城市集中供熱管網優化設計研究

王文平 路廣英

（山西省城鄉規劃設計研究院，山西 太原 030001）

供熱工程是城市基礎設施滿足居民實際需求、提高生活質量的保證。傳統的管網設計存在一系列問題，需要進行優化，才能取得良好的效果。通過優化設計，可以降低成本，節約能源，實現資源的優化配置，為人們提供更好的服務。

1 城市集中供熱現狀

現階段，大部分城市采用以熱力電力聯合生產為主的集中供熱形式，部分地區以鍋爐房供熱為輔，從而保障城市的供熱需求。目前，國家對集中供熱很重視，加大了供熱建設的力度，促進了城市集中供熱建設的發展。在這樣的背景下，擁有集中供熱系統的城市逐漸增多，集中供熱面積也在不斷擴大，相應的集中供熱總量也在不斷增加。但部分城市在供熱管網建設之初，沒有對城市各種信息進行綜合考慮，導致其擴展能力難以滿足用戶需求。多數供熱管網單一枝狀延伸，雖然節約了成本，但是管網線路出現不合理現象，比如，為滿足特殊用戶需求，進行了管道加粗，導致了二次網管徑大于主管網管徑，顯然不合理。因此，為了保障城市集中供熱的建設的進一步發展，需要對供熱管網進行合理布局，并進行優化設計。

2 城市供熱管網的優化設計

2.1 供熱管管徑的優化設計

供熱管管徑的大小密切關系著熱量傳輸的速度以及熱量在傳遞過程中的損耗，所以對于供熱管管徑予以優化設計十分關鍵，此外還務必要對整個管徑數量級予以把控。在具體的管徑設計以及布局進程中務必要依據集中供熱管網的特征以及具體功用來開展，保證管徑設計以及布局展現出管徑離散凸出的特征，進一步運用區塊相結合的方式針對管徑予以優化。

2.2 優化管線的布局

首先便是對于管線的設想，不論從哪個方面來說，管線都應該始終位于熱量集中的區域，切忌管線過長，導致施工難度增大，同時這也能使城市的集中供熱源逐漸增大，增強地區熱輻射能力，改善供熱環境。關于供熱管網的布局，本文中主要從以下兩個方面進行探討。1） 技術是直接因素。首先應該牢牢掌握鋪設管線工程技術，主要還是避開交通要道，在公路的中心線附近及車輛行駛較少的地方鋪設供熱管道，這實際上也是為了不對城市產生影響，對交通環境避免產生不必要的麻煩。另外，管線的位置還需要慎重考慮，避免在泥土容易塌陷的區域，易發生危險的區域，總之就是盡量避免風險區，選擇合適的地下或地上區域。還有就是管道應當避免與高大建筑物和其它城市管道直接接觸，保證能夠安全運行、便于施工以及修復；2） 施工經濟上應當科學。首先，各種管道周圍的輔助設備一方面要選取質量過關的，另一方面也要盡量減少多余的設備出現，合理布置管道附加設備。

2.3 強化解決凝結水問題

城市集中供熱管網系統建設時，蒸汽管網中凝結水問題的存在會產生較為嚴重的影響，因而應強化對于此類問題的關注與重視，采取有效措施對凝結水問題加以應對與解決，減少凝結水問題對城市集中供熱造成的影響。針對凝結水問題，在城市集中供熱管網系統建設時，首先應做好保溫材料的合理選擇，檢查保溫材料性能及質量，相較于巖棉材質的保溫材料，在集中供熱管網中，聚氨酯材料更加適合進行管網保溫，可以有效減少保溫材料沉降問題，對傳統巖棉材料存在的不足與缺陷加以彌補。聚氨酯材料的導熱系數穩定在0.021 左右，其導熱效果更低，且更加穩定，具備更好的保溫性能。強化對保溫材料的充分利用，以降低凝結水產生的可能性，避免凝結水回收管道尺寸不足或管道內彎頭過多的現象。供熱管網設計中，疏水閥的疏水排入凝結水總管時，應將止回閥設置于疏水閥與總管之間。在供熱管網實際供暖時，應采取有效的暖管措施，而不能立即啟動供氣閥。同時，在管徑設計時，應盡量避免在管徑變徑處出現管徑突然縮小的現象，以避免在蒸汽管道中出現蒸汽凝結水，造成管道水擊的問題。

2.4 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。

2.5 供熱管網運行模式的優化設計

隨著時代的進步科學技術迅猛發展，各類計算機技術應運而生，在這樣的趨勢下各類型智能監控體系也出現了，對于管網運行起到了極大的幫助。一般來說，在管網的運行過程中難免會存在熱量的損失，然而基于管網集中供熱的優點，進一步結合合理的優化設計以及各類型智能監控體系的監管和把控，則可以最大化的降低熱量的耗損。與此同時，基于熱工科工藝以及現代化控制技術的有機交融，則可以在保證供熱管網精準程度的同時有效減少誤差，進一步實現供熱管網精細化設計及運行的需求。除此之外，在供熱管網運行模式的優化設計進程中還務必要創建完備的操作規范和管控機制，力求通過硬件和軟件的協同作用進一步促進城市供熱管網運行的高效發展。

3 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。