城市集中供热管网优化设计研究

王文平 路广英

（山西省城乡规划设计研究院，山西 太原 030001）

供热工程是城市基础设施满足居民实际需求、提高生活质量的保证。传统的管网设计存在一系列问题，需要进行优化，才能取得良好的效果。通过优化设计，可以降低成本，节约能源，实现资源的优化配置，为人们提供更好的服务。

1 城市集中供热现状

现阶段，大部分城市采用以热力电力联合生产为主的集中供热形式，部分地区以锅炉房供热为辅，从而保障城市的供热需求。目前，国家对集中供热很重视，加大了供热建设的力度，促进了城市集中供热建设的发展。在这样的背景下，拥有集中供热系统的城市逐渐增多，集中供热面积也在不断扩大，相应的集中供热总量也在不断增加。但部分城市在供热管网建设之初，没有对城市各种信息进行综合考虑，导致其扩展能力难以满足用户需求。多数供热管网单一枝状延伸，虽然节约了成本，但是管网线路出现不合理现象，比如，为满足特殊用户需求，进行了管道加粗，导致了二次网管径大于主管网管径，显然不合理。因此，为了保障城市集中供热的建设的进一步发展，需要对供热管网进行合理布局，并进行优化设计。

2 城市供热管网的优化设计

2.1 供热管管径的优化设计

供热管管径的大小密切关系着热量传输的速度以及热量在传递过程中的损耗，所以对于供热管管径予以优化设计十分关键，此外还务必要对整个管径数量级予以把控。在具体的管径设计以及布局进程中务必要依据集中供热管网的特征以及具体功用来开展，保证管径设计以及布局展现出管径离散凸出的特征，进一步运用区块相结合的方式针对管径予以优化。

2.2 优化管线的布局

首先便是对于管线的设想，不论从哪个方面来说，管线都应该始终位于热量集中的区域，切忌管线过长，导致施工难度增大，同时这也能使城市的集中供热源逐渐增大，增强地区热辐射能力，改善供热环境。关于供热管网的布局，本文中主要从以下两个方面进行探讨。1） 技术是直接因素。首先应该牢牢掌握铺设管线工程技术，主要还是避开交通要道，在公路的中心线附近及车辆行驶较少的地方铺设供热管道，这实际上也是为了不对城市产生影响，对交通环境避免产生不必要的麻烦。另外，管线的位置还需要慎重考虑，避免在泥土容易塌陷的区域，易发生危险的区域，总之就是尽量避免风险区，选择合适的地下或地上区域。还有就是管道应当避免与高大建筑物和其它城市管道直接接触，保证能够安全运行、便于施工以及修复；2） 施工经济上应当科学。首先，各种管道周围的辅助设备一方面要选取质量过关的，另一方面也要尽量减少多余的设备出现，合理布置管道附加设备。

2.3 强化解决凝结水问题

城市集中供热管网系统建设时，蒸汽管网中凝结水问题的存在会产生较为严重的影响，因而应强化对于此类问题的关注与重视，采取有效措施对凝结水问题加以应对与解决，减少凝结水问题对城市集中供热造成的影响。针对凝结水问题，在城市集中供热管网系统建设时，首先应做好保温材料的合理选择，检查保温材料性能及质量，相较于岩棉材质的保温材料，在集中供热管网中，聚氨酯材料更加适合进行管网保温，可以有效减少保温材料沉降问题，对传统岩棉材料存在的不足与缺陷加以弥补。聚氨酯材料的导热系数稳定在0.021 左右，其导热效果更低，且更加稳定，具备更好的保温性能。强化对保温材料的充分利用，以降低凝结水产生的可能性，避免凝结水回收管道尺寸不足或管道内弯头过多的现象。供热管网设计中，疏水阀的疏水排入凝结水总管时，应将止回阀设置于疏水阀与总管之间。在供热管网实际供暖时，应采取有效的暖管措施，而不能立即启动供气阀。同时，在管径设计时，应尽量避免在管径变径处出现管径突然缩小的现象，以避免在蒸汽管道中出现蒸汽凝结水，造成管道水击的问题。

2.4 供热管网的管径及平面布置

管径大小选择非常重要，要控制在合理范围之内，可以减少工程造价、改善运行效果。要根据供热介质的流量、性质、流速、预留负荷及输送距离来确定管径，保证满足实际需求。在进行平面布置时，要充分考虑城市的规划，以此为依托，考虑热负荷分布、热源位置、地上地下管道、园林绿化、水文地质等各种因素。管网布置采用枝状敷设，一定要保持平直，避免出现弯曲的情况，可以减少施工难度。走向根据供热地区分布来确定，主干线要靠近大用户，有利于减少运行费用。管网平面布置是一项复杂工作，所以要树立起全局意识。

2.5 供热管网运行模式的优化设计

随着时代的进步科学技术迅猛发展，各类计算机技术应运而生，在这样的趋势下各类型智能监控体系也出现了，对于管网运行起到了极大的帮助。一般来说，在管网的运行过程中难免会存在热量的损失，然而基于管网集中供热的优点，进一步结合合理的优化设计以及各类型智能监控体系的监管和把控，则可以最大化的降低热量的耗损。与此同时，基于热工科工艺以及现代化控制技术的有机交融，则可以在保证供热管网精准程度的同时有效减少误差，进一步实现供热管网精细化设计及运行的需求。除此之外，在供热管网运行模式的优化设计进程中还务必要创建完备的操作规范和管控机制，力求通过硬件和软件的协同作用进一步促进城市供热管网运行的高效发展。

3 结语

城市供热管网设计的改善任重而道远，优化的意义非常重大，只有把城市基础建设实施完善，人民群众生活才能得到改善，建立城市供热管网系统并不断优化设计，让我们为了中国更好的明天努力。