城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計

李兆鋒

摘要：近期，隨著我國科技的快速發(fā)展以及城市建設(shè)改造的一直加快，供熱管網(wǎng)改造工程正在推動，供暖管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計也備受關(guān)注。對城市集中供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的保護措施，可以有效減少資源消耗，減少經(jīng)濟社會成本，提升城市供熱效率，為人民生活提供根底保證，全面貫徹低碳環(huán)保、低碳節(jié)能觀念。該文將探討對于城市集中供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的一些見解。

關(guān)鍵詞：城市集中供熱管網(wǎng);設(shè)計;優(yōu)化;措施

近年來，國內(nèi)集中供熱模式的發(fā)展勢頭更加強勁，相關(guān)的設(shè)計和施工工作也越來越受到關(guān)注。鑒于以上工作過程中城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，一方面可以有效降低供熱管網(wǎng)的運行成本，此外大大提高供熱管網(wǎng)的節(jié)能環(huán)保性。

一、集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)勢分析

1.充分實現(xiàn)自動化

當(dāng)前城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)一般選用自動控制，可以減弱建筑工人的工作密度。依據(jù)科學(xué)合理配置，通過感應(yīng)室內(nèi)環(huán)境溫度來調(diào)控室外環(huán)境溫度，采用集中供熱系統(tǒng)，提高了設(shè)備運行的可靠性，減少了故障的發(fā)生，提高了供熱質(zhì)量。供熱系統(tǒng)的中心化應(yīng)是節(jié)約能源以及保護環(huán)境的一項重要技術(shù)手段，并且順應(yīng)城市現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。

2.提高供暖質(zhì)量，便捷服務(wù)居民

城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以不受外界環(huán)境的干擾，并通過系統(tǒng)自動選定溫度定時。當(dāng)加熱達到系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，它會自動停止，確保居室內(nèi)合適的溫度。優(yōu)化設(shè)計的管網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中間歇工作，完全保護環(huán)境，減低供熱設(shè)備運行噪音，且熱源設(shè)備距離居民區(qū)較遠，不干擾日常休息，全面貫徹以人為本的理念。

3.提高環(huán)保行徑

集中優(yōu)化城市供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以有效減少環(huán)境污染，節(jié)約資源。其中，減少環(huán)境污染的具體方法是采用煙囪高低有序的設(shè)計思想觀念，集中供熱的燃料設(shè)施比較多，促使發(fā)電速度進一步提高，能源消耗完全減少。環(huán)保理念作為建筑設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)施非常盛行，設(shè)計師必須在設(shè)計中貫徹該理念，科學(xué)合理地配置資源的利用效率。

二、集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的不足

1.管網(wǎng)布局全局性欠佳

城市建設(shè)隨著網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展而變動，但是當(dāng)前部分城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計及建設(shè)缺少整體性及完整性，我國的管網(wǎng)不能與建成管網(wǎng)融合，在一定程度上阻礙了城市化進程。

2.過于偏重靜態(tài)運行

現(xiàn)階段，部分城市集中供熱管網(wǎng)運行過于靜態(tài)，主要依靠一些固化的調(diào)整方式，沒有充分考慮管網(wǎng)的熱慣性，造成大量熱能損失。

三、城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計策略

1.科學(xué)分配管網(wǎng)走向

城市集中供熱系統(tǒng)管道設(shè)計按照經(jīng)濟合理和技術(shù)可靠的原則進行設(shè)計，主干道設(shè)計盡量遠離熱負荷集中區(qū)域，力求短而直，以免虧損阻力或過度投資。在管道中合理布置閥門管道附件和補償器，盡量減少數(shù)量。安裝管道時，應(yīng)避開軟土、滑坡危險區(qū)或地震多發(fā)區(qū)，還應(yīng)該注意盡量不要越過主要交通線，最好不要沿著路邊，以免影響美觀，使建筑物的布局和維護施工更加方便。

2.合理管控供熱管網(wǎng)直徑

管徑設(shè)計應(yīng)是整個設(shè)計階段的關(guān)鍵問題，是設(shè)計優(yōu)化的重中之重。在設(shè)計管徑的時候，依據(jù)工程項目的實際要求，首先要明確管徑的上限，然后在這個范圍內(nèi)選擇一個值。在設(shè)定管徑之前，需要清晰推算管段的熱負荷差值，預(yù)測今后熱負荷的趨勢。一般情形下，管徑會越大，流動阻力會越高，相對運行工作效率會越高。但是，由于使用粗管段，材料成本增加，而使用小口徑管段，基礎(chǔ)設(shè)施成本降低了，但運輸過程中的阻力增加，增加了生產(chǎn)成本。可見，管徑的大小與管網(wǎng)運行的效率和成本密切相關(guān)，因此管徑設(shè)計的優(yōu)化是十分必要的。

3.供熱管網(wǎng)管道設(shè)計

隨著我國城市集中供熱熱源增加，供熱管網(wǎng)建設(shè)投資減少，熱負荷集中地區(qū)應(yīng)該防止管線過長。管網(wǎng)布局應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)兩個目的。首先，管路應(yīng)當(dāng)在干線上，通常與道路中心線平行，沿著兩側(cè)道路布置。二是不要在土壤松軟地區(qū)、滑坡風(fēng)險區(qū)和地下水位高的不利地點鋪設(shè)管道。供熱管網(wǎng)與其他城市管道、建筑物必須相互協(xié)調(diào)，以保證運行安全和施工維護的方便。最后要注意管道閥門的合理布置。只有合理優(yōu)化城市集中供熱管路的設(shè)計，才能從根本上完成城市集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化，落實我國節(jié)能環(huán)保的一整套產(chǎn)業(yè)政策。

4.供熱管網(wǎng)運行的優(yōu)化

現(xiàn)階段，我國的供熱設(shè)備運行效率低、經(jīng)濟性差。然而，隨著現(xiàn)代人對于采暖需求的不斷提升，供熱管網(wǎng)的調(diào)整還漸漸引發(fā)了各個職能部門的注重，供熱系統(tǒng)還在逐步完善及更新。在調(diào)整過程中，供熱管網(wǎng)供熱不均最常發(fā)生，由其進行的調(diào)整工作也是最常見的。造成此種現(xiàn)象的主要原因應(yīng)是水力不太均衡。也就是說，保持水力平衡可以通過克服供熱管線的冷熱不均來提升供熱子系統(tǒng)的可靠性。保持水力均衡的一種辦法是選用動態(tài)控制設(shè)備的預(yù)設(shè)基本功能修補及修改管段。動態(tài)控制設(shè)備具有穩(wěn)定、自動化的特點。頻繁使用動態(tài)控制設(shè)備可能會造成穩(wěn)態(tài)不平衡，因此在使用動態(tài)控制系統(tǒng)時，應(yīng)注意穩(wěn)態(tài)不平衡。

5.供熱調(diào)節(jié)的方式

供熱調(diào)控的主要具體任務(wù)是保持供暖建筑設(shè)計的室內(nèi)計算溫度。供熱系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行的時候，若不計算管網(wǎng)沿線的熱損失，那么系統(tǒng)供熱必須等于供熱用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的熱輸出。在運行協(xié)調(diào)中，熱源的溫度和流量調(diào)節(jié)稱為集中運行協(xié)調(diào)。集中運行調(diào)節(jié)方法是①質(zhì)調(diào)節(jié)——改變管網(wǎng)供水溫度;②調(diào)節(jié)量——改變管網(wǎng)循環(huán)量，③逐級改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)——保持同一階段的流量不變;④間歇性調(diào)整——改變每天的加熱時間。在熱水系統(tǒng)集中調(diào)質(zhì)中調(diào)節(jié)給水溫度的方法非常重要，在節(jié)約燃料和經(jīng)濟運行方面具有顯著優(yōu)勢。對于長時間供暖，特別是在寒冷的北方地區(qū)，以及供暖初期和后期室外晝夜溫差較大的情況，意義更大。

結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對于生活產(chǎn)品質(zhì)量和基本生活因素保證的要求亦一直提高。如今愈來愈多的人關(guān)注供熱系統(tǒng)的基本配置及資源的合理利用，更多的人傾向于建設(shè)規(guī)模化的供熱系統(tǒng)設(shè)施。合理、安全、經(jīng)濟的節(jié)能減排和低碳生活有利于安全可靠的供熱系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)約資源、保護環(huán)境。由于城市供熱系統(tǒng)與人民生活息息相關(guān)，有關(guān)部門可以加強科學(xué)技術(shù)的合理推廣，有效提高城市供熱率，促進城鎮(zhèn)化發(fā)展，促進我國總體經(jīng)濟發(fā)展，它們對提升國人的生活品質(zhì)具有重要的影響。

參考文獻：

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