淺談市政熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)

陳世釗

淄博市臨淄區(qū)公用事業(yè)服務(wù)中心 山東淄博 255400

1 城市熱力管集中供熱優(yōu)勢(shì)

市政供熱管網(wǎng)在各大城市內(nèi)的發(fā)展速度快，與其自身的特點(diǎn)密不可分。相對(duì)于分散供熱而言，市政集中供熱管網(wǎng)具有較多的優(yōu)點(diǎn)：首先，采用市政集中供熱管網(wǎng)能夠通過一個(gè)集中的熱源代替分散的鍋爐房，使用一個(gè)高煙囪代替數(shù)十甚至上百個(gè)小煙囪，將面源排放轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)源排放，很大程度上減少了對(duì)大氣環(huán)境的污染。此外，大容量的熱電廠以及高效率的鍋爐能夠很好的節(jié)約能源；分散供熱為間斷性供熱，其穩(wěn)定性不高；而市政集中供熱管網(wǎng)能 夠?yàn)樽籼峁┻B續(xù)的、穩(wěn)定的熱能，并根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)調(diào)整能量大小。因此，城市集中供熱管網(wǎng)的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的方法之一，也是實(shí)現(xiàn)城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段，更是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展和人們生活水平提高的必經(jīng)途徑[1]。

2 市政熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)分析

2.1 直徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)

市政集中供熱管網(wǎng)對(duì)管網(wǎng)直徑的合理設(shè)計(jì)有助于提高供熱管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性。市政集中供熱管網(wǎng)一般具有離散型的特點(diǎn)，優(yōu)化管網(wǎng)時(shí)應(yīng)重視優(yōu)化管網(wǎng)直徑的設(shè)計(jì)，且需要根據(jù)實(shí)際情況來保證設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)此，設(shè)計(jì)師應(yīng)將管徑的上限范圍納入設(shè)計(jì)考慮因素中，且采用不同的組合方式來優(yōu)化管徑設(shè)計(jì)，以合理地控制管徑變化情況。且優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)熱管管網(wǎng)流量進(jìn)行控制。

2.2 管線布局設(shè)計(jì)

首先要做到的使管線布局具有實(shí)際的可行性，這是市政供熱系統(tǒng)實(shí)施的基礎(chǔ)與前提。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前需要實(shí)地勘察施工地點(diǎn)，合理安排管網(wǎng)布局，使管網(wǎng)設(shè)計(jì)能夠符合城市集中供熱的需求的，同時(shí)還要注意管網(wǎng)敷設(shè)時(shí)不會(huì)影響城市美觀，不會(huì)影響現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，不會(huì)影響城市規(guī)劃以及電力線路交通線路布局等等。其次需要注意的是在供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系。在確保管線合理可行的基礎(chǔ)上，合理的集中供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)可以有效的節(jié)約資金投入成本。

2.3 供熱管網(wǎng)干線的設(shè)計(jì)

城市供熱熱點(diǎn)逐步減少，供熱半徑不斷增加，直接導(dǎo)致供熱管網(wǎng)建設(shè)投資不斷增加，占總供熱項(xiàng)目總投資的一半以上，為了減少工程投資，有必要優(yōu)化供熱管網(wǎng)的主線，并盡量減少主線的長(zhǎng)度。常見的做法是在稠密的熱負(fù)荷區(qū)設(shè)計(jì)供熱管網(wǎng)的主線，使最低壓降回路作為主干線。與熱水加熱管網(wǎng)相比，用戶系統(tǒng)的電阻損失可視為恒定，因此，熱源到最遠(yuǎn)的加熱用戶的回路是供熱網(wǎng)絡(luò)的主線[2]。

2.4 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)措施

在熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)工作中，旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)較為重要，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須要制訂完善的設(shè)計(jì)方案，保證旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的靈 活性與合理性，提升補(bǔ)償效率。同時(shí)，設(shè)計(jì)者還要科學(xué)地選擇直管段的位置，合理提升旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，明確旋轉(zhuǎn)角 度，并對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化處理，滿足現(xiàn)代化旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。在布置旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)者需要做好導(dǎo)向支架設(shè)計(jì)工作，明確導(dǎo)向支架位置，避免因距離設(shè)計(jì)失誤而引發(fā)失穩(wěn)問題，提升其工作質(zhì)量。

2.5 供熱參數(shù)設(shè)計(jì)

水溫的高低差異和比摩阻是對(duì)市政供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)影響最為重要的參數(shù)之一，如果對(duì)供熱參數(shù)的選擇不恰當(dāng)，運(yùn)行過程中很可能耗費(fèi)較多的電能，此外還會(huì)對(duì)熱網(wǎng)的平衡發(fā)展產(chǎn)生不利影響。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)市政供熱主要管網(wǎng)的干線比摩阻控制在30-70Pa/m 之間能夠獲得較好的效益，對(duì)于供熱支線，將比摩阻設(shè)計(jì)的稍大有利于后期的調(diào)節(jié)，但是最大不應(yīng)該超過300Pa/m。溫差大的情況下循環(huán)量較小、溫差小的情況下循環(huán)量則大。

2.6 供熱調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)供熱調(diào)節(jié)形式可以更好的服務(wù)用戶，充分滿足客戶需求，保證持續(xù)恒溫供熱。對(duì)于供熱調(diào)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以將供熱不均勻的問題得到妥善的解決，從而保證供熱的持續(xù)性與穩(wěn)定性。供熱調(diào)節(jié)的合理化設(shè)計(jì)其實(shí)最主要解決的就是怎樣有效平衡集中供熱管網(wǎng)中的水力，但是影響水力平衡的因素有很多主要有阻力的大小，管道的規(guī)格、供熱系統(tǒng)用戶數(shù)量的多少、管網(wǎng)的布局等等，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮以上情況之后進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)[3]。

3 供熱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 熱源優(yōu)化

集中供熱系統(tǒng)的熱源優(yōu)化就是把熱源作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)來研究，主要就是根據(jù)熱負(fù)荷的特性和現(xiàn)有設(shè)備的功率級(jí)別，確定熱源內(nèi)部設(shè)備的組合方式。早期提出的多熱源的靜態(tài)優(yōu)化模型，是一個(gè)0-1規(guī)劃問題，每個(gè)熱源都有若干個(gè)可選擇的方案，一個(gè)熱源的最優(yōu)方案只能從其中選擇一個(gè)，保證供熱質(zhì)量的前提下，使整個(gè)熱源的年計(jì)算費(fèi)用最小。

3.2 熱網(wǎng)優(yōu)化

熱網(wǎng)優(yōu)化研究可分為兩個(gè)方面：其一是熱網(wǎng)的優(yōu)化布置問題，即從工程技術(shù)角度出發(fā)，通過采用一些工程技術(shù)措施來優(yōu)化系統(tǒng)，其二是熱網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，即從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，在滿足系統(tǒng)用水各種要求的前提下，合理選擇一些設(shè)計(jì)參數(shù)，如管段管徑和泵的揚(yáng)程等，使系統(tǒng)的年費(fèi)用達(dá)到最低[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，為了充分發(fā)揮市政集中供熱管網(wǎng)有效性，在其設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮到連接方式和供回水溫度、供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式、熱網(wǎng)管徑的確定等要素，并且需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而保障市政集中供熱管網(wǎng)建設(shè)的有效性。