城市集中供暖主管网系统优化研究

马文鑫

摘 要：随着我国城市的不断发展，在城市的发展中，人们已经越来越重视生活的舒适性，对居住的环境有着加高的要求，除了生活的舒适性，人们也追求生活的健康性，室内的热水供应、采暖和空调一定要完善。现在城市的供热事业在不断的发展，城市集中供暖是现代城市供暖的主要方式，这种方式在使用的过程中，主要是以热电联产作为集中供热的主要方式，这样对城市集中供暖主干系统的优化研究有着重要的意义。

关键词：城市集中供暖；主干系统；优化研究

供热系统是比较复杂的，涉及到的内容比较多，我国现在实行的是集中供热的系统，这一系统在使用的过程中还面临着很多的问题，因此现在实行的供热系统处理一次网布局之外，还进行了换站容量的优化。供暖系统主要是由热源、热力交换站、一次主干网和二次配热网构成的，在城市集中供暖主干系统优化的过程中扮演着重要的角色，为城市供暖做出了贡献。

1 供暖系统的优化设计

1.1 热源优化

集中供暖系统在热源优化的过程中，需要从两个方面进行，一方面是将热源当做供热系统的一个重要的组成部分，如果从宏观的家督来看，就需要从热源的容量、位置和类型上进行定性分析，以便于得到系统优化的热源参数，使这些参数满足供暖系统的要求。另一方面就是将热源当做一个独立的系统，从独行性来看，应该按照热负荷的设备和基本特性确定功率的具体级别，功率的级别确定之后，就可以将热源内部设备的组合方式确定好，不断的提高优化热源系统。

1.2 一次网的优化

在进行一次网优化的时候，也可以分两个方面进行分析：一个方面是热网的优化布置，这一方面的研究需要从工程技术的角度出发，使用一些技术措施进行系统的优化升级。另一个方面就是进行热网的优化设计，在设计的过程中，一定要结合经济性，在满足供暖系统用水的情况下，对于一次网的参数一定要合理的设计，例如泵的扬程、管段的管径等，这些因素都影响着参数的设计工作，这样才能能够使城市集中供暖系统的费用达到最低。

1.3 换热站容量的优化

要想将换热站容量优化好，就要明确供热系统的评价方法，按照资金的时间来计算，可以分为两种：一种是动态法，另一种就是静态法，但是静态法没有考虑到资金的使用情况，对资金的利用还存在着一些问题，而且没有考虑到时间的价值，这一最大的缺陷使静态法无法在城市集中供热系统中被使用。一般被使用的都是动态法，动态法可以分为计算期内总费用法和现值法，前一种方法是将计算期内的总费用与初期投资的费用进行折算，具体的折算到某一个基准年，主要的特点就是可以反应出集中供暖系统的经济性评价，将运行费用和初期的投资全部都考虑到经济的评价中，将时间价值很好的应用，这样在计算的时候，是比较客观、科学的，在函数计算上也比较有利。

2 城市集中供热子系统分析

2.1 热源分析

现在的供热系统热源使用的主要是材料，这些材料包括：燃气、燃煤和燃油、空气、水、土地和电能，这些因素都影响着热源的选择，在进行热源选择的时候，一定要结合我国能源的消费情况进行具体的分析。我国长期以来使用的热源都是煤，煤在我国供暖系统中占有很大的比重，在使用的过程中，一定要根据我国的国情出发，从能源技术、经济效益、环境效益和社会效益这几个角度出发，进行综合性的评价，在此基础上，将集中供热的热源选择好。通过调查可以知道，我国能源的格局还是以煤为主，这一格局在全国的范围内，使用的供暖模式是区域锅炉房和热电联产相结合的方式，这样的方式在整个供暖系统中扮演着重要的角色，也是供暖系统中的首选方式。

2.2 热力站定容分析

换热站在集中供暖系统中是极为重要的，现在我国有很多的热力站设计容量都是利用以往的经验来确定的，这样的方式缺乏科学的支撑，而且热力站容量和地价、建筑密度、地形有着紧密的关系，极容易出现大量浪费的现象，在定容的时候也会出现撑死你偏大或者是偏小的现象，因此在进行热力站定容的时候，一定要综合考虑各个方面的因素，这样才能够保证各个环节的顺利进行。

2.3 一次网布局分析

一次网在供暖系统中扮演着重要的角色，如果没有将供暖系统中的一次网布局好，就会出现资金浪费的现象。一次网的投资在整个供热系统中都是非常重要的，大约占了15%，从整体上来看，需要考虑熱损失费用、管材费用、保温层的造价、泵送能耗的费用，这些方面都影响着一次网的布局，需要进行整体上的优化。一次网的主要任务就是进行热介质的输送，也就是高温的热水或者是热蒸汽，一次网使用点来表示一个具体的对象，使用点和点之间的连线进行特定关系的表示，在这样的情况下，就可以形成闭合的路径，这些闭合的路径比较复杂。一次网需要与热力站进行连接，确定水流的方向，这样在使用的过程中，可以明确布局的方向，将热源与热力站进行整体的联通。

3 城市集中供暖系统优化

3.1 一次网优化原则

城市集中供暖系统中的一次网是施工比较复杂、投资最多的一部分，在进行供热系统分析的过程中，一定要结合供热的外网，通过网路的形式保证供热系统的机动性和可靠性，在经济效益上也有着很大的影响。供热管网在布置的过程中，必须要根据相关的原则来布置，这一原则就是经济性、技术性和环境影响小的原则进行一次网的布置，一次网在施工的过程中会涉很多的内容，有着复杂性，因此在进行供暖系统一次网设计的时候，一定要根据相关的原则进行。

3.2 换热站定容优化

换热站定容的因素有多，一定要经济合理的确定换热站的规模，换热站规模不能过大或者过小，过大会造成换热站运行人员管理上的不便，过小会增大热网管理部门对换热站一次管理的繁杂程度。换热站规模选择的影响因素很多，比如建筑的平面布置、建筑类型、建筑密度，热网一次网、二次网类型、布置和敷设方式，换热站内管道、设备的选择和布置、热源，位置以及干线比摩阻和有关经济指标材料、设备价格、安装费用、热价、电价等。而在具体工程中，上述因素中的许多项都是已知的或者可以事先确定的，问题就被简化成换热站规模的选择仅与该换热站供热小区占地面积建筑类型、建筑密度己知和干线平均比摩阻有关。

结束语

本文以城市集中供热主干管网系统为研究对象，针对热网设计时面临的管网布局、换热站定容这两个问题进行了深入探讨，针对热网设计时面临的管网布局、换热站定容这两个问题进行了优化分析，为城市供暖系统的优化做出贡献。

参考文献

[1]雷昊.论城市供热管网优化设计[J].文摘版：工程技术， 2015（29）：279-279.

[2]陈兴旺.浅谈我国集中供热管网中存在的问题及优化设计[J].城市建设理论研究：电子版， 2015（20）.