城市集中供热管网改造优化分析

城市集中供热管网改造优化分析

张晋波

(长治市惠城热力有限公司山西长治046000)

摘要：随着我国城市化建设进程的加快，我国城市供暖管网改造工程不断增多，通过对城市供热管网进行优化，可以有效的节省投资，降低能耗，所以当前城市集中供热管网的优化设计越来越受到大家的关注。通过城市集中供热管网的优化设计，可以有效的提高城市供热的效率，具有节能和环保的重要意义。

关键词：城市集中供热；管网改造；优化；分析

1集中供热管网系统的优点

1.1供热质量较高，对居民干扰较少。城市采用集中供热管网系统，其在连续加热到系统设定温度时，则会自行停止加热，不会受到室外温度的影响，能够有效的保证恒定的温度。由于管网系统运行具有一定的间歇性，可以实现能源的节约。而且供暖设备噪音较低，同时与城市居民区距离较完，不会对周围环境带来干扰。

1.2减少空气污染。集中供热管网系统具有较好的集中性，而且烟囱在设计上采用不同的高度，有效的降低了对环境的污染。利用集中供热管网系统，锅炉容量较大，发电效率较高，有效的实现了能源的节约。

1.3自动化程度高。集中供热管网系统实现了自动化控制，可以根据室外温度自动进行动态调整，确保供暖的质量，而且有效的降低了工人的劳动强度。同时利用中央加热设备，其质量普遍较高，所以运行上具有较好的可靠性，系统故障率较低。采用集中供热管网系统进行采暖，不仅是实现能源节约和环境保护的重要途径，而且也是当产前城市现代化建设及经济发展的必然趋势。

2供热系统存在的问题

随着改革开放的不断深入，我国经济得到了快速发展，人们生活水平有了很大的提高，人们居住环境也在不断地得到改善，集中管网供热也得到了迅速的发展，城市集中供热已具备了一定的规模，但当前仍存着一些问题，主要表现以下几个方面：

2.1热源：我国目前集中供热燃料仍以煤炭为主要燃料，而采取煤炭为燃料进行供热，大气污染较为严重，而且投资也较大。具体体现在：第一，由于集中供热是近些年来发展起来的供热模式，过去传统的分散小锅炉房还比较多，而国家对采取集中供热还是分散供热又没有明文规定和强制的措施，所以一些分散小锅炉一直在延用，造成大量能源浪费，城市环境污染比较严重。第二，采用集中供热的大城市，目前所配备的热电厂和锅炉房的单机容量普遍存在着偏低现象，造成能源浪费严重，利用率较低，从而提高了供热成本。

2.2热用户：目前，我国城市居民室内取暖系统仍以单管垂直串联系统为主，系统内垂直系统供热严重失调，高层、低层冷热不均衡，高层热的开窗户，低层冻的不行，供热质量较差，能源浪费严重。

2.3热网：1、管网布局不合理。由于经济的迅速发展和人们生活水平的提高，许多工业和民用建筑不断的新建和翻新，从而新增了不少的供热支管线。但这些新用户在布设供热管网时，没有经过现场考查科学计算管道用量，一段一段地进行管道敷设施工，使一些管线呈单一枝状延伸。2、供热管网采用静态运行模式：随着社会经济的迅速发展，人们生活水平的提高，住房面积不断的扩大，各种能源消耗也随之大量增加，在能源如此珍贵的今天，寻求一种既节约能源又能满足居民供热要求的供热系统运行方案就显得越来越重要。目前，在城市供热系统中已运行的调节方案有，量调节，质调节，质、量并调。这几种调节方案都没有考虑到供热系统的热惰性，供热系统是从静态出发，造成了能源的浪费。3、热力失调比较严重：目前，在生活热水、供热采暖管道中，热力失调现象比较严重，为解决此现象，供热锅炉必须加大机组和水泵的额定容量，导致投资增加，能源浪费严重。

3城市集中供热管网的优化设计分析

3.1供热管网直径的优化设计

直径的优选优化设计问题是核心问题。工程的直径是离散的，所以在优化设计时，对于每一种管道布置，注意管径优化不同的组合。在设计优化过程中，根据给定的上限，使管道的直径能值是在合理的范围内。在管网设计中，保证各管段直径是根据供热管网和各管段的流量设计决定的。计算管道直径，确定管道上热负荷的准确值，对于未来的负载能力进行合理的预测。当管径较小时会产生运送阻力大，动力消耗成本大的问题。因此，在供热管网布某些情况下，我们要设计一个最佳的直径，即最经济的管的直径，在这种情况下，投资于基础设施和电力总消耗费用最小。管径的选择满足一定的技术条件，并能达到最优的经济。关注于对城市集中供热管道的管径的设计和研究，通过设计出具有经济性、合理性、适应性的合理直径，不仅可以充分发挥城市集中供暖的优势，满足城市的供暖需求，还能从根本上促进管道生产企业的生产，提高生产施工行业的经济效益。

3.2供热管网的管线的布局设计

供热管网的管线设计应本着经济合理性、技术可靠性进行设计，主干线尽量走热负荷集中区，力求短直，以免造成阻力损失或是投资过大。合理布置管线上的阀门、管道附件以及补偿器等，数量尽可能的减小。管线在设置时应尽量避免土质松软、滑坡危险地带或是容易发生地震的区域，还需要注意尽量不穿主要交通线，最好沿着街道的一侧，以免影响美观性，协调安排管道间与建筑的布置，保证维修施工等都比较方便。

3.3供热管网管道的优化设计

随着我国城市集中供热热源点降低，供热管网建设投资增加，在热负荷集中的地区，以避免管道太长。管网布局必须实现两个目标。首先，管道应在主要交通线路上，一般平行于道路中心线，沿着街道两侧铺设。如果有更多的管道铺设，要以达到不影响城市环境美观，不妨碍交通的目标。其次，管道铺设避免在软土地区，山体滑坡的危险带和地下水位较高的不利位置。加热管和各种管道，和建筑物应相互协调，保证操作的安全性，建设和维护方便。最后，应注意对管线阀门的支付门的布局合理。应遵循热负荷集中地区，尽可能使在数量上的减少。只有关注于对城市集中供暖管道进行合理的优化，才会从根本上完成对城市集中供暖系统的良好优化，才能整整落实我国关于节能环保的一系列政策。

3.4供热管网运行的优化设计

我国集中供热管网在运行过程中出现资源严重浪费现象，经济性非常的差。随着科技的发展，不断有新型的供热系统被建立，因此供热管网的调节作用显得越发重要。目前集中式供热管网由于供热管网水力失调，普遍存在冷热不均的现象。管网的水力平衡是管网运行效果的决定性因素，因此在设计时必须利用技术选择最佳设计方案，保证先进性和积极性，实现集中供热管网正常运行。集中供热管网在运行期间需要及时调节，确保用户的热负荷保持在正常水平，如在用户热负荷过大时，需要进行调节以加强热负荷的波动与后期的调节难度。

3.5采用先进技术，完善供热管网系统的设计

节约能源已经成为当前的社会性主题之一，与此同时有很多公司都生产节能产品，可以在施工过程中有选择的采用先进的节能技术，完善供热系统。如在蒸汽系统的使用方面，由于蒸汽使用不连贯的特点，容易造成管路的气击、水击现象，造成对管路的破坏。因此，应尽可能地减少蒸汽管路的附件数量，可不设套筒补偿器及波纹补偿器，减少管路的维修，减少管路故障造成的停气，使供气得到保证。

结束语

城市集中供暖系统与人民群众的生活息息相关，所以人们对城市供热的规模、合理性及经济性越来越关注，特别是在供热系统节约能源问题上，人们更倾向于技术可靠性和成熟性较高的供热系统，从而实现能源的节约和实现对环境的保护。因此对城市集中供热管网系统进行优化设计，可以有效的提高城市集中供热管的供热效率，更好的加快推动现代化城市的建设步伐。

参考文献:

[1]安雷.城市集中供热管网优化[J].中国新技术新产品，2011，20（19）.

[2]张晓松.城市集中供热系统现状和问题分析[J].煤气与热力，2011，21（11）.

[3]吴宏伟.城市集中供热管网的设计施工及优化[J].城市建设理论研究（电子版），2013，12（21）.