城市集中供热管网的优化设计研究

刘 博 锋

(太原市热力公司，山西 太原 030012)

1 城市集中供热管网的技术优势

1.1 供热质量高，节约能源

采用城市集中供热管网进行供热，可以实现集中质量控制，供热质量高。集中供热管网系统可对管网内的供热温度进行设定，当超过此温度时停止加热，不受外界温度的影响，可以有效保证供热温度。另外，城市集中供热管网系统可以根据室外温度的变化情况，对供热介质的温度、流速等要素进行合理调节，保证能够达到合理的供热参数，既满足供热用户的要求，也节约了能源。同时，在城市集中供热管网系统中安装计量表，可以对系统数据进行及时收集和整理，可以大大提高对系统的监控能力。

采用集中供热代替传统的小锅炉单独供暖，可以有效节约，减少资源浪费。以往采用小锅炉供暖，热量损失大，供热效果差，造成了很多浪费。采用城市集中供热管网系统进行供热，可有效减少热量损失，提高供热效率，也减少了对周边环境的污染。另外，采用小锅炉供暖也不能保证热量的充足供应，经常出现后半夜温度低的情况，采用城市集中供热管网系统彻底解决了这一问题，从这方面也提高了城市居民的生活质量。

1.2 有效减少了污染物的排放

以往，采用小锅炉供暖需要耗费大量的燃煤，产生大量的有害气体和煤渣，对周边环境污染大。采用城市集中供热管网系统，可提高热利用率，减少燃煤的用量，从而也减少了污染物的排放。同时，采用城市集中供热管网系统可对烟囱进行除尘设计，对排放的废气进行处理，减少污染物的排放。近年来，我国将煤渣普遍用于公路、铁路和建筑施工中，变废为宝，减少了对环境的污染。

1.3 自动化程度高

城市集中供热管网系统便于事先自动化控制，可根据室外温度设定供热系统温度，实现动态调节，自动化程度高。同时，较高的自动化程度，可以大大降低工人的劳动强度。另外，城市集中供热管网系统具有较好的可靠性，设备运行故障率低，可有效保证城市集中供热管网的运行质量。

1.4 对周边居民干扰小

采用城市集中供热管网系统，可根据管网内的温度进行加热，如温度达到设定温度，即可停止加热，其工作是间歇性的。采用间歇性加热，可以减少供暖设备的工作噪声，减少对周边居民的干扰。另外，很多城市集中供热管网系统的供热点远离居民区，可以最大限度的降低对城市居民生活的影响。

2 城市集中供热管网的优化设计方法

2.1 优化管网布局设计

城市集中供热管网系统优化管网布局应首先进行前期调查，确定管网布局优化设计的可行性。前期调查主要是对施工区域周边进行现场勘查，确定周边的电力网络路径和交通路线等对管网施工的影响，并充分结合城市的规划，服务城市的发展需要。同时，城市集中供热管网系统优化管网布局应进行科学合理的成本分析，提高管网布局设计的经济性。在进行城市集中供热管网系统管网布局优化设计时，应加强对城市管网的蒸汽系统设计，减少管路附件的数量，降低蒸汽对管路的气击和水击程度。另外，在设计中取消套筒补偿器和波纹补偿器的设置，可减少管路的故障和维修费用，提高供暖管网工作的可靠性。

2.2 合理选取供热管网直径

在进行城市集中供热管网系统优化设计时，供热管网直接关系到供热系统的负载能力和供热效率。在对城市集中供热管网系统进行设计时，供热管网的直径的变化范围应该在一定的范围内，不宜过大，并结合实际情况恰当选择管网直径的组合方式。管网直径与系统内的供暖流量直接相关，应根据系统的热负荷值进行选取。在对管网直径进行优化设计时，应充分考虑系统的负载能力，并根据需要留出一定的富余量，以保证系统工作安全。另外，管网直径的优化设计应充分考虑城市规划的需要，以满足后期城市发展对供热系统提出的要求。管网设计应以满足城市供暖需要不断增长的要求进行优化设计，以防止出现重复性的投入，造成不必要的经济损失。因此，在管网直径优化设计过程中，应进行全面科学的计算，并预测城市发展对管网供热需求的增长，确定城市集中供热管网系统的热负载值。在满足不断增长的城市供暖需求的前提下，提高城市集中供热管网系统的供热能力，确保实现经济效益的最大化。

2.3 优化供热管网管线

近年来，伴随着城市化进程的不断推进，对城市集中供热管网系统也提出来很多新的更高的要求。随着对环境保护重视程度不断提升，集中供热已成为我国城市供暖的主要形式。对城市集中供热管网管线的投入也逐年增加，同时也出现了很多质量问题，导致后期对供热管网管线工程的返工，造成了很大的浪费。因此，对城市集中供热管网管线进行优化设计，充分保证集中供热系统经济性、合理性、技术可靠性。

在进行城市集中供热管网管线优化设计时，应将主干线路布置在热负荷集中区，力求短直，减少前期投入和阻力损失。尽量减少城市集中供热管网管线上的阀门、管道附件以及补偿器等器件的数量，减少不必要的消耗。同时，管线的布置应避开主要交通线路，尽量沿道路的一侧布置，减少对周边交通和道路的影响。

2.4 优化供热管网的管道设计

城市集中供热管网的管道的优化设计主要是减少管道的长度，降低管道上的热量损失和阻力。减少管道上阀门的数量，可以减少管道上的阻力，也可以减少后期的故障维修费用。管道应布置在稳固的基础上，以保证管道稳定，不会受到地基沉降的影响。

采用城市集中供热管网系统供热，热源点的数量会有所降低，供热管网的管道长度也在不断增加。为了保证供热管网的正常运行，减少管道内的损失，应尽可能降低管网的长度。首先，管道应沿道路布设，且应保持与道路平行，以尽量取直，并减少对周边环境与交通的影响。其次，管道应布设在稳固的地基上，不得铺设在软基上。最后，尽量减少管道上阀门的数量，主要集中布置在热负荷集中地区。

2.5 优化集中供热管网运行方式

我国城市集中供热管网系统现在普遍存在资源浪费、经济效益差等问题，其主要原因是由于集中供热管网运行方式落后造成的。新型城市集中供热管网系统近年来已经被研制出来，且已经得到了一定的应用。虽然新的城市集中供热管网系统的运行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些问题，需要不断优化。其主要问题表现在新型城市集中供热管网系统对管网的调节功能要求比较高，原有管网仍然需要不断优化改进，方可满足这项要求。随着国家对环境保护力度的不断加大，对城市集中供热管网系统运行方式的优化已成为必然趋势，且可以大幅提高企业的经济效益。

3 结语

城市集中供热管网系统是我国现阶段最常见的城市供暖方式，已普遍为广大城市居民所接受。然而，在实际应用中，仍存在很多问题，需要不断对系统进行优化。城市集中供热管网系统可以有效节约能源，减少浪费，提高热量的利用率。在城市化进程的不断推进的前提下，对城市供暖提出了更高的要求，应不断对城市集中供暖系统进行优化，以满足日益增长的供热需要，促进我国经济的发展。

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