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摘要：随着我国经济实力的不断增长，城市化的进程也越来越快，各行各业对节能降耗工作也越来越重视。近年来，我国逐步实现了集中供暖，城市的供暖管网的建设和设计工作越来越多，在这些工程中，通过对城市的供热管网进行有针对性的优化设计，可以很大程度地降低成本，节约能源，还能有效地提升供热效率，为人们带来优质的服务。因此，从本质上说，城市供热管网的优化设计有着至关重要的作用。
关键词：城市；供热管网；优化设计
1城市供热管网的优势分析
1.1提升供热质量，实现节能降耗
从城市供热管网的运行模式来看，其主要是采用集中供热的方式进行的，在这样的模式下，热网的控制系统可以根据室外的温度变化合理地调整供热介质的温度以及流速，从而确保其温度合乎标准。这样的运行模式不但能够准确地掌握用户的采热需求，而且还能实现资源的有效配置，对于热网的运行也起到了良好的经济性效果。当然，热网系统还能根据实际需要设置计量表，可以对相关数据进行详细而又准确的监控，提高了对热网运行的控制能力。
1.2降低污染
集中供暖有着非常好的环保作用，其热源相对比较集中，运行也较为科学，其锅炉的利用率比较高，余热的利用效果明显，有着非常好的环保作用。集中供热管网的系统锅炉容量要比小锅炉房的锅炉大很多，这样有助于资源的充分利用，在新的科学技术的背景下，一些余渣、余烟的利用也逐渐被利用，不但能够很大程度地减少污染物的排放量，而且还节约了大量的能源。
1.3智能化、自动化性能较强
随着人工智能的逐渐普及，城市供热管网的自动化程度也越来越高。在集中供暖的整个过程中，自动化的设备可以根据室外温度的变化对设备进行动态的调节，这样不但能够及时节省资源，还大大减轻了工作人员的工作强度。同时，自动化、智能化的设备还被运用到了管网的监控设施中，它们可以对设备进行全天候的监控，一旦发生故障，可以将发生故障的准确位置以及故障类型迅速地反馈给工作人员，缩减了故障检修的时间。
2城市供热存在的问题
2.1热网不合理
（1）管网布局不合理
供热管网布局是供热系统的关键，供热管网布局必须经过科学设计，才能保障供热有效性，如若不然很容易出现“长管路，大管径，布局乱”等现象。这不仅增加供热系统建设费用，更造成热力和动力消耗，最终导致远端用户暖气不热，近端用户暖气过热，供热失调问题的发生。
（2）凝结水问题
通过调查发现，目前供热管网设计中缺少对凝结水回收的考虑。供热凝结水问题，在供热中一直没有得到很好解决。造成凝结水的因素有很多，如：设备、管件、管道连接不牢靠、管件材质、供热温度等，都可能导致凝结水。另一方面，管网系统施工技术和质量也影响着凝结水的形成，如果没有按照严格的操作流程进行施工，也可能导致管网凝结水问题的出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆凝结水不仅会气侵管道，缩短管道寿命，还会影响整体的供热质量，增加供热消耗，供热管网优化应将凝结水考虑进来。
（3）供热管道保温层存在问题
目前我国供热管道保温层材料多使用岩棉材料，这种岩棉材料属于软质材料，使用中易沉降，易发生上薄下厚的现象。保温层下半部分下沉，会导致管道与保温层间出现缝隙，供热过程中，缝隙中空气与管壁发生对流换热，将导致供热管网散热加大。
2.2热量计量不合理
我国现行热用户的热费基本上是按供热面积收取。热用户的热能消耗未能精确计量，热用户的热费不是按实际消耗热量收取，影响热用户根据自己实际需要主动节能的积极性，从而造成热能浪费。
3城市供热管网的优化设计方法
3.1优化管网布局设计
城市供热管网系统优化管网布局应首先进行前期调查，确定管网布局优化设计的可行性。前期调查主要是对施工区域周边进行现场勘查，确定周边的电力网络路径和交通路线等对管网施工的影响，并充分结合城市的规划，服务城市的发展需要。同时，城市供热管网系统优化管网布局应进行科学合理的成本分析，提高管网布局设计的经济性。在进行城市供热管网系统管网布局优化设计时，应加强对城市管网的蒸汽系统设计，减少管路附件的数量，降低蒸汽对管路的气击和水击程度。另外，在设计中取消套筒补偿器和波纹补偿器的设置，可减少管路的故障和维修费用，提高供暖管网工作的可靠性。
3.2合理选取供热管网直径
在进行城市供热管网系统优化设计时，供热管网直接关系到供热系统的负载能力和供热效率。在对城市供热管网系统进行设计时，供热管网的直径的变化范围应该在一定的范围内，不宜过大，并结合实际情况恰当选择管网直径的组合方式。管网直径与系统内的供暖流量直接相关，应根据系统的热负荷值进行选取。在对管网直径进行优化设计时，应充分考虑系统的负载能力，并根据需要留出一定的富余量，以保证系统工作安全。另外，管网直径的优化设计应充分考虑城市规划的需要，以满足后期城市发展对供热系统提出的要求。管网设计应以满足城市供暖需要不断增长的要求进行优化设计，以防止出现重复性的投入，造成不必要的经济损失。因此，在管网直径优化设计过程中，应进行全面科学的计算，并预测城市发展对管网供热需求的增长，确定城市供热管网系统的热负载值。在满足不断增长的城市供暖需求的前提下，提高城市供热管网系统的供热能力，确保实现经济效益的最大化。
3.3优化供热管网管线
近年来，伴随着城市化进程的不断推进，对城市供热管网系统也提出来很多新的更高的要求。随着对环境保护重视程度不断提升，供热已成为我国城市供暖的主要形式。对城市供热管网管线的投入也逐年增加，同时也出现了很多质量问题，导致后期对供热管网管线工程的返工，造成了很大的浪费。因此，对城市供热管网管线进行优化设计，充分保证供热系统经济性、合理性、技术可靠性。在进行城市供热管网管线优化设计时，应将主干线路布置在热负荷集中区，力求短直，减少前期投入和阻力损失。尽量减少城市供热管网管线上的阀门、管道附件以及补偿器等器件的数量，减少不必要的消耗。同时，管线的布置应避开主要交通线路，尽量沿道路的一侧布置，减少对周边交通和道路的影响。
3.4优化供热管网的管道设计
城市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。
4结语
城市供热官网的设计影响着居民的供热质量，优秀的供热设计可以保证城市供暖的稳定性和安全性。目前，我国供热管网的规模逐渐扩大，造价成本高，影响的区域比较广泛，但是使用的周期和寿命比较短，所以，就导致了巨大的浪费，影响了城市的规划和建设。因此，要合理分配热网用户，在供热官网的设计中优化方案，完善城市供热系统。
参考文献：
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[3]姜水，王旭东.优化供热管网设计保证城市供热质量[J].黑龙江科技信息，2015（10）：200.
论文作者:张永
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/24
标签：管网论文; 城市论文; 管道论文; 凝结水论文; 系统论文; 优化设计论文; 布局论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;