城市集中供热管网的优化设计探讨

顾丹

摘要：本文针对城市集中供热管网设计优化主要对策进行详细的分析与介绍，明确目前城市供热管网的主要布局现状，提出城市集中供热管网设计优化的主要思路，满足集中管网系统设计需要。利用城市集中供热管网可以取代“大锅炉，小烟囱”能够增强热效率，保证管网规划设计质量与水平，采取恰当措施，得到显著增强。

关键词：城市供热;集中供热;供热管网;优化设计

一、优化城市集中供热管网的重要意义

随着我国城市化进程不断加快，城市内部能源资源的消耗量也在显著增加，在这一趋势下要高度重视对城市集中供热管网的发展，采取多样化设计措施，保证城市管网设计效率提高。城市集中供热管网规划没有严格按照规范要求设计，致使城市供热系统的运行受到严重影响，众所周知，热能量消耗与热输送距离和管径具有密切关联。在对城市管网设计中，忽略管道系统的合理优化，会造成大量能量消耗。不利于供热管网的设计效果。在旧建筑物翻新接入供热管网中，大多数都由施工人员直接计算，没有选择科学高效的管道敷设方案，对管道承载热负荷性能没有妥善解决，这些问题都使得管道运行的整体效率无法达到预期的要求。或者直接采用加粗管方式，出现大管套小管的违规设计方案，不仅影响后期的管道运行效果，还存在巨大安全隐患，对城市可持续发展造成严重影响。

二、供热管网布局现状分析

在城市供热管网布局中涉及许多方面，包括居民住处、城市热负荷、街道格局以及城市未来发展规划等诸多因素。整个管网设计为了提高系统运行的整体质量，需要在管线之间铺设供热管道。城市供热管道需要位于热负荷中心，确保供热范围显著扩大，也可以减少对居民正常影响，方便后期维修施工维护，确保热能量最大程度上发挥应有的作用。目前在大多数城市集中供热管网设计中，供热管网的铺设主要有隐性铺设和显性铺设等多种方式。隐性铺设是最常见的铺设方法，能够直接在地下铺设，不会影响整个城市的地上建设以及交通安全，采用集中管网设计方案可以有效节约施工成本，隐性铺设可以在地下专用的管道内部，避免受到外界的干扰，有效延长使用寿命。还有一种是直接将管道埋在泥土中，不设置专用管道，施工方便，但比较容易受到外界因素的影响。显性铺设就是直接将管道铺设在地面上，铺设方法不需要大规模的前期开挖，方便后期的维护，主要应用在重工业区、地下水位较高、地质条件复杂或者横跨公路、地铁管道等场所。

三、城市集中供热管网设计优化的主要方法

（一）管网布局

在城市集中管网优化设计中，需要加强前期调查与勘探，对整个城市内部的管网系统结构设计可行性进行深入分析，勘察人员需要根据现场的实际情况进行判断，选择正确勘察方法，对周边电力线路，交通线路以及管网施工的影响进行研究。在城市集中供热管网优化布局时，要提高科学合理的成本分析效果，采取恰当的管网布局设计方案，对整个管网线路进行妥善处理，保证城市管网蒸汽系统设计的整体质量，有效减少管路附件数量。在实际管道设计中应该改进套筒补偿器或者波纹补偿器，避免后期管路发生故障而产生大量的维修费用。

（二）合理选择供热管道直径

城市集中供热管网在实际设计优化中，需要对供热系统的负载能力和供热效率准确判断，采取集中供热设计方案，需要对直径的变化范围进行准确优化，结合实际条件选择恰当的管网直径组合方式。从目前来看，管网直径与系统内的供热流量具有密切关联，要严格按照热负荷值进行科学选取，在管网直径优化中要对整个系统的负载能力进行优化与探究并预留足够的富余量，确保系统工作管理效果更加安全高效。在管网优化设计中，还应该对城市内部的空间规划做出准确预估，为后续城市供热管网提前布置做出重要保障。管网设计需要满足城市供热发展，应当不断优化，避免出现重复投入等各种不必要的经济问题。在管网直径优化设计中要做到科学计算，尽可能对管网供热需求增长进行有效判断，既要符合集中供热管网的热负载，又要增强集中供热管网的整体供热效率，确保经济效益实现最大化。对于管道直径优化，必须根据项目的特定要求确定管道直径的最大值。也就是说，管道直径的计算必须在比较科学的范围内完成。在设计管网的过程中，系统将根据相应的流动和比摩擦最终计算每个管段所用的直径。由于流动取决于实际的热负荷，因此在直径之前必须合理计算每个热管道部分所承担的负荷。同时，科学地预测未来的容量增长也是必要的。如果管径持续变小，则输送阻力变大，相应的功耗变大。管径变大时，输送阻力变小。相应的功耗降低。因此，在热管网络布局已确定的情况下，应努力计算和确定最佳（或最经济）管道直径。不仅要考虑设备投资，还需要考虑耗电量。而且，有必要考虑其成本。将两者之和设为最小状态。总体而言，优化管道直径的过程一方面需要满足相应的技术条件，另一方面需要符合最佳经济性原则。尤其是对于大型供热外网的工程，因为其有着非常庞大的规模，并且其最初投资的数额相对来说也较大，方向性以及前瞻性则可以有效的免于发生后期管网在建设成功之后，他的输出能力较城市建设较为落后的情形，促进城市发展的更为繁荣昌盛。

（三）优化管网管线

在城市化进程快速发展的背景下，城市集中供热管网所面临的建设环境变得十分复杂。集中供热是目前北方城市最主要的供热取暖方式。如果管网设计出现各种质量问题，不利于管网管线的正常使用，还会造成后期的返工问题，造成巨大经济浪费。在城市集中供热管线优化设计中，要确保整个供热系统的经济性、合理性、技术性提升。对集中供热管网优化，确保设计符合标准。还应该将主干线路布置在热负荷集中区域做到短平直，确保整个前期投入有效减少。实际管道布局中不得铺设在软气上，尽量减少管道上的阀门数量，要集中在热负荷地区。可以减少对煤炭资源消耗、显著改善城市内部生态环境。城市集中供热管网设计中，要加强管网优化设计，选择和安装相应数量和功率动态调节设备，以实现对各个环路水力的有效控制，避免失衡现象发生。

（四）优化集中供热管网运行方式

在目前我国大部分的集中供热管网设计依然存在着资源浪费等问题，这样的原因在于集中供热管网的运行方式比较落后，随着新型城市集中供热管网不断被研制，被大规模应用新城市集中供热管网，运行效率可以得到显著升高，存在许多方面问题，急需优化。在新型城市管网设计中应该对管网调节功能进行优化与改进，满足节能环保设计需要，为我国城市化的发展建设提供重要保障，满足供热企业经济运行效益发展。保证城市集中供热管网真正的实现规模化和集中化供热，全面发挥整个集中供热管网体系的优势，达到长期稳定的发展。

结束语：

城市集中供热管网是我国目前最主要的供热方式，以其简单、快捷、高效、环保、节能等诸多优点被广大人民群众所接受。城市集中供热管网系统设计中，还存在许多方面的问题和不足。积极注重对城市集中供热管网的设计优化，提高热量的整体利用效率，减少能源资源浪费等情况，为我国城市集中供热系统发展作出重要保障。

参考文献：

[1]韩长青，王芳. 关于城市集中供熱管网的优化设计分析[J]. 绿色环保建材，2019，148（06）：75-76.

[2]王文平，路广英. 城市集中供热管网优化设计研究[J]. 建材发展导向，2020（3）：26-26.

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