認識到當下管網設計存在的不足之處，通過采取有效措施進一步加強對城市集中供熱管網的設計優化，從而有效提升供熱管網運行經濟效益性，提升供熱資源利用率，從而為我國城市平穩運行發展提供有力的保障。

參考文獻：

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