城市供热管网设计的优化

孙立坤

（山东蓬建建工集团有限公司 山东烟台 265600）

摘要：优化城市供热管网的工作比较复杂，实施难度也较大，且对各个投资主体之间的利益分配、分户计量技术等方面均会产生一定的影响。本文先对城市供热管网的优化设计策略进行探讨，其详情如下。

关键词：城市供热；管网设计；优化

在城市化发展程度和速度逐步加快的今天，城市集中供热管网建設成为确保城市化目标实现的基础性平台和网络。在城市集中供热管网建设中要立足现有网络，同时要对城市化发展的趋势和趋向有科学的预判，实施建设和优化相结合的策略，践行科学发展和系统发展的观念。

1城市集中供热管网的优势和特点

1.1城市集中供热管网环保效果好

城市采用集中供热管网系统可以节约能源，而且供暖设备噪音较低，同时与城市居民区距离较远，不会对周围环境带来干扰，有高效率的特点，能够有效满足城市环保发展的要求。集中供热管网系统具有较好的集中性，烟囱在设计上采用不同的高度，有效降低了环境污染。利用集中供热管网系统，锅炉容量较大，发电效率较高，有效实现了能源的节约。

1.2城市集中供热管网自动化的运行集中

供热管网系统实现了自动化控制，可以根据室外温度自动进行动态调整，确保供暖的质量，而且有效降低了工人的劳动强度。同时，利用中央加热设备，其质量普遍较高，所以在运行上具有较好的可靠性，系统故障率较低。

2城市供热管网的优化设计要素

2.1输水温度和管道半径

当城市供热管道的输水温度较低时，管道散失的热量就会减低，不同管道半径之间的差距就会减小；当城市供热管道的输水温度较高时，管道散失的热量就会增大，不同管道半径之间的差距也会加大。所以，当输水温度比较低时，则管道半径是导致管道散热损失的重要影响因素；而当输水温度较高时，则管道输水温度是导致管道散热损失的重要因素。所以，当保温管道的输水温度保持一定的水平，而管道的半径增加时，则管道散失的热量也会增加。这是因为管道的半径增大，管道的水流就会增加与管壁的接触面积，因此，导致了热量的大量散失。

2.2热导率的影响

热导率也对城市供热管有着重要的影响。其中可以表现在两个方面：第一，管道热导率。当管道的半径保持不变时，保温材质的热导率越大，则管道就会散失越多的热量，随着保温材质热导率的增加，传热的电阻就会减小，则在保温层停留的热量就会越多，从而就会传递给周围的土壤更多的热量。但随着保温材质热导率的减小，不同管半径管道的热导率就会逐渐降低；第二，土壤热导率。当管道的半径保持不变时，土壤热导率越大，则管道就会散失越多的热量。随着土壤热导率的增加，传热热阻就会减小，更多的热量就会传送到土壤中；随着土壤热导率的减少，不同管道半径散失热量的差距就会减小。

2.3保温层厚度

随着保温层厚度的增加，管道散失的热量会逐渐减少。这是由于保温层厚度的增加，增大了传热的热阻，很少的热量会通过保温层，传输到土壤的热量就会减少；随着保温层厚度的减小，管道散失的热量的差距就会拉大。

3城市供热管网的优化设计策略

3.1优化连接方式

城市供热管网管线布置方面，管线布局形式的实用性是重要该布置工作中最重要的步伐，因此，设计人员在设计管网时，需严格勘察施工现场以及其周边环境，根据该地区的具体地理环境、建筑物等实际情况来合理设计管线，以保证管网形式满足城市供热要求，不仅如此，应确保所设计的管网分布对施工区域内其他基础设施无不良影响，如交通路线、电力网线等，以避免给人们的生活带来不便。城市供热管网工程是一项大型、复杂的工程，采用间接连接方式可促使该项工程的造价减少，可有效防止水利失调情况的发生，使得用户之间用热的相互干扰情况有效减少，从而使得供热质量有效提高，而这种方式有利于城市供热管网的管理和控制，使得管网运行效率提高。

3.2优化供热管网管道直径设计

城市供热管网时，对管网直径的优化有助于提高供热管网经济性。城市供热管网一般具有离散型的特点，优化管网时应重视优化管网直径的设计，且需要根据实际情况来保证设计的合理性。对此，设计师应将管径的上限范围纳入设计考虑因素中，且采用不同的组合方式来优化管径设计，以合理地控制管径变化情况。且优化管网设计时，需要对热管管网流量进行控制。

3.3优化供热管网管线

针对城市集中供热管网存在的管线复杂和迂回供热而导致的经济性不高和可靠性不强的实际问题，要在设计和建设城市集中供热管网的过程中系统性和针对性地优化管线。要将成熟技术和科学设计思想融入到城市集中供热管网的管线建设过程中，建立管线集中区域，降低管线供热半径，控制城市集中供热管网管线的建设成本，降低城市集中供热管网的阻力，实现城市集中供热管网的热负荷平衡。在实际优化管线的细节工作中应该力争控制阀门数量，科学布置管线附件，减少城市集中供热管网的浪费和能耗。为了确保管线的稳定性、安全性、经济性，应该优化管线的位置，预防土质不良、地质灾害对城市集中供热管网的破坏。同时，在管线优化的过程中要考虑到生活、生产、交通的人为因素对城市集中供热管网的影响，提高管线的美观和安全，优化管线与道路、管线与建筑的关系，提升管线的合理性，降低城市集中供热管网施工、维修和养护的难度。

3.4优化供热管网运行

目前，我国城市供热管网在实际应用过程中，通常存在资源大量浪费的情况，这显著影响了管网的经济性。而目前，随着社会科学技术的不断进步，许多新型供热系统得以研发出来，而调控管网的效率也需要大幅度提升。在许多城市供热管网实际应用中，水力推敲导致冷热产均是常见的情况，而该情况会严重影响供热管网的实际运行效率。而优化供热管网运行，则要保证管网的调节能力满足相应的需要，以维持用户热负荷在正常范围内。通过优化供热管网运行方式的设计，有助于提高设计方案的合理性、经济效益以及其生态效益，可避免大量资源浪费，避免生态环境遭到严重破坏。

3.5优化供热调节

在城市供热管网实际应用过程中，为了保证用户正常用热，提高供热管网使用效率，应根据实际情况来优化设计供热调节系统。优化城市供热管网的调节系统，可有效解决用户供热供冷不均的问题，能促使用户可获得稳定、可持续的用热。部分学者在相关实际研究中提出，怎样有效地平衡城市供热管网的水力是优化供热调节系统的重要问题，但是水力平衡的影响因素较多，包括管道规格、管道分布、阻力值、用户数量和分布等，因此，设计师开展优化设计时，应注意结合多方面的因素进行综合考虑，以保证设计的合理性。

总之，城市供热官网的设计影响着居民的供热质量，优秀的供热设计可以保证城市供暖的稳定性和安全性。目前，我国供热管网的规模逐渐扩大，造价成本高，影响的区域比较广泛，但是使用的周期和寿命比较短，所以，就导致了巨大的浪费，影响了城市的规划和建设。因此，要合理分配热网用户，在供热官网的设计中优化方案，完善城市供热系统。在城市供热管网的设计中，要考虑到连接方式和供回水温度、供热管网的敷设方式、热网管径的确定、热网主干线的布置、供热管道的热补偿、蒸汽系统的使用等要素，不断优化设计方案。

参考文献：

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[2]栾景学.新时期下城市供热管网的优化设计方法[J].科技风.2011（02）

[3]侯雅今.城市供热管网集中检测系统的研究[D].河北科技大学2015