优化城市供热管网设计提升供暖效果

成 浩

（长治市城镇热力有限公司，山西 长治 046000）

最近几年我国的科学技术有了很大进步，城市建设步伐也在不断加速，城市供暖网覆盖范围也在不断拓展，人们的生活质量也因此有了很大改变。之所以要对城市供热管网进行优化就是为了实现节约能源、降低建设成本的目的，此外还可以让供热管网维护保养变得更加方便，后期维修困难也能大大降低，维修速度也会更快，这样就可以有效避免供暖延误的出现，人们供暖也不会受到太大影响。本文主要从管网布局、直径、运行模式等方面对供热管网优化进行了研究，为的就是能够让城市供热管网利用最小的能源发挥最大的作用。

1 城市建设供热管网的概述

在社会技术发展的带动下人们的生活质量有了很大提升，城市规模也变得越来越大，为了确保人们都可以享受到很好的供暖服务，就要对供热管网设计不断的进行改进，以便让其发挥出更大的作用。

城市供暖一般都是集中式供暖，也就是由供热公司通过供热管网给每个范围内的住户提供热量，使得住户室内温度可以保持在一个比较舒适的值。城市供热管网是城市供暖的重要组成，其设计的是否合理将会直接关系到人们的生活舒适度和生活质量。以前的供暖工程建设规模一般都不会太小，涉及到的地区也比较多，所以工程成本也比较高，如若城市供暖缺乏聚集性，那么势必会造成能源浪费，还会对环境造成损害，而且因为供热不够集中，供暖效率也不太好。再加上城市一直在进行建设，建筑工程不断增加，供热面积也变得越来越大，供热距离也变得越来越长，这都是当前城市供热管网设计急需解决的问题，也是本文的研究重点。

2 城市供热管网设计中存在的问题

2.1 城市供热管网布局缺乏合理性

供热系统是城市建设中的重要内容，但是很多居民都觉得城市供热效果还有很大的提升空间，所以就要对当前供热管网设计中不合理的地方进行挖掘和分析，对城市供热管网设计进行进一步改进。城市供热系统设计中管网布局非常重要，如果管网布局缺乏合理性，会导致很多问题的出现，如，管路过长、管网直径太大、管线布局缺乏有序性等，这些问题的出现不仅会对整个供热系统设计带来不利影响，还会导致供热效果下降，供热管网建设成本和能源消耗都会因此有所增加，表现在各个用户家中就是离得远的用户室内温度达不到标准，离得近的用户室内温度超出标准很多，这无疑是非常不利于城市发展的。所以一定要科学合理的进行城市供热管网布局设计。

2.2 供热管网保温层存在问题

保温层是供热管网的重要组成，其保温效果会对供热效果造成极大的影响。目前我国大多城市供热管网都会采用比较软质的岩棉作为保温层材料，但是这种材料容易出现沉降和上薄下厚等情况。其中上薄下厚的发生会导致保温效果降低，保温材料沉降会致使保温层和管道之间出现间隙，进行供热时，间隙中的空气就会和管壁发生对流，从而导致管道内的热量流失加速。总之，岩棉作为供热管道保温层存在很多缺陷，供热企业需要积极寻找更适合的供热管道保温层，以便可以有效降低管道热量损失，提升管道保温效果和供暖效果。

2.3 太过重视静态运行

现在很多城市的供热管网运行都比较重视静态，调节模式也多是采用的固定形式，并没有考虑到因为管网热惰性而导致的热能损失问题，这也是当前城市供热管网设计中存在的一个重要问题。

3 城市供热管网的优化设计分析

3.1 对管网直径进行科学设计

管网直径在管网设计中占据重要位置，因为管网直径具有一定的特殊性，所以进行城市供热管网设计时需要科学合理的设置管网直径，而且尽量不要设计一种直径，尽量要设计多种直径，而且进行管网直径设计时需要考虑到经过管网的流量大小和管道热力承载值，一般情况下，设计的管网直径应稍微超过热力承载值，这种设计不仅符合经济性原则，还可以更好的满足供热需要，同时可以有效防止管网受到损坏。

3.2 合理设计供热管网布局

供热管网是城市供热系统的重要组成，但也是最容易造成热量耗损的位置，所以需要合理的布置供热管网，尽量不要使用太多的供热管网，以免造成太大的热量耗损。进行城市供热管网布局是，不仅要考虑是否可以满足人们的供暖需要，还要考虑建造成本，通过对两者进行有效协调让城市供暖效果变得更好。另外，进行布局设计时不仅要考虑短期效益，还要考虑长远发展，也就要既要确保短期效益能够满足要求，又要符合长远规划，这样的供热管网布局设计才是城市持续发展需要的，才是人们取暖需要的，也就是不仅具备科学合理性，还具有先见之明的特点。此外，进行供热管网布局时还需要考虑到施工技术和设计思路，这样才能更好的控制供热过程中出现的热量浪费。进行管网设计时应尽量做到不同管路热量负荷的平衡性，这样就可以预防因为管路负荷过大而导致热量出现浪费，也可以预防因为管路空置而引发热量浪费等情况的发生。

另外，进行管路设计时一定要注意细节问题，例如，管线类型、阀门数量等，只有做好细节问题才能确保最终的设计可以满足人们需要。进行安装时一定要考虑到各种因素的干扰，安装好的供热管网不仅要具有稳固性和安全性，还要具有美观性。供热管线需要连接很多用户，所以会分布在很多区域，而且为了美观和减少破坏都会安装在比较隐秘的地方，这就导致供热管线存在一些安全隐患，为此就需要科学合理的进行安装布局，以便可以将安全隐患降到最低，这样后期维护也会变得比较轻松容易。管线长度也是供热管网布局中需要重视的一个问题，如果管线长度太长势必会导致热量在输送过程中出现浪费，而且管线太长还会导致不可控因素增加。所以进行供热管网布局时一定要遵循化繁为简原则，不要过于追求美观，在确保供热效率可以满足人们取暖要求的基础上还要合理设计管线长度。

3.3 科学设计供热管网运行模式

在科学技术不断进步的带动下出现了很多新型计算机技术，智能监控系统就是其中的一种，其对于管网运行可以起到很大的促进作用。通常情况下，热量在管网进行运行时势必会出现一定程度的浪费，但是由于城市管网采用的是集中供热形式，再加上科学合理的管网设计，如果能够将智能监控系统运用到管网运行当中就可以有效降低热量浪费。此外，如果可以将热工工艺合理的运用到其中，并和现代化控制技术进行结合，不仅可以提高供热管网运行准确性，还可以有效降低误差的出现，这样就可以实现供热管网高效运行目的。另外，进行供热管网运行模式设计之前需要先制定操作标准，还要制定管控机制，这样就可以按照规定合理利用软硬件实现城市供热管网的高效运行。

3.4 合理设计供热调节

城市供热管网需要持续的进行供热以满足人们的取暖需要。为了能够让每个用户都能感受到更好的体验，就需要合理的设计供热调节，这样就可以有效防止供热管网出现供热不足或过量问题，用户也可以享受到比较舒适的温度。通过对供热调节进行实验发现，供热调节中最为重要的环节就是水力调节，只有将水力调节到均衡状态才能确保供热管网可以发挥出更大作用。水力均衡会受到管道规格的影响，也会受到管网布局的影响，用户数量也会对其造成干扰，所以，进行供热调节设计时一定要根据实际情况进行全面考虑，以便导致最终设计缺乏实用性和有效性。

3.5 使用聚氨酯作为保温材料

上文已经提到岩棉作为供热管网保温层存在很多缺陷，所以有些供热企业用聚氨酯替代了岩棉。和岩棉相比聚氨酯不仅有着更好的保温效果，而且因为其是硬性材料所以可以有效弥补岩棉容易出现下沉和上薄下厚等情况的缺陷。聚氨酯的导热系数只有0.021左右，相比岩棉的0.04左右，显然这个导热系数更低。对聚氨酯进行实验发现，经过长时间使用其也不会出现变形，而且其出现损坏的概率比较小，抗腐蚀性也比较高，抗渗透性也比较好，将其用作供热管道保温材料可以有效减少热量损失。

3.6 优化设计整个供热管网系统

城市供热管网设计需要充分考虑城市供暖需要，还要考虑到社会经济状况，供热管网布局同样要考虑这两方面因素。进行供热管网设计时比较重要的一项工作就是协调好这两方面因素的关系，确保供热管网既可以满足人们取暖需要，又符合当前社会经济状况。进行供热管网建设时需要站在全局角度进行考虑，不仅要确保管网体系的科学合理性，还要确保供热管网的稳定性和安全性，将其中潜藏的安全隐患进行有效清除，为减少返工返修次数提供助力，为供热管网系统的平稳、顺畅运行奠定坚实基础。

4 结语

总而言之，作为城市供暖主要方式的供热管网还存在一些问题，如，管网布局缺乏合理性、凝结水问题凸显等，所以需要对管网设计进行优化，为的就是能够让供热管网可以在减少热量浪费的同时能够发挥出更大的作用。为此，需要不仅要对管网直径进行科学设计，还要合理设计供热管网布局，同时要科学设计供热管网运行模式、供热调节等，基于凝结水具有的严重破坏性，还要处理好凝结水问题，通过对这些环节进行进一步优化，可以让供热管网设计变得更加科学合理，设计质量也能得到提升，用户也可以享受到更舒适的室内温度，供热企业的经济效率也能因此变得更高，可以说是一项可以起到多种有利作用的做法，所以一定要认真对待该项工作，努力将该项工作做到最好。