城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計研究

劉 博 鋒

(太原市熱力公司，山西 太原 030012)

1 城市集中供熱管網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢

1.1 供熱質(zhì)量高，節(jié)約能源

采用城市集中供熱管網(wǎng)進行供熱，可以實現(xiàn)集中質(zhì)量控制，供熱質(zhì)量高。集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可對管網(wǎng)內(nèi)的供熱溫度進行設(shè)定，當(dāng)超過此溫度時停止加熱，不受外界溫度的影響，可以有效保證供熱溫度。另外，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)室外溫度的變化情況，對供熱介質(zhì)的溫度、流速等要素進行合理調(diào)節(jié)，保證能夠達到合理的供熱參數(shù)，既滿足供熱用戶的要求，也節(jié)約了能源。同時，在城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中安裝計量表，可以對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行及時收集和整理，可以大大提高對系統(tǒng)的監(jiān)控能力。

采用集中供熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小鍋爐單獨供暖，可以有效節(jié)約，減少資源浪費。以往采用小鍋爐供暖，熱量損失大，供熱效果差，造成了很多浪費。采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進行供熱，可有效減少熱量損失，提高供熱效率，也減少了對周邊環(huán)境的污染。另外，采用小鍋爐供暖也不能保證熱量的充足供應(yīng)，經(jīng)常出現(xiàn)后半夜溫度低的情況，采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)徹底解決了這一問題，從這方面也提高了城市居民的生活質(zhì)量。

1.2 有效減少了污染物的排放

以往，采用小鍋爐供暖需要耗費大量的燃煤，產(chǎn)生大量的有害氣體和煤渣，對周邊環(huán)境污染大。采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，可提高熱利用率，減少燃煤的用量，從而也減少了污染物的排放。同時，采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可對煙囪進行除塵設(shè)計，對排放的廢氣進行處理，減少污染物的排放。近年來，我國將煤渣普遍用于公路、鐵路和建筑施工中，變廢為寶，減少了對環(huán)境的污染。

1.3 自動化程度高

城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)便于事先自動化控制，可根據(jù)室外溫度設(shè)定供熱系統(tǒng)溫度，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)，自動化程度高。同時，較高的自動化程度，可以大大降低工人的勞動強度。另外，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)具有較好的可靠性，設(shè)備運行故障率低，可有效保證城市集中供熱管網(wǎng)的運行質(zhì)量。

1.4 對周邊居民干擾小

采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，可根據(jù)管網(wǎng)內(nèi)的溫度進行加熱，如溫度達到設(shè)定溫度，即可停止加熱，其工作是間歇性的。采用間歇性加熱，可以減少供暖設(shè)備的工作噪聲，減少對周邊居民的干擾。另外，很多城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的供熱點遠(yuǎn)離居民區(qū)，可以最大限度的降低對城市居民生活的影響。

2 城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法

2.1 優(yōu)化管網(wǎng)布局設(shè)計

城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管網(wǎng)布局應(yīng)首先進行前期調(diào)查，確定管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計的可行性。前期調(diào)查主要是對施工區(qū)域周邊進行現(xiàn)場勘查，確定周邊的電力網(wǎng)絡(luò)路徑和交通路線等對管網(wǎng)施工的影響，并充分結(jié)合城市的規(guī)劃，服務(wù)城市的發(fā)展需要。同時，城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管網(wǎng)布局應(yīng)進行科學(xué)合理的成本分析，提高管網(wǎng)布局設(shè)計的經(jīng)濟性。在進行城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)加強對城市管網(wǎng)的蒸汽系統(tǒng)設(shè)計，減少管路附件的數(shù)量，降低蒸汽對管路的氣擊和水擊程度。另外，在設(shè)計中取消套筒補償器和波紋補償器的設(shè)置，可減少管路的故障和維修費用，提高供暖管網(wǎng)工作的可靠性。

2.2 合理選取供熱管網(wǎng)直徑

在進行城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計時，供熱管網(wǎng)直接關(guān)系到供熱系統(tǒng)的負(fù)載能力和供熱效率。在對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進行設(shè)計時，供熱管網(wǎng)的直徑的變化范圍應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)，不宜過大，并結(jié)合實際情況恰當(dāng)選擇管網(wǎng)直徑的組合方式。管網(wǎng)直徑與系統(tǒng)內(nèi)的供暖流量直接相關(guān)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的熱負(fù)荷值進行選取。在對管網(wǎng)直徑進行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的負(fù)載能力，并根據(jù)需要留出一定的富余量，以保證系統(tǒng)工作安全。另外，管網(wǎng)直徑的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)充分考慮城市規(guī)劃的需要，以滿足后期城市發(fā)展對供熱系統(tǒng)提出的要求。管網(wǎng)設(shè)計應(yīng)以滿足城市供暖需要不斷增長的要求進行優(yōu)化設(shè)計，以防止出現(xiàn)重復(fù)性的投入，造成不必要的經(jīng)濟損失。因此，在管網(wǎng)直徑優(yōu)化設(shè)計過程中，應(yīng)進行全面科學(xué)的計算，并預(yù)測城市發(fā)展對管網(wǎng)供熱需求的增長，確定城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的熱負(fù)載值。在滿足不斷增長的城市供暖需求的前提下，提高城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的供熱能力，確保實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。

2.3 優(yōu)化供熱管網(wǎng)管線

近年來，伴隨著城市化進程的不斷推進，對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)也提出來很多新的更高的要求。隨著對環(huán)境保護重視程度不斷提升，集中供熱已成為我國城市供暖的主要形式。對城市集中供熱管網(wǎng)管線的投入也逐年增加，同時也出現(xiàn)了很多質(zhì)量問題，導(dǎo)致后期對供熱管網(wǎng)管線工程的返工，造成了很大的浪費。因此，對城市集中供熱管網(wǎng)管線進行優(yōu)化設(shè)計，充分保證集中供熱系統(tǒng)經(jīng)濟性、合理性、技術(shù)可靠性。

在進行城市集中供熱管網(wǎng)管線優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)將主干線路布置在熱負(fù)荷集中區(qū)，力求短直，減少前期投入和阻力損失。盡量減少城市集中供熱管網(wǎng)管線上的閥門、管道附件以及補償器等器件的數(shù)量，減少不必要的消耗。同時，管線的布置應(yīng)避開主要交通線路，盡量沿道路的一側(cè)布置，減少對周邊交通和道路的影響。

2.4 優(yōu)化供熱管網(wǎng)的管道設(shè)計

城市集中供熱管網(wǎng)的管道的優(yōu)化設(shè)計主要是減少管道的長度，降低管道上的熱量損失和阻力。減少管道上閥門的數(shù)量，可以減少管道上的阻力，也可以減少后期的故障維修費用。管道應(yīng)布置在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以保證管道穩(wěn)定，不會受到地基沉降的影響。

采用城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)供熱，熱源點的數(shù)量會有所降低，供熱管網(wǎng)的管道長度也在不斷增加。為了保證供熱管網(wǎng)的正常運行，減少管道內(nèi)的損失，應(yīng)盡可能降低管網(wǎng)的長度。首先，管道應(yīng)沿道路布設(shè)，且應(yīng)保持與道路平行，以盡量取直，并減少對周邊環(huán)境與交通的影響。其次，管道應(yīng)布設(shè)在穩(wěn)固的地基上，不得鋪設(shè)在軟基上。最后，盡量減少管道上閥門的數(shù)量，主要集中布置在熱負(fù)荷集中地區(qū)。

2.5 優(yōu)化集中供熱管網(wǎng)運行方式

我國城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)在普遍存在資源浪費、經(jīng)濟效益差等問題，其主要原因是由于集中供熱管網(wǎng)運行方式落后造成的。新型城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)近年來已經(jīng)被研制出來，且已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用。雖然新的城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些問題，需要不斷優(yōu)化。其主要問題表現(xiàn)在新型城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)對管網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能要求比較高，原有管網(wǎng)仍然需要不斷優(yōu)化改進，方可滿足這項要求。隨著國家對環(huán)境保護力度的不斷加大，對城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化已成為必然趨勢，且可以大幅提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)是我國現(xiàn)階段最常見的城市供暖方式，已普遍為廣大城市居民所接受。然而，在實際應(yīng)用中，仍存在很多問題，需要不斷對系統(tǒng)進行優(yōu)化。城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以有效節(jié)約能源，減少浪費，提高熱量的利用率。在城市化進程的不斷推進的前提下，對城市供暖提出了更高的要求，應(yīng)不斷對城市集中供暖系統(tǒng)進行優(yōu)化，以滿足日益增長的供熱需要，促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

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