摘要：热能是基础性的资源，为了节约能源，在城市供热中，优先采用集中供热的方式。集中供热管网的规模较大，且影响因素较多，所以在管网设计、建设、维护时要使用成熟的技术，采用系统性的方法更新和优化城市集中供热管网，确保集中供热管网的安全使用。下面介绍城市集中供热管网的特点。
关键词：城市；供热管网；优化设计
1对城市供热管网优化设计进行阐述
1.1当前我国供热管网的特点
现行的城市供热管网受技术力量的限制和多种因素的影响，特点如下：①热网工程的成本高；②热敷设的面积相对狭窄；③热网工程的负面影响深远。④热网工程与用户的需求有差距。⑤热网工程与城市建设不匹配。
1.2城市供热管网优化设计的必要性
如今，我国城市的各种工业和建筑都在快速而稳定的发展，因此，对城市供热的需求量也比较大，供应的面积也在不断的扩大，现行供热系统的特点决定了管网在运行过程中，会消耗许多的能源且有浪费的现象，还会伴随有大量的污染物因此而产生，而且这样庞大的供热需求造成了其热供应的质量和效率的降低，给城市供热带来很大的压力。因此，为了改善生态环境，满足居民的用热需求，推进城市的经济发展，需要提升城市供热的能力和效率，这对城市供热管网进行优化设计对于城市的发展有着重要的现实意义。
2城市供热管网的优化设计
2.1优化供热管网的管径
在设计和布置管网时要突出管径的离散性，通过供热管网的特点和管网的实际功能采取区块和组合相结合的方法优化管径。按照上限选择原则及城市的发展需求来优化供热管网，依据流量和实际需求来预测和计算管径的大小。计算管径时要参考热负载的参数，进行负载能力和供热容量的计算，且要根据城市的发展提前预留出供热管网管径的冗余度，取得经济和发展上的平衡，避免供热管网在设计和使用过程中产生重复投资的现象。管网的管径越小，输送阻力就越大，动力消耗费用越大;如果管径越大，输送阻力就越大，而动力消耗的费用就越小，但基础建设投资就越大。因此要选择一个最优管径，使基础建设投资和动力消耗费用之和达到最小。另外，还要提高管径优化设计的效率性，把供暖需求作为管网设计的前提，实现供热管网集中化和规模化的目标，平衡供热管网的综合效益及城市的长期发展需求。
2.2优化供热管网的管线
在管线优化设计中，要避免生活、交通、生产等因素与管网间的相互影响，提高管线的安全性和合理性。管线应尽量少穿越城市的主要交通干道，一般平行于道路中心线敷设，管线应只沿街道的一侧敷设，尽量敷设在车行道以外。如果管线采用支吊架安装，要保证支吊架车不能有管道的焊缝，支吊架不能有歪斜现象。管线在设计走向时要尽量避开土质不良地区、地震断裂带、地下水位较高的地方，防止管道破裂。当安装阀门时，要提前对阀门进行强度和严密性的检验，且阀门安装方向与介质流向要一致，水平安装焊接球阀时要将阀门完全开启，垂直安装焊接球阀时要将阀门关闭，要科学布置管线附件，提高能源利用率。在安装补偿器时，要根据环境、成本、空间等因素选择合适的补偿器，优先采用旋转补偿器，补偿器要按设计要求进行预变位，与管道保持同轴安装，不得采用使补偿器变形的方法来调整管道的安装偏差，补偿器安装完毕后要拆除固定装置，并调整限位装置。主管线应尽量走热负荷集中区，并减少其数量。
2.3优化供热管网的管道
在城市集中供热管网设计中要减少供热管道的长度，由于管道太长会降低热量和增加系统的阻力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在管道设计优化中要合理布置阀门，提高热传递和热交换效率，减少热负荷集中区域管道热能的损耗。在管道设计布置时，要避开软弱地层、地下水及交通、生产等因素对管道的影响，优化管道的穿行方式，提高供热管网的稳定性。当管道需要穿越建筑物安装时，要按设计要求安装套管，穿越结构的套管长度每侧应大于墙厚20毫米，穿过楼板的套管要高出板面50毫米，套管和管道之间用柔性材料填充。当管道需要焊接时，不能使用在焊缝两侧加热延伸管道长度、螺栓强力拉紧、加焊金属填充物及使用补偿器变形的方法而强行对口焊接，使用X射线来检测焊缝的质量，如果不合格要进行返修处理，焊缝返修后应使用原先的检测方法进行检修，同一部位返修次数不超过两次。对接管口时，应在距接口两端各200毫米处检查管道的平直度，允许偏差为0－1毫米，在所对接管道的全长范围内，最大偏差不应超过10毫米。在管道安装前应检查管道的防腐层、保温层及外保护层是否合格，如果不合格要重新制作。为了保证供热管网的安全运行，在管道运行前要做强度试验和严密性试验。强度试验主要是检查每个试验段供热管材的质量，用清水作为试验介质，严密性试验是为了检查管道的安装质量，以空气作为试验介质，当发现试验不合格时，要及时采取措施进行修补，并重新试验。
2.4优化供热管网的运行
城市集中管网在运行过程中，能源浪费严重，且成本较高。在实际供热管网运行中由于水力失调而普遍出现冷热不均的现象，使得采暖房间过冷或过热，所以供热调节工作十分重要。由于影响水力平衡的因素较多，有阻力、管网布局形式、管道规格、供热用户数量等，为了保证供热管网的正常运行和稳定供热，要采用动态调控设备控制各环路的运行过程。当一些用户调节用热量时，动态调节设备不会干扰其他环路用户的使用，而且不会产生振动和噪音。由于动态系统也存在稳定失调的现象，因此要采取一些防止稳态失调的措施。我们必须使用先进的技术，选择经济合理和建设成本较低的运行方案，改善供热管网系统用户水力失调的情况，提高管网的供热质量和供热均衡性。
2.5优化管网运行方式
在城市集中供热管网的负载和运行中，会有浪费和消耗问题的产生。要想妥善避免这些问题的发生，需要对集中供热管网运行的设计加以科学的优化。因此在管网运行中要将现代控制技术和热工科学引入进来，对于供热管网运行的精准性、差异性、精细化等要加以全方位的调整。强化对集中供热新规范和新体系的构建，尤其是必须要针对集中供热管网存在的水力问题和热效率比较低的问题进行充分的优化，对于管网的运行必须要重新加以设计优化，保证整个城市集中供热在运行方案上加以改进，确保管网运行策略最优和最经济。应当确保集中供热管网的总体平衡，提升供热管网的负荷水平，确保城市供热管网在运行中达到安全和高效。
总之，对于一个城市的发展建设而言，其基础性能源就是热源，深化对集中供热的管理和控制，能够更好地促进生活与经济的持续发展。因此应当重视对集中供热管网战略高度的提升，在供热管网中将设计、建设以及养护和维修等技术融入到工程细节中去。对于城市集中供热管网应系统应加以不断的优化和更新，切实提升管网系统的效能，达到节约城市资源实现环境保护的目的，为现代化城市的建设、社会经济的生产与发展、城市居民生活质量的提高提供持续不断的能源和社会的稳健发展奠定非常坚实的物资基础，实现新的经济增长点。
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论文作者:王丽娟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/21
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