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城市集中供热管网优化设计探思

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：臧磊1 付连鸿2

[导读] 改革开放以来，我国经济迅速发展，城市化进程不断加快，这对城市供热管网的设计提出了更高要求。随着国民生活水平的提高，人们对供热管网的优化工作越来越重视。通过对供热管网进行优化改进，可以有效提高资源利用率减少资源在运输过程中的损耗，充分响应国家“节约能源，绿色生活”的号召。

辽宁红沿河核电臧磊1
辽宁工程技术大学机械工程学院付连鸿2

摘要：改革开放以来，我国经济迅速发展，城市化进程不断加快，这对城市供热管网的设计提出了更高要求。随着国民生活水平的提高，人们对供热管网的优化工作越来越重视。通过对供热管网进行优化改进，可以有效提高资源利用率减少资源在运输过程中的损耗，充分响应国家“节约能源，绿色生活”的号召。所以，本文将结合所学知识，对促进城市集中供热管网的优化工作提出一些建议。
关键词：管道设计；自动化；供热调节方式
        引言：
        在我国城市规模不断扩大的同时，人们不得不面对随之而来的环境问题，世界各地的相关部门不断呼吁民众开始保护环境节约能源的绿色生活。因此，对城市集中供热管道的优化工作非常重要，本文将从多个方面对优化策略进行分析。
        一、城市集中供热管网的优势
        1、实行自动化设计
        现在，大多数城市集中供热管网都使用自动化控制，这样不仅可以将人工解放出来，避免由于人工操作失误造成线路故障的情况，还可以通过自动化设备，对城市内建筑的温度进行监控，并合理控制供热管道输送的热量，提高资源利用率，达到节约能源的目的。同时，对供热管道进行自动化控制也在顺应我国城市现代化发展的潮流。
        2、对供暖质量进行严格要求
        通过对自动化设备进行设定，严格控制供热管道输送的热量，使得温度不受外界气温影响达到预定的温度，并在供热时采用间歇设置，不仅可以使供热的房间温度一直保持在比较恒定的温度，还可以在一定程度上提高能源利用率达到节约资源的目的。另外，在布置供暖热源时要严格控制其噪音对周遭环境的影响，尽量布置在原理居住区的地方，尽可能降低对居民生活的影响。
        3、对供热系统进行环保设计
        对城市供热管网的进行环保设计，尽可能地降低对环境的污染。比如对供暖热源的烟囱的高度进行处理，使其高度不一。对供热管网的集中性进行优化，使得燃料转化率进一步提高。设计人员应时刻重视对供热系统进行环保方面的考虑，充分顺应低碳环保的设计理念。
        二、城市集中供热优化的方向和细节
        1、对管道走向进行规划
        供热管道作为城市集中供热系统的重要组成部分，在铺设前必须进行合理的规划，避免当投入使用时出现管道路线偏远导致热量消耗过大的情况。同时，尽量避免供热管道出现过多的管道节点和阀门等容易发生故障的部位。在设计管道路线时，要注意以下三点：第一，尽量避免将管道铺设在土壤松软的地区，防止因环境问题导致管道出现故障。第二，管道的铺设尽量不要穿过主要交通干线，避免在进行管道铺设时影响当地的交通。第三，管道的铺设最好设置在远离城市建筑群等建筑密集的地方，将其铺设在较为空旷的区域，不仅在施工过程中不影响居民生活，还便于以后的检修工作。
        2、对管道直径进行控制
        管道直径的控制是供热管网优化的首要任务。在选择管道直径前，相关部门要对铺设环境进行考察，并结合实际需要确定管道直径所能允许的最大值，后续施工时不得超过这个数值。而对于实际需要的考虑，主要包含以下几点：
        （1）对管网的压降范围和预计流量进行调查。
        （2）根据预计流量计算出管网的热负荷值。

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        （3）对于对管道阻力要求不大、对运输效率有着较大要求的情况，选用较大直径的管道。
        （4）对于要求基础材料成本低、对运输效率要求不大的情况，应选用较小直径的管道。
        3、对于管道布局的优化
        近些年来，我国城市中供热热源的数量越来越少，因此需要更大规模的供热管网以满足城市需要，管道布局的重要性便凸显出来。对于管道布局的优化，主要采用以下策略：
        （1）将管道沿着交通干线进行铺设，一方面便于运输，另一方面不会占据过多的城市区域影响城市面貌。当管道投入使用时，也不会影响正常的交通。
        （2）尽量避免将管道铺设在软土区域，避免因土质问题造成管道的损坏。
        （3）供热管网应设置在较容易维修的位置，避免当出现故障时维修困难。
        （4）在对供热管网的节点和阀门进行布置时，要避免过多的使用以减少故障率。
        4、对供热管网运输过程的优化
        我国现有的供热管网或多或少都存在着效率低下、铺设成本过高的问题。随着城市化进程不断加快，这些问题将进一步凸显。因此，相关部门必须对供热管网的运输过程进行优化。比如：对经常出现水力失调的管道使用动态调控系统，保持管道水力的动态平衡，避免出现水力失调导致水温不均匀的情况。动态调控系统可以实现调控自动化，对水力进行修正。但是，动态调控系统也有弊端，当其过地被多使用时，可能会出现稳态失调的情况。所以，在使用动态调控系统时要做好出现稳态失调的应对措施。
        5、对管道供热进行调节的方式
        供热调节的主要使用场景为建筑物内部，通过对供热系统的动态平衡，将室内温度保持在一个较为稳定的范围。当供热系统处在稳定状态，在理想状况下忽略运输路线上的热量损失时，供暖热源的发热量应等于室内收到的热量。同时管道的热负荷量也在允许范围内。在对供热系统进行调节时，主要有以下四种途径：
        （1）质调节。通过改变供热网络的供水温度进行调节。
        （2）量调节。通过改变供热网络的供水量进行调节。
        （3）对质调节的各阶段水流量进行调节。
        （4）间歇调节。通过改变供热时间段和频率进行调节。
        对城市集中供热管网进行调节对于节约能源、更好地保证居民需要有着非常重要的作用。在实际投入使用中，北方地区昼夜温差大的情况可以很好地被解决。
        三、总结
        改革开放以来，我国经济飞速发展，城市化进程不断加快推进，城市供热管网的规模也在不断扩大。出于城市居民和其他使用单位对热量的需要，对城市供热管网的优化提出了更高要求。因此，管道布局设计人员要对供热管网的效率、成本、铺设难度和故障率等方面进行综合考虑。同时也要积极响应国家“节约能源，绿色生活”的号召，尽可能地减少热量在运输过程中的损耗，提高能源利用率。由于城市供暖与城市居民的生活质量息息相关，所以相关部门必须做好城市集中供热管网的优化工作，对相关设计进行创新，同时注意引进先进的科学技术对传统设备进行更新换代，以满足居民对良好生活质量的需要，为我国城市化进程打好基础，推动我国经济社会的发展。
参考文献：
[1]王宁. 城市集中供热管网的优化设计[J]. 低碳世界, 2016(14):4-5.
[2]王得伟. 城市集中供热管网的优化设计[J]. 工程技术(全文版), 2016(5):208.