新時期市政供熱的節(jié)能設(shè)計初探

翟樂天

（太原市政工程勘測設(shè)計院有限公司，山西太原 030012）

0 引言

早在幾年前國家已對市政供熱系統(tǒng)的運行和節(jié)能改造相關(guān)內(nèi)容作出了明確要求，在大形勢的推動下，新時期我國供熱水平受到各種因素影響正處于下滑趨勢，市政供熱系統(tǒng)中存在的大量問題成為不可忽視的原因。另外為了樹立節(jié)約能源的基本觀念，有效節(jié)約能源和供熱成本，提高市政供熱水平，對市政供熱系統(tǒng)進行節(jié)能方面的改造已經(jīng)成為必然趨勢。本文從解決市政供熱系統(tǒng)中問題的角度出發(fā)，結(jié)合實際情況，對市政供熱體系進行合理的節(jié)能改造設(shè)計，確保設(shè)計方案合理，能夠順利地達到節(jié)能減排目的，提升市政供熱水平。

1 市政集中供熱的優(yōu)勢

1.1 可持續(xù)發(fā)展

市政集中供熱有效節(jié)約了土地資源，減少了人力物力資源的使用。而且其他供熱方式會受到設(shè)備使用年限的限制，需要時常更新替換設(shè)備，市政集中供熱則可以實現(xiàn)只需要一次成本投資，就能持續(xù)使用的良好效果。

1.2 具有較強經(jīng)濟性

和其他供熱方式相比，集中供熱無論是在運行費用還是供熱穩(wěn)定性方面都具有明顯優(yōu)勢。即使水、電、煤等原材料的價格越來越高，但是集中供熱方式依舊具有較強的經(jīng)濟性，在節(jié)約成本方面有絕對優(yōu)勢。

1.3 安全可靠

市政供熱技術(shù)正逐漸完善，隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)越來越多的新型供熱技術(shù)，在安全性和可靠性方面都有較大提升[1]。

1.4 便利實用

集中供熱系統(tǒng)經(jīng)過全國多地常年實踐運行，技術(shù)相對成熟，運行安全可靠，且價格親民，為廣大群眾所接受。此外，集中供熱模式還可采用無人值守的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測管網(wǎng)的供回水流量、溫度、壓力等數(shù)值，如遇故障，亦可針對性的定點報障，實現(xiàn)真正意義上的精細化、網(wǎng)格化管理。

1.5 節(jié)能環(huán)保

隨著我國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化發(fā)展的加快，社會對環(huán)境保護提出了更加嚴格的要求，節(jié)能減排行動被提上日程。集中供熱充分響應國家號召，其環(huán)保型供熱方式，有效地減少環(huán)境污染，因此國家政府為城市集中供熱事業(yè)提供了大力支持，廣泛推行使用集中供熱形式。

2 新時期市政供熱的節(jié)能設(shè)計改造的必要性

我國雖然是能源生產(chǎn)大國，基本形成了煤、油、氣、電、核、新能源和可再生能源多輪驅(qū)動的能源生產(chǎn)體系，各種能源儲備總量都處于世界領(lǐng)先地位，然而我國同時也是人口大國，人均能源儲備量不足，隨著人們生產(chǎn)生活水平的提高，社會對于能源的需求也逐漸增加，再加上我國本身各種能源利用率就低于國際先進水平，基于上述情況，節(jié)能降耗必須馬上在各個生產(chǎn)行業(yè)中提上日程。尤其是人們對于熱能需求的逐年上漲，因此在市政供熱系統(tǒng)設(shè)計中引用節(jié)能技術(shù)就顯得十分必要，其優(yōu)勢可以具體體現(xiàn)在以下3個方面。

（1）在市政供熱系統(tǒng)設(shè)計中引用節(jié)能技術(shù)，可以有效減輕熱能生產(chǎn)和供熱過程中的能源損耗，改變以往供熱模式，實現(xiàn)高質(zhì)量的供熱，增加經(jīng)濟效益，達成節(jié)能減耗的基本目標。

（2）在市政供熱系統(tǒng)設(shè)計中引用節(jié)能技術(shù)，可以結(jié)合相關(guān)配套技術(shù)進行全面提升，發(fā)揮供熱系統(tǒng)的全部效用，保證供熱的持續(xù)性和穩(wěn)定性，提高供熱質(zhì)量和供熱效率[2]。

（3）在市政供熱系統(tǒng)設(shè)計中引用節(jié)能技術(shù)，可以優(yōu)化市政供熱體系，完成供熱行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，節(jié)約能源的基礎(chǔ)上還能減少資源的浪費，達到國家節(jié)能減排的基本目標。市政供熱系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 市政供熱系統(tǒng)

3 供熱管網(wǎng)施工改造節(jié)能設(shè)計

3.1 管線布局設(shè)計

市政供熱系統(tǒng)的正常運行工作的前提是，管線布局具備可行性和有效性。因此在設(shè)計供熱管網(wǎng)前，要對實際施工環(huán)境進行實地勘察，結(jié)合施工場地的地質(zhì)構(gòu)造合理規(guī)劃管線布局。這樣一來，管線布局布置合理，具備了可行性，市政供熱系統(tǒng)可以正常工作，城市的供熱需求也就得到了滿足。同時，在進行管線布局的設(shè)計時，還要考慮到布設(shè)的美觀性，且不能影響城市交通及其他管線的線路布局。除此之外，管線布局設(shè)計還要考慮到成本因素，在確保管線布局可行的前提下盡可能地減少成本資金投入。

3.2 供熱管網(wǎng)直徑設(shè)計

在供熱管網(wǎng)的設(shè)計過程中最關(guān)鍵的步驟就是對于供熱管網(wǎng)的直徑設(shè)計，供熱管網(wǎng)的直徑設(shè)計應該充分結(jié)合實際情況，有針對性地設(shè)計出多種組合形式。在管網(wǎng)直徑過程中要確保直徑變化在合理的范圍內(nèi)，不可以超過管徑變化上限。此外，管網(wǎng)的流量和管段直徑也是管網(wǎng)設(shè)計中需要重點考慮的因素，要保證經(jīng)過合理設(shè)計的管道直徑足以承載管道熱負載值。對供熱管網(wǎng)的直徑設(shè)計是十分關(guān)鍵的步驟，設(shè)計合理有效才能夠在投入使用后，為市政供熱系統(tǒng)帶來更多的經(jīng)濟效益，保證供熱水平。

3.3 供熱管網(wǎng)管線設(shè)計

我國市政對于供熱管網(wǎng)建設(shè)的投資正逐年增加，然而集中供熱源點卻在下降，針對這一情況進行供熱管網(wǎng)設(shè)計時，一定要考慮到后期實施設(shè)計方案的成本問題，確保設(shè)計合理的同時保證其具有足夠的經(jīng)濟性。設(shè)計要精準細化到管線的閥門及其他附件，供熱管網(wǎng)線路應該盡可能地縮短，為了避免阻力的影響，應將供熱管網(wǎng)管線盡量靠近熱負荷集中的區(qū)域。除此之外，供熱管網(wǎng)管線設(shè)計對于周邊地質(zhì)環(huán)境有較高要求，土質(zhì)松軟穩(wěn)定性差的區(qū)域應進行地基處理和布置支墩等有效措施保證管道敷設(shè)的質(zhì)量，確保供熱安全。同時，在進行管線布局的設(shè)計時，還要考慮到布設(shè)的美觀性，且不能影響城市交通及其他管線的線路布局[3]。

3.4 供熱管網(wǎng)運行設(shè)計

我國現(xiàn)有供熱管網(wǎng)在運行過程中存在很多問題，比如資源浪費現(xiàn)象，以及經(jīng)濟效益低等等。出現(xiàn)這些問題的主要原因是，當下供熱管網(wǎng)的調(diào)節(jié)水平無法滿足新型供熱系統(tǒng)的基本要求。此外，供熱系統(tǒng)在運行過程中會受到很多因素的影響，導致供熱效率和供熱效果都不理想。因此在進行供熱管網(wǎng)的設(shè)計時，要重點對供熱管網(wǎng)的運行設(shè)計進行優(yōu)化?？茖W合理的運行設(shè)計才能夠為供熱系統(tǒng)的正常運行提供保障，從而滿足當下人們對于供熱質(zhì)量的基本需求。

3.5 供熱調(diào)節(jié)設(shè)計

當下我們引用了新型的供熱系統(tǒng)，但是這種系統(tǒng)對于供熱管網(wǎng)的調(diào)節(jié)水平要求很高，因此需要對供熱管網(wǎng)中的供熱調(diào)節(jié)功能進行合理優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化供熱調(diào)節(jié)設(shè)計可以有效解決供熱不均的問題，充分滿足用戶需求，確保供熱的穩(wěn)定性和持續(xù)性。供熱調(diào)節(jié)設(shè)計改造的關(guān)鍵在于集中供熱管網(wǎng)的水力平衡，集中供熱管網(wǎng)的水力平衡會受到阻力、管道規(guī)格、用戶數(shù)量等多種因素的影響，因此在進行設(shè)計優(yōu)化時，要全面綜合地考量所有影響因素，爭取使供熱調(diào)節(jié)設(shè)計具有科學性、合理性和可實施性。這樣一來，供熱系統(tǒng)便可以正常運行，供熱質(zhì)量和供熱效率也會得到有效保障，更加安全可靠。

3.6 熱負荷指標設(shè)計

熱負荷指的是熱水供應、采暖和通風等內(nèi)容，能夠為供熱管網(wǎng)設(shè)計提供參照依據(jù)。因此，熱負荷指標的設(shè)計是供熱管網(wǎng)設(shè)計過程中十分重要的部分，只有熱負荷指標具有合理性，才能促進管網(wǎng)投資和管網(wǎng)管理工作的進行。此外，合理的熱負荷指標設(shè)計還能夠使整個供熱管網(wǎng)設(shè)計更具有科學性，有效減少能源浪費。

3.7 供熱參數(shù)設(shè)計

管網(wǎng)設(shè)計中有兩個關(guān)鍵的影響因素，即水溫和比摩阻。因此在進行供熱管網(wǎng)的設(shè)計時，要充分考慮到這兩個影響因素，結(jié)合實際環(huán)境設(shè)置合理的供熱參數(shù)，供熱參數(shù)一旦不合理就會阻礙供熱管網(wǎng)的正常運行，城市供熱不及時就會嚴重影響到供熱經(jīng)濟效益。外部環(huán)境溫度經(jīng)常會發(fā)生變化，要根據(jù)溫度變化情況及時調(diào)整供熱參數(shù)，這樣才能確保供熱系統(tǒng)的正常運行。

3.8 水壓圖繪制

關(guān)于水壓圖的繪制是供熱管網(wǎng)設(shè)計中不可缺少部分，工作人員可以通過水壓圖對運行環(huán)境進行實時監(jiān)測，監(jiān)測的范圍十分廣泛，包括管網(wǎng)中任何一個壓力點變化程度，供熱系統(tǒng)是否安全穩(wěn)定運行等方面。然而當下市政供熱管網(wǎng)設(shè)計通常會忽視水壓圖的繪制部分，這樣一來沒有了合理的水壓圖，供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的安全性無法得到有效保障[4]。一旦出現(xiàn)問題，將無法及時采取有效措施解決問題，影響供熱管網(wǎng)的正常運行。

4 供熱管網(wǎng)施工

在進行供熱管網(wǎng)的設(shè)計優(yōu)化后，按照設(shè)計方案激進行供熱管網(wǎng)工程施工也同樣十分關(guān)鍵，對于供熱管網(wǎng)的構(gòu)建和供熱系統(tǒng)的整體供熱水平都至關(guān)重要，供熱管網(wǎng)施工過程中需要特別注意之處如下。

4.1 前期準備工作

供熱管網(wǎng)建設(shè)的前期準備工作十分重要，能夠直接影響到后續(xù)工程進展和工程質(zhì)量。因此施工人員要事先充分做好工程前期的準備工作，了解施工內(nèi)容，嚴格檢測各種設(shè)備和器械，并做好和施工相關(guān)單位之間的溝通協(xié)調(diào)工作，有效保障后續(xù)工程質(zhì)量。

4.2 施工質(zhì)量管理

對工程施工質(zhì)量的把控時工程施工管理的基本任務(wù)，也是建立完整的施工組織管理體系最重要的環(huán)節(jié)。在供熱管網(wǎng)工程正式施工前，我們要對工程投入的資金和資源進行統(tǒng)計，并對一些條件質(zhì)量進行預先控制。施工過程中要對各個生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)的質(zhì)量也做好把控工作，將工程施工質(zhì)量作為工作重點，做最高質(zhì)量的工程建設(shè)。

4.3 施工進度控制

作為工程施工的管理者，要根據(jù)實際情況，采取相應措施來保障施工進度，控制施工進程，按照基本要求進行實際施工。在供熱管網(wǎng)的施工過程中，工作人員要做好工程日記，即監(jiān)理日志，把控施工計劃，控制工程進度。一旦發(fā)生施工的實際進度與預計標準進度不一致的情況，管理人員要及時對修改施工計劃，使進度和監(jiān)理工程師批準的標準達成統(tǒng)一[5]。施工進度滯后時要請監(jiān)理工程師的批準，再采取相應措施加快工程施工進度。為了滿足合同需求，如果無論采用何種方式都無法加快工程的進度，要及時反應給監(jiān)理單位，與其進行協(xié)調(diào)商討，最后決定是將工期延后還是追加工程經(jīng)費等。綜上所述，嚴格控制施工進度，對后續(xù)施工的質(zhì)量起到保障作用。

4.4 施工安全保障

為了避免安全隱患的發(fā)生，應該在施工人員正式上崗前為其提供安全教育和技術(shù)培訓，并根據(jù)各個崗位人員配置的實際情況進行有針對性的教育，使每個人都能意識到安全防護的重要性，切實落實在工程項目的實施過程中，為每個人培養(yǎng)安全意識。相關(guān)人員需具有考取相關(guān)職業(yè)技術(shù)資格證，堅持有證上崗，為施工質(zhì)量和安全提供保障。施工現(xiàn)場應安排安全監(jiān)督人員進行實時監(jiān)管，能迅速發(fā)現(xiàn)危險情況并采取措施。同時購置消防器材等相關(guān)安全設(shè)備，為施工人員購買質(zhì)量過關(guān)的安全帽等防護用具，盡全力保障人生命安全及現(xiàn)場安全。完善大型工業(yè)工程施工安全管理程序，做好安全隱患的預防工作。管理人員定期檢查設(shè)備，嚴格把控施工過程中所需用品質(zhì)量，并進行不定時抽查[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著人們生產(chǎn)生活水平的提高，社會對于熱能的需求也越來越大，此外近年我國倡導節(jié)能減排理念，因此對于市政供熱系統(tǒng)的節(jié)能改造設(shè)計被提上日程。本文結(jié)合實際發(fā)展狀況，對影響到市政工程供熱水平的具體因素進行深度分析，并根據(jù)現(xiàn)存問題有針對性地制定一系列節(jié)能改造策略。市政供熱系統(tǒng)的完善水平可以直接影響到人們的日常生產(chǎn)生活，在進行節(jié)能改造設(shè)計的過程中應該最大程度地保證供熱水平，減少工程造價，并確保設(shè)計方案的合理性、實用性和可實施性。通過對市政供熱體系的節(jié)能改造設(shè)計，節(jié)約能源，有效提高供熱質(zhì)量。