浅谈城市供热管网的规划设计

李文军

摘 要：由于大部分的供热管网资费都是由国家投入，而需要覆盖供热管网系统的城市有很多，因此合理的规划设计和做好成本控制是由当前形势所要求的。城市供热管网规划设计的不足，造成资源的浪费，目前我国当前供热管网失水率远远超过了规定的标准，在很大程度上影响了供热的质量。再者城市供热系统在处理水的时候投入了过高的成本，直接影响了供热管网的效益，甚至造成投入大大超过收益，入不敷出。不利于大面积的供热管网覆盖。因此，相关部门必须制定具体措施，做好规划设计，控制成本，保证供热工作的正常进行，达到预期的效益。成本控制对于节约工程投资、提高供热质量和企业经济效益有着非常重要的意义。本文分析了我国城市供热管网的现状，指出了其中的不足，并提出了做好规划设计和成本控制的措施。

关键词：供热管网；规划设计；成本控制

1 引言

城市的供热管网系统主要广泛应用在我国北方寒冷地区，近年来，随着城市集中供热的发展，人们生活要求越来越高，对供暖设施的要求也随之增高，供热管网在城市的覆盖面积越来越大，服务于人民。而在供热管网的迅速发展中也存在一些问题，规划与设计的不足导致资源的浪费以及影响城市的美感。文章结合实际，对城市供热管网的规划设计及成本控制提出了一些看法。

2 城市集中供热管网现状及特点

随着我国经济的迅速增长，城市化建设进程逐渐加快，其最显著的特点是大中城市不断向周边县市扩展。城市的扩展必然要新建和翻新许多工民建筑，供热管网也需要不断扩展与更新。但是，供热管网在建设之初考虑并不周全，其扩展能力远远满足不了用户的需求。为了节约成本，供热管网多是一段一段地施工，呈单一枝状延伸。而为了满足一些特殊用户的需要，甚至采取加粗管道的办法，出现了二次网管径大于主管网管径的不合理现象。供热管网的合理布局是城市建设和发展的前提条件。因此，必须对其进行合理地优化设计。我国城市集中供热管网的特点主要是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。同时有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，而这样存在一定的问题，水力工况和控制十分复杂。因此，应结合供热管网的特点，对城市集中供热管网进行优化设计。

3 优化供热管网规划设计的措施

供热管网优化可分为三个方面，其一是管线布局优化，其二是管径设计优化，其三是管理运行的优化。把握好这三个方面的优化设计，将极大提高供热管网的运行稳定性，同时也为城市的科学规划奠定了良好的基础。

3.1 优化管线的布局

管网的管线布局上必须达到两个目标，即技术上要可靠，经济上要合理。技术上可靠是指管线应少穿主要交通线，一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方，地上敷设的管道，更要达到不影响城市环境美观，不妨碍交通的目标；管线还应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段；供热管道与各种管道、建筑物应协调安排相互之间的距离，保证运行安全、施工及检修方便。经济上合理是指要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件的合理布置；主干线应尽量走热负荷集中区，尽可能使其数量减少。

3.2 优化管径的设计

在管线布局、管径设计和管网运行这三部分中，管径的优选是优化设计的核心问题。在管径的设计优化过程中，要根据工程实际给定管径的上限，使管径能在合理的范围内取值。管网设计时，各管段的直径是根据供热管网各管段的计算流量和比压降范围来选定，而流量大小最终由热负荷而确定，管径确定前，需要对各管段的现有热负荷进行准确计算，对负荷将来的增容进行合理预测。根据流动力学性质，管径愈小产生的流动阻力愈大，输送过程消耗越大，生产成本变高。相反管径愈大产生的流动阻力愈小，生产成本变低，但由于使用较粗管道，大大增加了基建投资。因此，衡量两种情况的得失，最终选择两者兼顾的方案。

3.3 优化管网系统

从我国各城市集中供暖的情况来看，经济性差、浪费严重是最显著的特点。而随着供暖技术的不断发展，各种新的供热系统被应用，供热管网的调节工作日益受到重视。目前，在调节工作中普遍遇到的问题是供热管网冷热不均的现象，这一现象的主要原因是水力失调所致。换句话说，管网内水力平衡是管网系统平稳运行的关键要素。消除水力失衡的办法是加装动态调控设备，利用其预设功能对各个环路进行调节。这种设备不仅实现了自动调控，还不影响其他环路的用热量，也不产生噪音或振动。但是不能过分依赖这种设备，有的时候可能因某些原因而出现稳态失调，所以使用动态系统时一定要注意对稳态失调的防范。

4 加强供热管网成本控制的措施

在供热管网设计的时候，相关的部门就予以管理，把可能出现的问题从源头进行预防，尽量使用节能管材和相关配件。在规划设计的时候，要在合适的间距间设置分段阀门，如果使用不预热的无补偿直埋敷设管道，必须确保它的最小敷土深度达到标准的规定，一旦没有符合要求，应该立即采取相应的保护性措施加强管网防负荷措施，力争从根源上预防供水管网的失水问题，减少资源浪费。

相关部门颁发供热经营许可证给那些专门的供热公司，要求他们在规划设计的时候，注重成本控制。与此同时，确保供热公司在维修的时候做到维修到位，避免因效率不高而造成的资金浪费，实现从系统上消除浪费的问题。采用先进的监控管理设备，加快城市管网自动化建设，培养专门的巡检人员，对管网定期巡查，及早地发现问题，把问题解决在发生之前，从最大限度上减少城市供热管网的漏失率。对大型供热管网实施全面的微机监控系统，节水节能。微机监控系统里包含水压图、历史曲线图和耗水分析图表、报表管理、档案管理、决策分析、自动打印，它能实施现时监控及时进行系统优化，掌控供热系统，改变先前检修和维护不及时的弊端，大大提高了工作效率，节约了成本。

建立科学完善的管理体制，加强成本控制。因为二次网增加了热源水、补水的费用，并且，供热管网运行的系统结构比以往更复杂，增加了更多的不确定性因素，水利失调的概率加大。与此同时，由于二次网集中利用了分散供热系统，此系统非常陈旧并且缺乏维修，泄漏情况比较严重，致使一次网大量的优质水白白浪费。由此可见，为了合理控制成本，建立一个科学合理的管理体制是非常有必要的，供热中心应该有直接的负责人，积极调度，全权掌控监管体制的实施。加强各部门的明确分工，增强责任感，有效及时调节管网系统，保证城市供热管网的正常运行。依据当地气候，在二次网老化漏水问题出现并未得到有效解决时，采用分三阶段改变供热流量的调节措施，从而缓解管网漏水的程度。由于采用了微机管理系统，严格区分开了各阶段的任务，把初寒期、严寒期、末寒期予以了相当详细地安排，也根据每天室内外不同的温度变化，以确定供热的流量、压力，保证供热系统的节能减排。从根本上减少资源的消耗和资金费用。

5 结束语

总的来说，城市供热管网对于整个城市的建设有着非常重要的作用，直接影响着人们的生活质量。因此，相关部门必须重视对城市管网的规划设计，建立相关机构，利用先进的监管技术，保证城市管网的正常运行。同时做好成本控制，针对城市供热管网失水现象，制定出行之有效的解决措施，遏制资源的浪费，节约水源，保证管网的高效率供热。加大成本控制力度，有效降低成本，有利于城市的崛起和经济的发展。

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