城市集中供热管网系统优化设计研究

刘 兰 萍

(太原市热力公司，山西 太原 030000)

·水·暖·电·

城市集中供热管网系统优化设计研究

刘 兰 萍

(太原市热力公司，山西 太原 030000)

为解决城市集中供热管网系统中存在的问题，主要对整个系统的优化设计进行研究。从集中供热管网系统的优势、问题、优化设计方法等方面进行全面阐述，有助于改进系统功能，减少热量损失，提高供热效率。

集中供热，管网系统，优化设计

0 引言

随着国家经济发展与环境污染的矛盾日益突出，国家对环境保护的重视程度也在不断提高。在既要发展又要保护环境的大环境下，集中供热成为绝大多数城市普遍采用的供热形式。城市集中供热管网系统可有效保证城市居民和厂房供暖，并最大限度的节约了能源，保护了环境。随着大量人口不断涌入城市，居民对供暖的需求不断增加，对城市集中供热管网系统提出了新的更高的要求。

近年来，国家加快了城市化建设进程，新建了很多民用建筑和工业建筑，再加上对原有建筑物的翻新和改建，新增了很多供热管网。供热管道的敷设也在逐步扩展和延伸，但大多数集中供热管网系统在设计过程中缺少对水力的计算。目前，我国城市集中供热管网系统普遍存在管网复杂、用户分布区域广、分支多、维修时间长、管网系统可靠性差等问题。在对个别小区或厂区进行管网敷设时，甚至存在私自加粗管道的现象，造成了细管道向新管道供热，导致供热压力严重不足。这也使很多建筑物出现供热压力不足、水力失调、管道连接效果差、管道循环速度慢等问题，因此必须对其进行科学合理的优化设计。

1 城市集中供热管网系统的优势

1.1供热效果好，节约能源

采用城市集中供热管网系统，可进行有效的统一协调管理，将热量利用率提高到最大，也大大节约了能源。在采用集中供暖之前，很多城市普遍存在单位或小区自己烧煤供热的现象，不仅需要耗费大量的煤炭资源，还造成了严重的污染，热量损失严重。采用集中供热管网系统之后，很多供热的大烟囱被拆毁，大大减少了污染，也提高了热量利用率。在节约资源的同时，也彻底解决了以往单位或小区供暖出现的后半夜供热不足的现象。

另外，采用集中供热管网系统，有利于进行集中质量控制，可根据系统要求进行供热温度、流速等参数的调节。可以有效降低管网系统运营成本，减少浪费。通过在城市集中供热管网系统安装流量计，可以对系统数据进行实时监控，以便有针对性的对系统进行调节。

1.2有效降低了空气污染

采用集中供热管网系统，供暖热源比较集中，热量利用率大幅度提高，大大减少了由于分散的小锅炉带来的污染和浪费。传统的小锅炉供暖需要消耗大量的煤炭资源，而且产生大量的污染，严重污染周边的空气和环境，进而造成整个城市环境的污染。采用集中供热管网系统后，减少了废气的排放，空气中的固体颗粒物也受到控制，煤渣等废料也大幅度减少了。另外，现在普遍采用中央供暖系统供暖的方式，使热量利用率大幅度的提高，也节约了燃料，降低了排放，废渣的处理难度也大大降低了。

1.3自动化程度高

近年来，随着科技的不断发展进步，城市集中供热管网系统已经实现了自动化控制。采用自动化控制，可根据室外温度进行集中供热管网系统的温度控制，以适应用户的需要，减少资源的浪费。同时，集中供热管网系统采用中央加热设备，能够有效保证集中供热管网的运行质量，降低故障率。

1.4对周边居民干扰小

采用中央供暖系统可根据室外温度和供热管网系统内部温度进行加热。当温度达到供热要求时，中央供暖系统暂停加热，其工作是间歇性的。中央集中供暖设备工作噪声低，对周边居民干扰小，很多供热点甚至远离居民区，最大限度的降低对周边居民的干扰。

2 城市集中供热管网系统优化设计方法

2.1优化管网布局设计

进行城市集中供热管网系统的管网布局设计优化，需要对施工区域进行准确的现场勘查，研究其可行性。集中供热管网的布局应结合城市的规划，充分考虑其对电力网络路径和交通路线等的影响。管网布局应结合实际情况进行设计，做好前期调查，以布局区域的供热需求为基础。同时，在进行管网布局时，应充分考虑经济性，应尽可能做好节约，降低施工成本。

2.2合理选取供热管网直径

供热管网直径的选择是十分关键的，它直接影响到集中供热管网系统的负载能力和供热效率。在设计中，应结合实际对供热管网直径进行重点优化设计。供热管网直径具有一定的离散性，应结合实际情况进行多种组合，并将管径的变化控制在一定的范围内，确保不能超出上限值。管网直径与管网的流量有直接关系，要求其能够承受足够的热负载值。设计中，还应该对管网的负载能力进行准确预测，并预留一定的富余，保证整个系统的安全。管网的设计应结合城市发展规划进行，以满足不断增长的供热增长需求。在充分考虑经济性的前提下，对管网直径进行优化，防止进行重复性投入，确保集中供热管网系统符合经济性原则。

2.3优化供热管网管线

近年来，随着城市集中供热成为主要发展方向，供热点逐步减少。与此同时，对供热管网的建设和投入不断增加，对供热管网管线的优化也迫在眉睫。对城市供热管网管线的优化，应充分考虑经济性、合理性、技术可靠性的原则。在进行主干线优化设计中，应尽量缩短管线长度、减少阻力，并设计在热负荷集中区。这样可以提高管线的利用率，提高经济效益。在进行管线布局设计时，应进行全面的地质勘查设计，将管线布置在地质稳定的区域，不得布置在土质松软、稳定性差的区域。对管线上阀门和附件的数量和位置进行合理布局，以减少不必要的浪费和消耗。另外，还应该尽量不与交通线路重合，以减少互相影响，尤其是加大了后期的维护和检修困难。

2.4优化供热管网的管道设计

供热管网的管道设计优化主要是减少管道的长度，降低由于管道过长而造成的热量损失和阻力。在设计中，注意对阀门的合理布局，减少管道不必要的热量损耗，提高热传递和热交换的效率。管道优化设计主要使管道避开软土地段、防止生产生活破坏或影响管道、对管道的分布形式和穿行方式进行优化，以保证管道运行的稳定性。

2.5优化供热管网运行方式

在对我国原有城市集中供热管网系统进行调查发现，资源浪费、经济效益差是普遍存在的问题，这主要是由于运行方式落后造成的。近年来，随着科学技术的不断进步，研制出了新型的供热管网系统，并逐步投入使用。与原有城市集中供热管网系统相比，其运行效率有了大幅度提高，减少了资源浪费，降低了成本。但是，这种新型供热系统对整个供热管网的调节功能要求比较高，实际运行过程中仍存在一些问题，还应该不断完善。但是，随着国家对节能环保，减少污染方面的控制力度逐步增大，对原有城市集中供热管网系统的运行方式进行优化，不仅可以减少资源浪费，还可以提高供热管网系统的稳定性和可靠性，具有很高的经济效益和社会效益。

3 结语

城市集中供热管网系统的运行情况与城市居民的生活质量息息相关。通过对城市集中供热管网系统进行优化，可以使其使用性能得到更好的发挥。可以降低施工成本，提高热量的利用率，减少污染和浪费。随着城市人口的不断增加，对城市集中供热管网系统提出了更高的要求，我们应该不断将新技术应用到管网系统优化中去，以促进其不断发展进步。

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Studyonoptimaldesignofurbancentralizedheatsupplypipelinenetwork

LiuLanping

(TaiyuanHeatingPowerCo.,Taiyuan030000,China)

In order to solve the problems existing in the urban central heating system, this paper mainly studies the optimization design of the whole system. The article elaborates the advantages, problems and optimization design methods of the central heating pipe network system, which can improve the system function, reduce the heat loss and improve the heating efficiency.

central heating, pipe network system, optimal design

1009-6825(2017)32-0100-02

2017-09-04

刘兰萍(1966- )，女，工程师

TU995.3

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