城市集中供熱管網(wǎng)優(yōu)化設計探討

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生活水平的提高，人們對城市基礎設施建設的要求也越來越高，作為基礎設施建設的重點工程城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計也越來越受到人們的普遍關注，筆者從事城市供熱管網(wǎng)設計工作多年，就城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)點、目前存在的問題及優(yōu)化設計策略進行一下分析，以力求對同行有所幫助。

關鍵詞：城市集中供熱管網(wǎng)；存在問題；優(yōu)化設計；

中圖分類號：TU833 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源和環(huán)保問題越來越受到人們的關注，對城市供熱系統(tǒng)的要求，已不僅僅在于規(guī)模的擴大，而且對供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性、合理性，特別是供熱系統(tǒng)的能源有效利用及供熱的可靠性方面提出了更高的要求。

一、城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)點

第一，大容量、高效率的鍋爐集中供熱與小容量、效率低的小鍋爐分散供熱比較可以節(jié)約40%左右的能源，經(jīng)濟效益十分可觀，大大節(jié)約了能源。第二，集中供熱采用一個煙囪排放廢氣，變面源排放為點源排放，減少了城市環(huán)境的污染，提高了居民居住環(huán)境空氣的質(zhì)量。第三，集中供熱系統(tǒng)可以根據(jù)外界環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)供熱溫度，保證居民室內(nèi)溫度恒定，從而提高了供熱質(zhì)量。第五，集中供熱采用比較先進的專業(yè)供熱設備，設備質(zhì)量可靠，運行安全，故障率低。第五，集中供熱自動化程度高，集中供熱系統(tǒng)可根據(jù)外界環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)供熱參數(shù)，以達到用戶需求，從而大大減輕了工人勞動強度，提高了工作效率。第六，集中供熱熱源點遠離居民區(qū)，可以有效地防止供熱燥音對居民的影響。第七，集中供熱由于燃料用量減少，節(jié)約了大量的資金，同時也減少了灰渣在運輸過程中散落所造成的空氣和道路的污染，從而改善了城市居民居住環(huán)境質(zhì)量和衛(wèi)生狀況。

二、供熱系統(tǒng)存在的問題

隨著改革開放的不斷深入，我國經(jīng)濟得到了快速發(fā)展，人們生活水平有了很大的提高，人們居住環(huán)境也在不斷地得到改善，集中管網(wǎng)供熱也得到了迅速的發(fā)展，城市集中供熱已具備了一定的規(guī)模，但當前仍存著一些問題，主要表現(xiàn)以下幾個方面：

（一）熱源：我國目前集中供熱燃料仍以煤炭為主要燃料，而采取煤炭為燃料進行供熱，大氣污染較為嚴重，而且投資也較大。具體體現(xiàn)在：第一，由于集中供熱是近些年來發(fā)展起來的供熱模式，過去傳統(tǒng)的分散小鍋爐房還比較多，而國家對采取集中供熱還是分散供熱又沒有明文規(guī)定和強制的措施，所以一些分散小鍋爐一直在延用，造成大量能源浪費，城市環(huán)境污染比較嚴重。第二，采用集中供熱的大城市，目前所配備的熱電廠和鍋爐房的單機容量普遍存在著偏低現(xiàn)象，造成能源浪費嚴重，利用率較低，從而提高了供熱成本。（二）熱用戶：目前，我國城市居民室內(nèi)取暖系統(tǒng)仍以單管垂直串聯(lián)系統(tǒng)為主，系統(tǒng)內(nèi)垂直系統(tǒng)供熱嚴重失調(diào)，高層、低層冷熱不均衡，高層熱的開窗戶，低層凍的不行，供熱質(zhì)量較差，能源浪費嚴重。（三）熱網(wǎng)：1、管網(wǎng)布局不合理。由于經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，許多工業(yè)和民用建筑不斷的新建和翻新，從而新增了不少的供熱支管線。但這些新用戶在布設供熱管網(wǎng)時，沒有經(jīng)過現(xiàn)場考查科學計算管道用量，一段一段地進行管道敷設施工，使一些管線呈單一枝狀延伸。2、供熱管網(wǎng)采用靜態(tài)運行模式：隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，住房面積不斷的擴大，各種能源消耗也隨之大量增加，在能源如此珍貴的今天，尋求一種既節(jié)約能源又能滿足居民供熱要求的供熱系統(tǒng)運行方案就顯得越來越重要。目前，在城市供熱系統(tǒng)中已運行的調(diào)節(jié)方案有，量調(diào)節(jié)，質(zhì)調(diào)節(jié)，質(zhì)、量并調(diào)。這幾種調(diào)節(jié)方案都沒有考慮到供熱系統(tǒng)的熱惰性，供熱系統(tǒng)是從靜態(tài)出發(fā)，造成了能源的浪費。3、熱力失調(diào)比較嚴重：目前，在生活熱水、供熱采暖管道中，熱力失調(diào)現(xiàn)象比較嚴重，為解決此現(xiàn)象，供熱鍋爐必須加大機組和水泵的額定容量，導致投資增加，能源浪費嚴重。

三、集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計策略

優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)應從以下幾個方面著手。第一，保證系統(tǒng)運行可靠，水力穩(wěn)定性好。第二，管網(wǎng)布局、管網(wǎng)形式、運行方式、調(diào)節(jié)控制等方面要做到設計科學合理。第三，運行效率高，能源充分利用，減少能源浪費現(xiàn)象。隨著計算機技術的發(fā)展，我國已利用計算機數(shù)學模型、優(yōu)化方法研究集中供熱技術經(jīng)濟問題，以尋求最佳優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)設計方案。主要有以下幾個方面：

（一）供熱管網(wǎng)優(yōu)化：集中供熱管網(wǎng)的室外網(wǎng)絡設計對供熱系統(tǒng)的安全運行、系統(tǒng)供熱質(zhì)量、經(jīng)濟效益及工程施工方面都有著很大的影響，室外供熱管網(wǎng)也是集中供熱管網(wǎng)投資最多，施工難度和工作量繁重的部分。因此優(yōu)化布置城市集中供熱管網(wǎng)室外管網(wǎng)工作，對節(jié)約工程資金，保證供熱系統(tǒng)運行安全可靠和施工維修等方面都有著十分重要的意義。

1、工程技術可靠：管網(wǎng)線路力求選擇地勢平坦、水位低、土質(zhì)好的地區(qū)。避開地下水位高、土質(zhì)松軟、易滑坡危險地帶及地震斷裂地帶等等不利于管網(wǎng)施工地段。2、管網(wǎng)布置經(jīng)濟合理：供熱管網(wǎng)主干線盡量鋪設在熱負荷比較集中的區(qū)域，并走直線，確保路徑最短。3、管線盡量避開交通線路：管線應沿街道一側(cè)鋪設在車行道以外的地方，并平行于道路中心線。地上鋪設的管道應符合城市建設規(guī)劃的要求，同時還應以保證供熱管道安全運行、有利于工程施工檢修方便為原則。

（二）采用先進技術進行供熱設計：隨著建設節(jié)約型社會要求的提出，各種節(jié)能產(chǎn)品相繼產(chǎn)生，因此在保證供熱管網(wǎng)質(zhì)量的前提下可以選擇一些先進的節(jié)能技術，比如，管網(wǎng)施工中使用直埋預制保溫管，可以做到防水，防腐，防老化，抗沖擊等，同時還具有高強度，高韌性，易焊接等優(yōu)點，目前已在供熱管網(wǎng)施工中廣泛推廣使用。

四、小結(jié)

城市集中供熱系統(tǒng)，是城市經(jīng)濟發(fā)展和社會發(fā)展的重要基礎設施。城市集中供熱可以節(jié)約能源、減少城市環(huán)境污染，有利于廣大居民身心健康，因此城市集中管網(wǎng)供熱越來越受到社會的關注。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的提高，城市熱能的消耗量將越來越大，同時也給城市集中管網(wǎng)的設計和施工帶來了新的挑戰(zhàn)。因此必須加大城市集中管網(wǎng)設計技術的研究，利用先進的科學技術，在保證供熱質(zhì)量的前提下，力求能耗降到最低，以實現(xiàn)當前提出的建設節(jié)約型社會的目標。

參考文獻：

[1]李壯.城市集中供熱存在的問題及對策[J].黑龍江科技信息.2010，13：290

作者簡介：梁建偉：（1979-）男，蒙，內(nèi)蒙古赤峰市人，大專，助理工程師，研究方向：供熱工程 供熱管網(wǎng)或測量。