城市集中供热管网系统的优化设计研究

城市集中供热管网系统的优化设计研究

李征

北京建筑大学北京市100043

摘要：随着社会经济的不断发展，环境污染与经济发展的矛盾日益突出，而可持续发展战略的提出，对于环境保护的重视力度也在不断的增强。而就在这种环境保护的大环境下，城市集中供热形式是有效解决城市污染的一种重要手段，不仅通过集中供热管网给城市中大部分居民提供冬季供暖，还能提高能源的利用效率，真正减少环境污染。但是，随着城市规模的不断增加，对城市集中供热管网系统的设计要求带来一定的难度，因此要不断的对集中供热管网系统进行优化设计，从而更好的为城市居民提供服务。

关键词：城市；集中供热管网；优化设计

引言

城市集中供热管理系统的运行状况与城市居民的日常生活有着非常重要的关系，因此对于城市集中供热管网系统进行相关的设计优化具有非常重要的意义，不仅降低供热的成本，还能提升供热的效率，并且对于环境保护等都具有非常重要的作用。因此随着我国社会不断的发展，对于城市集中供热管网系统的设计优化非常必要，能够使城市发展更加稳定与快速。

1我国集中供热发展现状

截止到20世纪80年代，锅炉房供暖仍是我国北方地区的主要采暖方式。随着改革开放的提出及不断深入，我国城市建设得到了快速发展，各地政府先后出台相关政策鼓励支持集中供热事业的发展。自上世纪90年代以来，国家计委、建设部等先后就城市集中供热事业发布了一系列通知及要求，为城镇供热事业的发展指明了方向，极大地促进了城市供热事业的改革。自21世纪以来，我国国民经济得到显著发展，人民生活水平上升到一个新水平，人们的关注度逐渐从物质需求的满足转向对环境健康的重视，进一步促进了我国集中供热事业的改革和发展，无论是规划设计方面还是实施运行方面，我国城市集中供热事业整体上实现了一个质的飞跃，当前在城市集中供热体系中推行的热电联产已被越来越多的人所认识并认可。尽管我国作为一个能源大国而存在，然而由于自然资源的不可再生性，使得人们不得不重视对资源和能源的有效利用和节约，这在我国范围内已经引起了高度重视，我国政府正致力于对现有资源的有效利用以及对可再生能源的大力开发事业。未来国家要实现可持续发展，就必须加强节能减排。而城市集中供热系统由于需要消耗大量能源，故必须进行系统的节能性研究，尽可能提高资源的利用率。

2城市集中供热管网优化设计的特点

2.1供热效果好，节约能源

城市集中供热管网的管理非常方便，不仅提升能源的利用率，还能达到最大化的环保。例如，城市在没有采取集中供热时期，企业或者是住宅小区都是自己供热，不仅需要大量的煤炭资源，还会产生污染气体，对环境造成极大的破坏，此外还会浪费热能。而通过城市集中供热管网系统的应用，拆除私自供热装置，降低环境污染，还能减少煤炭能源的浪费，并且大提升热能的利用情况。此外，城市集中供热管网系统不仅对供热质量有了保障，还能根据环境温度的变化集中调节供热参数，降低运营成本。

2.2有效降低空气污染

城市中采用集中供热管网系统，不仅控制能源消耗，用少量的能源发挥巨大作用的效果，从而减少因为供热所产生的各种气体对大气造成的污染。因为传统的小型锅炉在供热过程中，需要燃烧大量的煤炭资源，对环境造成的严重污染。但是，采用集中供热管网系统，不仅解决了环境污染的问题，还可以有效控制能源。此外，集中供热管网系统不仅节约了能源，还降低了各种有害气体的排放，使得空气质量得到保证。

2.3自动化程度高

随着科学技术的不断进步，城市集中供热管网系统的管理已经能够实现自动化。根据室外的环境气候调整整个供热管网的温度，满足居民的日常生活需要，减少资源的浪费。并且，自动化管理模式中还能有效降低各种故障的发生风险，提高整个供热管网的运行效率。

3城市集中供热管网的优化设计

3.1对管线的布局进行合理规划设计

工作人员应当保证管线布局工作具有高度的可行性，这也是城市供热管网设计的关键性所在。设计人员应当深入考察和勘测施工区域的地质特点与环境特点，根据情况进行管线的布局规划工作。在此项工作中，设计人员还需将管网布局的影响考虑在内，例如，要深入分析和假设管网布局对周围施工区域的基础设施的不良影响，是否对周围的交通布局、电力网路产生影响。此外，同时也要将管线布局的经济性考虑在内。可行性的分析固然重要，但是经济性分析也具有相当重要的地位，设计人员要在保证管线布局的可行性基础上近最大可能地做到节约成本。

3.2科学地设计管网的直径

管网的直径设计也是一项非常重要的工作。一般而言，管网的直径有着一定的离散型特点，因此，供热管网的优化设计应当对管径进行重点的关注，根据实际的情况设计多种组合方式。与此同时，还需要综合考虑热管管网的流量设置以及管段的直径设置，在设计中，要使得设计的直径能够承载管道的热负载值，同时也应当留有一定的富裕度，更好地体现经济性的原则。在设计环节中，不但要满足供热的需求，更要将经济性原则考虑在内。

3.3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。

3.4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。一方面是对热网参数做出调整，减少水力失调，冷热不均；另一方面是匹配热量、按需供热。现在的集中供热系统往往是巨大复杂的，对于失调现象的消除需在正确的调解方案指导下，在集中指挥下，在供热阶段的各个时期均要进行反复多次调整工作的结果，而不是仅在系统投入前仅对各站进行一次调节就能解决问题的。在采暖季节里，室外参数是变化的，由于建筑的热惰性造成在供热时反映在温度上的滞后性以及按人的作息规律如何实现人性化供热等均对按需供热提出新的要求。显然在传统的手工操作条件下，这些工作对于技术人员是不可能完成。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。

结束语

集中供热已经成为当前城市供暖的主要形式，其供热管网的设计和每一位居民的生活息息相关。随着可持续发展战略的深入人心，管网的设计和运行也应当逐渐向着绿色发展、节能降耗的方向迈进。通过对城市供热管网的优化设计，可以大大地节省自然资源，实现节能降耗的功效，但是在这样的设计环节中，必须综合考虑管网的经济效益、环境效益以及安全效益，提高其可行性。随着人们供暖需求的不断增加，进一步要求设计人员创新和改革管网的设计，进一步推动城市供热管网设计工作的向前发展。

参考文献

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