周雷
国家能源泰安热电有限公司 山东 泰安 271000
摘要：在市政供热工程中，为了实现城市集中供热的正常进行和促进城市能源环保的可持续发展，必须对供热管网进行技术革新和设备更新。规划市政工程供热管网施工改造节能方案时，既要将供热管网工程规模的复杂性和系统性考虑在内，又要保证供热管网运行的安全性能和总体改造的成本预算。供热管网的节能改造可避免热能的量和质的双重流失，对于降低热供应的能耗，提高应用效率，有很重要的意义。基于此，本文主要对市政工程供热管网系统的现状进行总结，在降低能耗和提高效率的基础上，进一步对市政工程供热管网的节能设计策略展开较为具体和详细的阐述。
关键词：供热管网；改造；节能设计
引言
随着工业化和城市化规模的不断发展，城市的供热需求以及城市发展对供热管网的建设需求不断提高，因此，市政供热工程在改造过程中对节能和标准化设计提出了更高的标准。此外，集中供热系统在城市发展的重要作用不言而喻，其能够有效地实现对居民的集中供热，减少对空气环境的污染，同时还会带来显著的经济效益，是城市建设中的重点环节。值得关注的研究的是，在供热工程建设中，供热管网的设计施工至关重要，是系统发挥作用的前提保障，并且还需要做好对集中供热管网的运行调节，这样才可以充分发挥集中供热系统功能，实现其系统稳定的运行。
1 市政供热管网现状
1.1市政供热管网的优势
供热管网的优势在于，可以从根本上解决城市热源分配不充分、不均衡等问题。在城市能源节约和民生设施保障的基础上，通过科学合理的节能改造以及设计策略，构建高效能、自动化、节能化以及标准化的供热管网及其配套设施，为居民设计出更为安全和稳定的供热管网系统。
1.2市政供热管网存在的问题
1.2.1水力失调
在供热管网正常运行的过程中，管网阻力如果产生异常变化，进一步出现阻力不平衡，这会对管网造成严重的影响，最终出现水力失调的问题。在对水力失调问题进行深入的研究分析后，发现水力失调是多种因素共同作用导致的，主要有以下几点：第一，在供热管网的铺设过程中，没有结合实际情况，所选的水泵管径并不符合现实需求，加大了水泵工作误差，导致整个管网的运行受到影响。第二，供热管网运行过程中，用户数值始终处于动态变化的过程中，若居民用户数值出现激增或骤减时，会引起管网内流量以及热力值的剧烈变化，进而导致水力失调的现象发生。
1.2.2热网失水
热网失水下几方面原因：第一，在供热管网的铺设过程中，施工人员并未严格依照设计方案规范操作，从而出现了焊接和安装等方面的缺陷，于是在投入运行后，管道会出现漏水情况，最终导致热网失水。第二，供热管网缺乏完善的管理制度，在未经上级同意的前提下，私自进行管网放水，增加漏损系数，无法保证实际的输热能效果，在出现该情况时，不但影响到管网的维修保养工作，且难以通过二次补水的方式解决问题，造成巨额的经济损失[1]。第三，供热管网规模庞大，系统复杂，维护人员的工作的积极性、责任感不强烈，对管网的检查不够全面、系统，继而造成热网的漏水和堵塞的发生，上述原因都将影响供热管网对居民供热需求的满足。
2 供热管网的设计
2.1 选择热网管径
选择和确定供热管网的尺寸时，设计人员倾向于选择直径相对较大的管网，这一行为是出于对未来供热需求的考量。此外，影响热网管径的因素还有很多，管网的使用寿命、区域供热系统的用热量情况来、不同管段的热负荷与比压降范围都是左右管径尺寸的参数。
2.2 确定热负荷
计算和核定热负荷是市政供热管网的节能改造中必不可少的一环，该行为有助于获得精确的数据，以实现对管线供热进行相匹配的调节。在此基础上，还应结合当前的施工技术和实际情况进行分析，以实现节约能源和提升供热质量的目的。因此，为了确定热负荷的数据需要对居民的需热量进行调查，综合分析居民对供热的需求量、热量使用方式和使用时段等，同时进行市场考察，以便对节能改造的成本进行合理预算。
2.3 布局供热管网
供热管网在进行布局的时候，要按照热负荷的情况进行整体规划，在规划过程中不仅要考虑到当前的热耗情况，同时需要对未来进行科学合理的预算和规划，也就是说，在进行整体布局时中既要贴合当下的实际情况，又要给未来的供热需要留有扩充的空间。在供热管网的建设过程中，应该选择土质及地势条件符合要求的位置，并且在建设过程中选择地理位 置较低的地方进行[2]。在设计供热管网路线时，周围的管线情况也需要清查，最大限度地避免管线交叉现象的发生，对于管网交错处更加严谨、科学的处理，减少冲突的出现，减少危险的发生。
3 供热管网节能化设计分析
3.1 管径的合理设计
要想供热管网的稳定运行得到保证，减少管网漏水和水力失衡的现象，管径设计必须严格依照相关规范，使用科学的设计软件，研究判断网外的水力影响参数，同时城市的热量需求变化及差异进行分析，综合考虑确定合理的管径大小。同时，为实现绿色可持续发展，在保证主干线及各个支线所需的热负荷和经费预算的前提下，最大限度地践行能源环保。
3.2量调节控制方法的应用
量调节的控制方法适用在市政供热整个过程，这是因为在供热管网系统的运行时，由于受到外界影响，其供热效能往往因此也会发生变化，而通过这一控制方法对供热各个阶段的温度实施调节，可以促使供热性能的显著。在量调节控制方法的应用中，根据室外温度将采暖期划分成初寒、严寒与末寒等区间，按照水热和流量存在正比关系，对不同时期的热水流量进行管控[3]。也就是如果室外温度为寒冬区间，就需要借助大流量循环泵维持大流量的运行；如果室外的温度为初寒与末寒的区间，则需要借助小流量循环泵进行小流量的运行。
3.3管网系统平衡方式的设计
管网系统平衡方式设计可以考虑智能热能分摊系统，增加智能控制阀阀体V型球芯设计，具有等百分比调节性。可以通过上位机软件下发的流量目标值根据读取到的热量表数据对供热用户端的流量进行PID调节，可以实现每个采暖用户均衡供热的目的，实现水力平衡。调节后可以达到每个单元用热均衡，避免距离热力站近的单元供热温度偏高，距离热力站远的单元供热温度偏低的情况发生，达到节能效果。
4 结束语
综上所述，现阶段我国的市政供热管网工程存在些许缺陷，其中最为突出和亟待解决的就是热网失水及水力失调两方面的问题，二者减损了供热管网的输热能效，使得居民的供热需要无法得到充分且及时的满足。为切合实际需求，应严格依照设计规范铺设管线、安装水泵以及调节阀等装置，还可借助管径调节、环保材料使用以及系统平衡等手段实现对热负荷和水流量的控制。此外，可考虑引入监控系统，以保证及时发现供热管网的故障，多元化手段综合提升供热管网的节能效果，为国家可持续发展和绿色能源环保贡献力量。
参考文献
[1] 孙焕波.探析供热管网节能改造及输热能效[J].科学与财富,2019(29):154.
[2] 张凯.市政供热管网的节能及标准化设计[J].节能环保,2020(02)：3146.
[3] 治永福.集中供热管网水力失调与节能分析.[J].百科论坛,2019(21)：151.