關于城市集中供熱管網的優化設計分析

柳玉嬋

（天津市靜海城市基礎設施建設投資集團有限公司—科慧熱力，天津 300000）

這些年來國內集中供暖模式的發展日益壯大，而與之相關的設計以及建設工作也越來越被重視，在上述工作開展進程中，基于城市集中供熱管網的優化設計，一方面可以有效的減少供熱管網運行耗用的經費，另一方面可以極大程度的提高供熱管網的節能環保性。

一、城市集中供熱現狀

由于我國北方地區經濟水平落后，所以一直到上世紀80年代左右，都是采用分散式供熱方式。隨著改革開放的不斷深入，城市建設速度加快，為了促進供熱事業的發展，政府頒布了一系列政策。上世紀90年代起來，受到了國家的重視，先后發布了通知和要求，為供熱事業發展指明了前進方向，對于提升整體水平有著重要意義。進入21世紀以來，人們物質生活水平大大提高，環境保護成為社會熱點，對供熱產生了深刻影響。城市供熱處于不斷發展之中，要對方式進行優化，才能滿足實際需求，為居民提供更好的供熱服務。城市供熱要消耗大量能源，因此要堅持可持續發展理念，倡導節能減排理念，不斷提高資源利用率。未來供熱要采用可再生和清潔能源，減少對自然環境污染，符合實際發展的需求，實現人與自然和諧相處，推動生態文明城市建設。

二、城市供熱管網的布局及現狀

（一）熱網的布局

城市熱網的布局顯然是非常重要的，它涉及多個方面，就布局來說，主要還是根據居民住處，城市的熱負荷街道格局，城市的發展規劃以及種種地形而定。當有多個熱源共同作用時，為了提高供熱系統的效率，往往在各輸熱線之間鋪設供熱管道。而且城市的供熱線居于街道一側，與其它重要的地下管道并列。因此，管道應當位于熱負荷中心，這樣才能使供熱范圍最大，對居民影響最小，同時也便于后期的施工與維護，這才能使熱網得到最大程度上的利用。

（二）當今供熱管網的現狀

當今城市中供熱管網的發展比較理想，供熱管網鋪設的方式主要有隱性鋪設和顯性鋪設。隱性鋪設往往是首選方法，將管道位于地下，不影響城市建設及交通安全，也能延長管道壽命。還有一種就是直接將管道埋于泥土之中，不利用專用管道，這樣的鋪設方式下，管道較容易受外界影響，但是這種造價比較低，施工方便。顯性鋪設顧名思義就是將管道鋪設于地面上，其造價較低，維修方便，多用于郊區、重工業區、地下水位高等地質構造復雜的地區，還有橫跨公路、鐵路、河道等地段，地面平坦時這種管網鋪設方式比較理想。

（三）城市集中供熱管網的優化設計策略

1.供熱管網連接方式和供回水溫度。為了享受更好的供熱服務，要采用間接連接方式，具體形式是一次網通過水-水換熱站與采暖熱用戶進行連接，這樣用戶是相對獨立的，不會有干擾的影響，保證了供熱的質量。當供熱系統出現問題時，檢查和維修起來也比較方便，能夠在最短時間內解決，恢復到正常供熱狀態中。工程造價會受到一次網供回水溫的影響，所以可以適當減小管道的半徑，保持較大的供回水溫差。在通常情況下，一次供回水溫度在80℃~140℃之間，二次供回水溫度在60℃~90℃之間，供熱效果會比較好。通過改變連接方式和調整供回水溫度，讓供熱水平大大提升，為居民提供更好服務。

2.供熱管網的管徑及平面布置。管徑大小選擇非常重要，要控制在合理范圍之內，可以減少工程造價、改善運行效果。要根據供熱介質的流量、性質、流速、預留負荷及輸送距離來確定管徑，保證滿足實際需求。在進行平面布置時，要充分考慮城市的規劃，以此為依托，考慮熱負荷分布、熱源位置、地上地下管道、園林綠化、水文地質等各種因素。管網布置采用枝狀敷設，一定要保持平直，避免出現彎曲的情況，可以減少施工難度。走向根據供熱地區分布來確定，主干線要靠近大用戶，有利于減少運行費用。管網平面布置是一項復雜工作，所以要樹立起全局意識，從城市整體規劃角度去看，才能制定合理的設計方案，保證管網的科學布設，不斷提高運行效率。

3.優化管網的運行。各種管線交叉分布構成了供熱管網，大多數供熱管網能源利用率很低。隨著不 同類型的供熱管網的發展，對供熱管網的運行進行優化設計越來越受到重視。其中，有一個比較突出的問題，那就是管網的冷熱不均。綜合多方面考慮造成此問題的原因就在于供熱管網的水力不平衡。所以，熱網的水力平衡就顯得尤為重要。主要解決方法就是選取合適的動態調節設備解決管網的水力不調當用戶采取此措施時，動態調節設備不僅不會對各個分路的熱量散失產生影響而且會使減輕振動降低工作噪聲。但是，在實際使用過程中，可能會出現穩態失調的問題，所以需要提前預防由于水利失調造成工作穩態失調。總之，需要結合先進技術的合理性以及經濟建設上的可行性，進一步優化管網供熱方案，改善供熱管網系統中存在的水力不平衡現象，從而提高熱網的質量，使城市集中供熱管網系統能夠高效，合理的運行。

4.供熱管網布局的優化設計。在具體的供熱管網布局中，務必要在確保符合城市供熱需求的基礎上開展布局，要最大可能的避免為了降低造價而減少管網進而引發的城市供熱不足問題。同時，在具體的供熱管網布局設計進程中，一方面要有效把握短期效益，另一方面還要有效開展長遠規劃，以此來確保供熱管網布局設計兼具合理性、積極性以及前瞻性，以滿足城市可持續性發展的要求。除此之外，在開展供熱管網布局過程中還應該依托不同類型的管網施工技藝以及不同類型的管網設計思維，力求基于集中式管網區域的創建以有效降低管網供熱半徑，進一步有效降低管網在供熱進程中引發的熱量耗損。在管網設計進程中還應最大可能的將熱量傳送路徑予以優化，以確保不同管路熱量負荷的均衡性，要防止由于過載或空置引發的熱量損耗或者局部管路熱量負荷過重等現象。

結語：

城市供熱管網設計的改善任重而道遠，優化的意義非常重大，只有把城市基礎建設實施完善，人民群眾生活才能得到改善，建立城市供熱管網系統并不斷優化設計，讓我們為了中國更好的明天努力。