城市集中供热管网优化设计探讨
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摘要：随着发展绿色社会、节能社会理念的不断深化，城市对于集中供热的要求越来越高，集中供热慢慢被广大居民喜爱，通过供热管网、热交换站等向城市用户供上热能，代替了传统的大锅炉，煤炉的取暖方式，不但使得供热效率逐步提高，而且对改善环境有着巨大帮助，对城市的统一建设发展也具有很大推动作用，因此，在供热管网系统的设计中，有效的规划是一项十分重要的工作。
关键词：城市集中供热管网，优化设计，管网布局;
城市基础设施建设取得了巨大成功。其中城市集中供热的问题始终向前发展，城市集中供热为广大居民提供了方便，为我国大多数家庭送去了温暖，在之前的基础上，优化设计城市集中供热管网显得尤为重要。
一、对于优化供热管网设计的意义
城市集中供热已经普遍实施在我国各个城市，然而现阶段对供热管网仍没有做出一个统一的实施计划，城市集中供热系统存在的很多问题需要及时解决。例如，旧建筑物在翻新的过程中接入供热管网，像这一类的管网多数是由施工者粗略计算设计敷设的，不是采用科学的方式合理敷设供热管道，对于管道承载热负荷的解决方式也没有科学合理的办法，而是采用直接加粗管道的方式，导致在一段一段的敷设中出现大管接小管的违规设计。违规的供热网管设计不仅影响城市后期建设，还存在着安全隐患，为了城市能够健康持续的发展，对城市集中供热管网的优化设计势在必行。
二、城市供热管网的布局及现状
1.热网的布局。城市热网的布局显然是非常重要的，它涉及多个方面，就布局来说，主要还是根据居民住处，城市的热负荷街道格局，城市的发展规划以及种种地形而定。当有多个热源共同作用时，为了提高供热系统的效率，往往在各输热线之间铺设供热管道。而且城市的供热线居于街道一侧，与其它重要的地下管道并列。因此，管道应当位于热负荷中心，这样才能使供热范围最大，对居民影响最小，同时也便于后期的施工与维护，这才能使热网得到最大程度上的利用。
2.目前供热管网的现状。当今城市中供热管网的发展比较理想，供热管网铺设的方式主要有隐性铺设和显性铺设。隐性铺设往往是首选方法，其实就是将管道位于地下，不影响城市建设及交通安全，城市供热采取这种方式的比较多。隐性铺设可以将管道位于地下专用通道里，这种方式管道不会受外界影响，也能延长管道寿命。还有一种就是直接将管道埋于泥土之中，不利用专用管道，这样的铺设方式下，管道较容易受外界影响，但是这种造价比较低，施工方便。显性铺设顾名思义就是将管道铺设于地面上，其造价较低，维修方便，多用于郊区、重工业区、地下水位高等地质构造复杂的地区，还有横跨公路、铁路、河道等地段。地上铺设原理是利用管道之间的互相结合性，进行管道的直接铺设，同时和地面保持合适的缝隙方便后期进行排水工作，地面平坦时这种管网铺设方式比较理想。
三、城市集中供热管网的优化设计方法
1.优化管网布局设计。城市集中供热管网系统优化管网布局应首先进行前期调查，确定管网布局优化设计的可行性。前期调查主要是对施工区域周边进行现场勘查，确定周边的电力网络路径和交通路线等对管网施工的影响，并充分结合城市的规划，服务城市的发展需要。同时，城市集中供热管网系统优化管网布局应进行科学合理的成本分析，提高管网布局设计的经济性。在进行城市集中供热管网系统管网布局优化设计时，应加强对城市管网的蒸汽系统设计，减少管路附件的数量，降低蒸汽对管路的气击和水击程度。另外，在设计中取消套筒补偿器和波纹补偿器的设置，可减少管路的故障和维修费用，提高供暖管网工作的可靠性。
2.合理选取供热管网直径。在进行城市集中供热管网系统优化设计时，供热管网直接关系到供热系统的负载能力和供热效率。在对城市集中供热管网系统进行设计时，供热管网的直径的变化范围应该在一定的范围内，不宜过大，并结合实际情况恰当选择管网直径的组合方式。管网直径与系统内的供暖流量直接相关，应根据系统的热负荷值进行选取。在对管网直径进行优化设计时，应充分考虑系统的负载能力，并根据需要留出一定的富余量，以保证系统工作安全。另外，管网直径的优化设计应充分考虑城市规划的需要，以满足后期城市发展对供热系统提出的要求。管网设计应以满足城市供暖需要不断增长的要求进行优化设计，以防止出现重复性的投入，造成不必要的经济损失。因此，在管网直径优化设计过程中，应进行全面科学的计算，并预测城市发展对管网供热需求的增长，确定城市集中供热管网系统的热负载值。在满足不断增长的城市供暖需求的前提下，提高城市集中供热管网系统的供热能力，确保实现经济效益的最大化。
3.优化供热管网管线。近年来，伴随着城市化进程的不断推进，对城市集中供热管网系统也提出来很多新的更高的要求。隨着对环境保护重视程度不断提升，集中供热已成为我国城市供暖的主要形式。对城市集中供热管网管线的投入也逐年增加，同时也出现了很多质量问题，导致后期对供热管网管线工程的返工，造成了很大的浪费。因此，对城市集中供热管网管线进行优化设计，充分保证集中供热系统经济性、合理性、技术可靠性。在进行城市集中供热管网管线优化设计时，应将主干线路布置在热负荷集中区，力求短直，减少前期投入和阻力损失。尽量减少城市集中供热管网管线上的阀门、管道附件以及补偿器等器件的数量，减少不必要的消耗。同时，管线的布置应避开主要交通线路，尽量沿道路的一侧布置，减少对周边交通和道路的影响。
4.优化供热管网的管道设计。城市集中供热管网的管道的优化设计主要是减少管道的长度，降低管道上的热量损失和阻力。减少管道上阀门的数量，可以减少管道上的阻力，也可以减少后期的故障维修费用。管道应布置在稳固的基础上，以保证管道稳定，不会受到地基沉降的影响。采用城市集中供热管网系统供热，热源点的数量会有所降低，供热管网的管道长度也在不断增加。为了保证供热管网的正常运行，减少管道内的损失，应尽可能降低管网的长度。首先，管道应沿道路布设，且应保持与道路平行，以尽量取直，并减少对周边环境与交通的影响。其次，管道应布设在稳固的地基上，不得铺设在软基上。最后，尽量减少管道上阀门的数量，主要集中布置在热负荷集中地区。
5.优化集中供热管网运行方式。我国城市集中供热管网系统现在普遍存在资源浪费、经济效益差等问题，其主要原因是由于集中供热管网运行方式落后造成的。新型城市集中供热管网系统近年来已经被研制出来，且已经得到了一定的应用。虽然新的城市集中供热管网系统的运行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些问题，需要不断优化。其主要问题表现在新型城市集中供热管网系统对管网的调节功能要求比较高，原有管网仍然需要不断优化改进，方可满足这项要求。随着国家对环境保护力度的不断加大，对城市集中供热管网系统运行方式的优化已成为必然趋势，且可以大幅提高企业的经济效益。
总之，城市集中供热管网系统是我国现阶段最常见的城市供暖方式，已普遍为广大城市居民所接受。在实际应用中，仍存在很多问题，需要不断对系统进行优化。城市集中供热管网系统可以有效节约能源，减少浪费，提高热量的利用率。在城市化进程的不断推进的前提下，对城市供暖提出了更高的要求，应不断对城市集中供暖系统进行优化，以满足日益增长的供热需要，促进我国经济的发展。
参考文献：
[1]孙明.城市集中供热管网的优化设计.2018.
[2]张晓宁.城市集中供热管网优化设计分析.2017.
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