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摘要：随着我国经济的高速发展和居民生活质量的不断提高，城市集中供热因其易于集中控制，能源利用率高，供热范围广、效率高、安全可靠和环境影响较低等优势得到迅速发展。鉴于集中供热的以上优点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，能够有效的节约社会能源和保护环境。对于建设节约型社会和打赢蓝天保卫战具有的重要意义。文章就从城市供热官网优化设计的特点入手，展开对其设计优化问题的分析与论述。
关键词：集中供热管网；发展现状；设计优化
1城市集中供热管网优化设计的特点
1.1科学合理性
针对城市供热管网热负荷的具体现状需要加以周密详细的调查；对于现有热负荷在生活热水、采暖上增减的可能性加以充分的考虑；对于工业建筑和民用住宅及各单位的热负荷比例加以调查；最终结合实际情况对热负荷以及热指标加以确定。
1.2系统的全局性
对于热负荷的确定，必须要立足于整个城市热网的联网运行中，尤其是对联网区域的负荷调整。在对热源能力以及热网负荷的充分考虑的前提下，需要切实满足整个工程区域内的热负荷需求。对于其他区域联网运行的调峰功能以及热负荷的增长都应当加以兼顾。
1.3前瞻性
一般来说，针对大型供热外网的工程，其使用寿命通常会在20年左右，要对整个城市的发展进行预测和规划则是非常困难的。因此必须要根据城市的热力规划以及现有的城市总体规划来对居民生活热负荷以及民用采暖量来进行规划。结合如今城市飞速的发展形势，需要具有前瞻性和方向性，对于负荷远景进行分布规划，这样可以在供热管网设计的时候更好地确定出负荷以及管径。特别是针对大型的供热外网工程，由于其具有很大的建设规模，而且最初的投资数额相对也比较大，前瞻性和方向性则能有效避免后期管网建设成功后其输出能力落后于城市建设的情形，促使城市的发展更加的具有规划性和合理性。
2城市集中供热管网优化设计的原则
在设计城市集中供热管网的过程中，应遵循科学合理性原则、全局性原则及前瞻性原则。具体来说，科学合理性原则主要是指在设计相关方案时，应从科学系统的角度出发，考虑系统运行过程中的每一个环节，对相关数据进行充分的分析。全局性原则是指在设计方案的过程中要统筹兼顾、放眼全局，从整体层面上考虑方案实施的有效性，保证系统运行过程中，其各方面的性能能够满足整个区域的网络负荷。前瞻性原则主要指从长远的角度出发预计未来10年20年甚至是30年会出现的新工艺、新技术、新问题、新模式，对工程的建设情况及运行状况进行设计。
3城市集中供热管网优化设计路径
优化城市管网的整体布局设计----优化城市供热管网的系统设计----优化供热管网管线设计----选取合理的供热管网直径----优化供热管网的运行方式
3.1优化管网的整体布局设计
在城市集中供热管网系统中，供热管网的整体布局与设计是重中之重，也是首要环节。整体布局是一大方向、大原则、大环境，犹如人体之骨骼系统之框架，对于整个城市的供热设计具有指导性和导向性。整体布局要充分考虑各方面因素例如：城市总体规划建设（各种建筑、管线、管廊的布局）、热源的安全性（是否远离城市人员集中区域）、建设投资经济性（热源是采用辐射状、枝状还是环状建设）、环保（烟气超低排放，上风侧、下风侧、城市全年频率最小风向）等。一个城市的供热管网建设整体布局设计合理是做好优化管网设计的必要条件，整体布局设计不合理后面一切工作都是没有基石的空中楼阁。
3.2优化城市供热管网的系统设计
在优化城市供热管网的系统设计时，应将其对城市经济，社会稳定与供暖安全、可靠等方面的因素进行充分的考虑，将创新的设计思想与先进的管理理念进行有效的融合，为后续建设城市管网工程奠定良好的基础。供热管网的系统设计要做到安全、稳定、经济、可靠、便捷。管网系统采用哪种模式供热（低温水还是高温水？），首站、二级泵站换热方式（列管式、管壳式、板式），控制系统控制方式等。设计人员在设计相关环节的过程中要根据实际情况合适选择系统模式和设备型号，灵活组合，盘活各种系统优势。采用区块化的管理方式，对管网的实际运行状况进行管理，保证每一环节的运行效率。针对系统运行中可能出现的各种故障进行深入的分析，并制定优化设计方案，进而降低该系统的养护成本及维修成本，提高整个系统的安全性。
如图1所示，为居民集中供热系统图。
在图1中，热源厂通过主管网，将能源传输至换热站，换热站再通过二次管网，将能源传输到用户家庭。
图 1 居民集中供热系统图
3.3优化供热管网管线设计
在建设城市集中供热管网系统的过程中，应本着科学的设计思想，充分运用各种先进的科学技术，建立集中管线的处理区域。在设计供热管网线的过程中，设计人员应尽量缩减管线的长度，减少中间环节不必要的管线布置，从而避免由于管线过长导致的能源消耗增大。同时，为了能够有效地降低管线的供热半径，完成对管线成本的有效控制，减少整个系统运行过程中存在的阻力，设计人员应针对管线运行的实际情况，对其设计原理进行深入的分析，做好每一个细节的工作。此外，设计人员应对安置阀门的数量进行严格的控制，结合实际情况，对管线的布置进行科学的设计，避免中间环节不必要的能源消耗。
3.4选取合理的供热管网直径
管径设计的合理性也对整个系统产生着非常重要的影响。因此，设计人员在设计城市集中供热管网的过程中，应重视管径设计的量级控制。控制好供热管网直径、供热介质流速、流量三者之间的关系，合理选择供热管网直径做好节能减排，提高经济效益。
3.5优化供热管网的运行方式
在城市集中供热管网系统的运行过程中，会产生较高的负载及能源的消耗。因此，设计人员应结合该系统的实际运行情况，对集中供热管网的运行方式进行优化设计。将现代控制技术与热工学的相关理论进行有效的运用，对供热系统运行的效率、差异、精准性等方面进行科学的调整，做到合理的运用能源。举个最简单的例子说明：在冬季恶劣低温天气可适当提高供热温度而在晴朗温度不是很低的天气时要根据实际情况降低供热温度，避免取暖用户因温度过高而开窗通风降温造成的能源浪费。
图2所示为某市集中供热监控系统。
图 2 某市集中供热监控系统
4结束语
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，能够更好地提高人民生活质量，促进社会、经济的可持续发展。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。
参考文献：
[1]刘博锋.城市集中供热管网的优化设计研究[J].山西建筑，2018，44（4）：105-107.
[2]刘兰萍.城市集中供热管网系统优化设计研究[J].山西建筑，2017，43（32）：100-101.
论文作者:张雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
标签：管网论文; 集中供热论文; 城市论文; 系统论文; 管线论文; 负荷论文; 优化设计论文; 《基层建设》2019年第22期论文;