淺談市政熱力管網設計

陳世釗

淄博市臨淄區公用事業服務中心 山東淄博 255400

1 城市熱力管集中供熱優勢

市政供熱管網在各大城市內的發展速度快，與其自身的特點密不可分。相對于分散供熱而言，市政集中供熱管網具有較多的優點：首先，采用市政集中供熱管網能夠通過一個集中的熱源代替分散的鍋爐房，使用一個高煙囪代替數十甚至上百個小煙囪，將面源排放轉變為點源排放，很大程度上減少了對大氣環境的污染。此外，大容量的熱電廠以及高效率的鍋爐能夠很好的節約能源；分散供熱為間斷性供熱，其穩定性不高；而市政集中供熱管網能 夠為住戶提供連續的、穩定的熱能，并根據負荷情況及時調整能量大小。因此，城市集中供熱管網的建設是實現節能、環保的方法之一，也是實現城市現代化建設的重要手段，更是促進經濟發 展和人們生活水平提高的必經途徑[1]。

2 市政熱力管網設計分析

2.1 直徑的優化設計

市政集中供熱管網對管網直徑的合理設計有助于提高供熱管網經濟性。市政集中供熱管網一般具有離散型的特點，優化管網時應重視優化管網直徑的設計，且需要根據實際情況來保證設計的合理性。對此，設計師應將管徑的上限范圍納入設計考慮因素中，且采用不同的組合方式來優化管徑設計，以合理地控制管徑變化情況。且優化管網設計時，需要對熱管管網流量進行控制。

2.2 管線布局設計

首先要做到的使管線布局具有實際的可行性，這是市政供熱系統實施的基礎與前提。所以在進行設計工作之前需要實地勘察施工地點，合理安排管網布局，使管網設計能夠符合城市集中供熱的需求的，同時還要注意管網敷設時不會影響城市美觀，不會影響現有基礎設施，不會影響城市規劃以及電力線路交通線路布局等等。其次需要注意的是在供熱管網設計與經濟效益的關系。在確保管線合理可行的基礎上，合理的集中供熱管網設計可以有效的節約資金投入成本。

2.3 供熱管網干線的設計

城市供熱熱點逐步減少，供熱半徑不斷增加，直接導致供熱管網建設投資不斷增加，占總供熱項目總投資的一半以上，為了減少工程投資，有必要優化供熱管網的主線，并盡量減少主線的長度。常見的做法是在稠密的熱負荷區設計供熱管網的主線，使最低壓降回路作為主干線。與熱水加熱管網相比，用戶系統的電阻損失可視為恒定，因此，熱源到最遠的加熱用戶的回路是供熱網絡的主線[2]。

2.4 旋轉補償器設計措施

在熱力管網設計工作中，旋轉補償器的設計較為重要，相關設計人員必須要制訂完善的設計方案，保證旋轉補償器的靈 活性與合理性，提升補償效率。同時，設計者還要科學地選擇直管段的位置，合理提升旋轉補償器的設計質量，明確旋轉角 度，并對其進行合理的優化處理，滿足現代化旋轉補償器的設計質量要求。在布置旋轉補償器時，相關設計者需要做好導向支架設計工作，明確導向支架位置，避免因距離設計失誤而引發失穩問題，提升其工作質量。

2.5 供熱參數設計

水溫的高低差異和比摩阻是對市政供熱管網設計影響最為重要的參數之一，如果對供熱參數的選擇不恰當，運行過程中很可能耗費較多的電能，此外還會對熱網的平衡發展產生不利影響。結合實際工作經驗，發現市政供熱主要管網的干線比摩阻控制在30-70Pa/m 之間能夠獲得較好的效益，對于供熱支線，將比摩阻設計的稍大有利于后期的調節，但是最大不應該超過300Pa/m。溫差大的情況下循環量較小、溫差小的情況下循環量則大。

2.6 供熱調節設計

合理設計供熱調節形式可以更好的服務用戶，充分滿足客戶需求，保證持續恒溫供熱。對于供熱調節的優化設計可以將供熱不均勻的問題得到妥善的解決，從而保證供熱的持續性與穩定性。供熱調節的合理化設計其實最主要解決的就是怎樣有效平衡集中供熱管網中的水力，但是影響水力平衡的因素有很多主要有阻力的大小，管道的規格、供熱系統用戶數量的多少、管網的布局等等，因此在進行設計時一定要充分考慮以上情況之后進行科學、合理的設計[3]。

3 供熱系統優化設計

3.1 熱源優化

集中供熱系統的熱源優化就是把熱源作為一個獨立的系統來研究，主要就是根據熱負荷的特性和現有設備的功率級別，確定熱源內部設備的組合方式。早期提出的多熱源的靜態優化模型，是一個0-1規劃問題，每個熱源都有若干個可選擇的方案，一個熱源的最優方案只能從其中選擇一個，保證供熱質量的前提下，使整個熱源的年計算費用最小。

3.2 熱網優化

熱網優化研究可分為兩個方面：其一是熱網的優化布置問題，即從工程技術角度出發，通過采用一些工程技術措施來優化系統，其二是熱網的優化設計問題，即從經濟角度出發，在滿足系統用水各種要求的前提下，合理選擇一些設計參數，如管段管徑和泵的揚程等，使系統的年費用達到最低[4]。

4 結語

綜上所述，為了充分發揮市政集中供熱管網有效性，在其設計過程中，需要充分考慮到連接方式和供回水溫度、供熱管網的敷設方式、熱網管徑的確定等要素，并且需要不斷優化設計方案，從而保障市政集中供熱管網建設的有效性。