城市集中供热管网设计浅析

贾舒

（太原智博热电工程设计有限公司，山西太原 030000）

集中供热系统建设既是现代化城市建设的重点内容，同时也是社会各界关注的民生焦点问题。优化集中供热管网设计，可以显著提高居民的生活水平。对此，本文就将论述集中供热管网系统建设的优势，概括城市集中供热管网系统建设现状，并提出一系列具体的优化设计策略，旨在为设计人员提供有价值的参考意见。

1 集中供热管网系统的优势特点

1.1 提高供暖质量，加强民生保障

城市集中供热系统，可以利用远程温控系统对热网温度进行调节，中和用户网的传热能力，从而实现用户室内所需设计温度。当用户室内设计温度达到预定温度值后，热网调节基本保持不变。由此，可保障居民室内温度恒定、降低能耗，另一方面，由于热力站远离居民区，可避免供热设备噪音对居民的正常生活造成不必要的干扰。因此，集中供热的实现可保障居民恒温、舒适的生活环境。

1.2 节约能源，保护生态环境

优化集中供热管网设计，可以提高资源利用率，减轻环境污染。居民采用分散小锅炉和散煤采暖，供热能耗居高不下，浪费能源严重，也给大气环境造成了较大的污染，环境脏乱差，影响城镇形象。集中供热实施后，相对采用分散小锅炉和散煤采暖，可有效减少氮氧化物、SO2及灰渣排放量，将明显改善当地的大气环境，充分体现环保效益。

随着可持续发展理念的深化落实，人们的节能环保意识不断增强。在这样的背景下，设计人员要将节能环保理念融合到设计作业中，以优化资源分配，发挥出资源的最大利用价值。

1.3 实现自动化控制

目前，城市集中供暖管网系统普遍采用自动化控制模式。采用自动化控制模式最显著的优势就是可以根据室外环境温度的变化，对室内温度实行灵活调节，在改善室内环境的基础上，减轻工作人员的工作强度。与此同时，采用自动化控制方式，可以降低供热故障发生的概率，优化供暖水平。同样重要的是，集中供热管网系统建设，也是减少能源损耗、减轻环境污染的关键举措。总而言之，加强集中供热管网系统建设，优化集中供热管网设计，对推动城市经济建设与生态文明建设的协同进步具有重要意义。

2 国内城市集中供热管网系统建设现状

现阶段，国内大多数城市采用热力电力联合生产的集中供热方式。部分城市受到地理位置、自然资源以及经济发展等各方面因素的限制，采用以区域锅炉房供热为主的供热方式（如图1 所示）。当然，无论是采取何种供热方式，最终目的都是满足人们的取暖需求。

图1 热水锅炉采暖

目前，国家逐步加大对集中供热系统建设的重视力度。城市集中供热管网覆盖面积越来越广，集中供热总负荷也越来越大。然而，部分城市在集中供热系统建设初期阶段，并未充分考量城市的整体发展概况，导致集中供热系统的供热能力无法满足城市未来发展的需求。

大多数供热管网呈单一枝状延伸，尽管这缩小了供热管网覆盖面积，缩短了供热管道路径，节约了部分建设成本与运营成本，但这也导致管网线路布局缺乏科学合理性。当远期供热面积增加时，盲目增加分支管、加大管径，不考虑整体热网的水力、热力平衡，导致无法满足用户的用热需求，不仅造成能源浪费，也增加后续的运营管理成本。由此可知，优化集中供热管网设计是推动城市快速发展的必要前提。

3 城市集中供热管网的优化设计方法

3.1 优化管网布局设计

优化集中供热管网设计，首要环节就是前期调查，对项目进行可行性研究，保障供热管网布局规划的合理性与可行性。前期调查是指深入工程区域进行现场勘查，进一步明确了解供热范围内以及周边区域原有的供热管道、电力管道、天然气管网、光纤网络管道的数量及分布情况，结合整体城市规划发展要求，对集中供热管网展开合理优化的设计。与此同时，优化集中供热管网设计，还要注重成本分析，将集中供热管网系统建设成本与运营成本控制在合理范围内。在对城市集中供热管网进行优化设计时，还需结合当地的供热发展专项规划，保证供热管网的供热能力能够满足城市未来数年内的供热需求，同时考虑整个供热管网的热力、水力平衡，合理的布置管网敷设路径及管路附件，以保障供热管网系统运行的持续性、安全性和稳定性。

3.2 选取合理的供热管网直径

优化集中供热管网系统设计，可以在很大程度上减轻整个供热系统的负载压力，有效提高供热效率。在优化集中供热管网系统设计时，要根据供热区域的现状面积和未来规划的面积分别作水力计算，确定整个供热管网的供热管径，且根据实际情况，选择合适的管道直径。

可以说，供热管道直径决定了整个供热系统的供暖流量。为此，设计人员应根据供热系统的热负荷值，选择合理的管道直径。在确定管道直径参数时，充分考虑整个供热系统的负载能力，预留一定的富余量，以保障供热系统的持续稳定运行。参照城市未来规划发展要求，对集中供热管网系统加以设计，防止产生不必要的经济损失。

3.3 优化供热管网管线设计

近年来，现代化城市建设进程不断加快，对集中供热管网系统也提出了更高要求。随着能源供应短缺以及生态环境污染问题的加重，集中供热逐步成为城市供暖的主要形式。尽管国家逐步加大集中供热管网系统建设方面的投资力度，但是在集中供热管网设计方面仍存在一系列问题。为此优化集中供热管网设计就显得尤为重要。

在优化集中供热管网设计时，应将主供热管道布置在热负荷集中区，最大程度的缩短供热管道路径，减少热力损失，降低投资成本。尽可能的减少集中供热管道上的阀门、附属构件以及补偿器的数量，进而有效控制热量损耗，同时保证热网运行的安全性，还可以节省运营成本和维护保养成本。

3.4 完善供热管网管道设计

保证供热管道敷设的合理性，是推动整个集中供热系统持续稳定运行的必要前提。根据管道及其阀门、补偿器等外形尺寸以及必备的施工空间，合理设计供回水管的间距、垫砂层的厚度和基底处理方法，合理确定管道的敷设深度。从而减小土壤作用于管道的压力、机动车对管道的冲击力，保证管道的整体稳定性、径向稳定性。

采用城市集中供热管网系统供热，可以有效减少热源数量，简化供热管网敷设，扩大供热管网覆盖面积。但从减轻管道热量损失方面来说，优化管网路线是至关重要的。首先，沿道路一侧铺设管道，使管道延伸方向与道路平行，最大程度的减小管道穿越路基对道路交通造成的不利影响。其次，将管道铺设在稳固地基上，如果工程所在区域的土质条件不良，则需要实施换填和夯实加固处理，增强地基的稳定性，防止发生不规则沉降，从而推动集中供热管网系统的持续稳定运行。最后，根据不同区域的集中供热需求，优化管道敷设路径，减少管道阀门数量，从而控制热量损耗。

3.5 优化供热管网运行方式

我国城市集中供热管网系统普遍存在能源损耗高，环境污染重，经济效益低等问题。归根究底是由于集中供热管网运行方式落后。近年来，城市集中供热管网系统建设越来越完善和成熟化。尽管城市集中供热管网系统的运行效率得到了显著提高，但其中仍存在一系列的重难点问题。

新型城市集中供热管网系统对管网的调节功能提出一定的要求。只有不断对原有管网系统实行升级改造，才能满足调节功能要求。总而言之，随着国家逐步加大环境保护力度，优化集中供热管网系统的运行方式已成为行业发展必然趋势。

4 结束语

综上所述，现代城市集中供热管网系统已经成为国内城市最普遍的供热方式，并且得到广大居民的认可。然而，城市集中供热管网系统规划建设仍存在一系列问题。只有不断革新优化供热管网设计，做好管道规划，优化管网布局，才能有效控制热量损耗，提高资源利用率，进而减小集中供热对环境产生的影响，加快城市建设进程。