陈子锐
天津市津能滨海热电有限公司
摘要：时代不断进步，科技不断发展，人们对于日常生活的所需要求越来越高。集中供热管道的项目成为了城市化进程发展的趋势。传统的供暖方式，不环保、不方便，已经不能满足日益提高的生活条件。所以，供热管道的技术得到了广泛的应用，具有环保、科学、便捷、经济实惠、使用寿命长、质量有保障等优势。对于城市居民而言，集中供热系统可以在满足城市供暖需求的同时，减少城市供暖过程中能源和资源的消耗。为达成这一目标，就需要对城市供热管网的设计进行合理优化，进一步降低管网建设成本投入，减少能源资源消耗。
关键词：集中供热；设计问题；解决措施
1我国城市集中供热暖管网设计存在的问题
1.1管网布局不合理
对于城市供热系统设计而言，集中供热管网的布局是关键所在。为确保供热质量，对于供热管网的布局必须经过科学的设计，否则在对供热管网铺设时极易出现管路长、管径大、布局乱等不良现象。供热管网布局缺乏科学的设计不但会使供热系统建设费用大大增加，而且会造成热力与动力的白白消耗，导致供热管网远端的用户供热不足，近端供热过剩的供热失调现象。
1.2城市供热管网存在凝结水问题
为了更好地了解目前城市供热管网建设中存在的问题与不足，有相当一部分地区采用蒸汽供热，经汽水换热后，再对居民水采暖。就多个地区城市蒸汽管网设计进行调查分析，可以发现，现阶段城市集中供热管网蒸汽管道设计中，凝结水问题缺乏必要考量，未能实现凝结水的有效回收。集中供热管网体系中，凝结水的存在会导致供热管道受到侵蚀，缩短管道寿命，并影响城市供热管网的整体质量，很大程度上导致城市供热管网热量消耗增加，造成资源浪费。因此，对城市供热管网进行优化设计时，应充分考量凝结水问题，采取有效的凝结水回收措施。在供热管网管道设备设计中，相关设备及管道材质不达标、管道连接牢固性不足、管道供暖温度过低等原因的存在，都会导致凝结水产生。另外，蒸汽管道中，未充分暖管或未彻底疏水，也会导致出现蒸汽凝结水，蒸汽体积缩小，产生局部真空，在压力差的作用下，会使局部真空周边物质冲击，出现管壁振动与声响，造成水击现象，导致供热质量受到影响。
2供热管网的布置方式
就供热管网来说，其布置方式主要包括环状管网和枝状管网2种。具体来说，环状管网是指供热干线连接以环状形式呈现，城市在进行联合供热时，在环状管网上连接多个热源，从而满足供热的需求；枝状管网呈现树枝状，与环状管网相比，其管网结构形式比较简单，有利于供热管网的设计、施工和维护等。从不同角度对比2种布置方式，各有优势，比如，在运营管理和投资经济方面，枝状管网比环状管网投资少、管理简单，具有一定优势；从管网运行工况角度来看，环状管网运行可靠、安全，且能够实现各热源相互补充调剂，在能源利用方面优于枝状管网。
3城市集中供热管网的优势
3.1供热效果好，节约能源
城市集中供热管网是热网的一大创新进步。供热管理集中、方便。并符合国家环保的意识，以及节约资源，可持续发展的道路。传统的供暖方式，大多数自家采买煤炭资源，自行进行供暖。比较浪费煤炭资源，同时，会产生大量的气体，对环境、空气质量产生不好的影响。城市集中供热弥补这些缺陷，供热集中，管理集中，煤炭利用率提高，减少环境的污染，空气质量保持良好，管理的集中同时也降低了供热的成本，提高了供热的效率。
3.2推动智能化发展进程
在人工智能飞速发展的趋势下，城市集中供热管网的智能化发展进程也日益迅猛。在集中供热管网运行进程中，相关智能化设施可以依据外部气温及时调整管网内部介质温度以及流量和流速等要素，一方面减少了传统调节工作中耗用的人力，另一方面可以及时的缩减管网运转耗费的能源。除此之外，相关智能化设施还可以运用在管网的监管工作中，可以依托这类设施开展7×24h的监管，进而在发生问题时可以利用智能化设施精准定位并及时反映至相关管理人员，最终保证故障解决的及时性和有效性。
4集中供热管网优化设计
4.1供热管管径的优化设计
供热管管径的大小密切关系着热量传输的速度以及热量在传递过程中的损耗，所以对于供热管管径予以优化设计十分关键，此外还务必要对整个管径数量级予以把控。在具体的管径设计以及布局进程中务必要依据集中供热管网的特征以及具体功用来开展，保证管径设计以及布局展现出管径离散凸出的特征，进一步运用区块相结合的方式针对管径予以优化。除此之外，在优化设计进程中，务必要确保管径传输热量的最高功率符合设计要求，应该在实现供热管管径的优化设计的基础上，满足城市的持续性发展要求，并与当下的经济状况相匹配。
4.2管网布局的优化设计
城市供热体系设计与建设时，供热管网布局会起到至关重要的影响，也会直接影响热量损耗情况，基于此，应对城市供热管网进行优化布局，切实减少城市供热管网布局对于供热体系所造成的影响。在进行供热管网布局设计时，应以城市供热需求为基础进行合理布局，同时，尽量减少出于降低管网建设成本而减少管网铺设面积的情况，避免由此产生的城市供热不足问题。同时，实际的供热管网布局设计进程，应在充分把控短期经济效益的前提下，做好长远规划，为城市供热管网的优化布局奠定良好基础，切实保证供热管网布局的合理性与科学性，为城市的可持续发展提供支持。同时，进行城市供热管网布局设计时，应以不同管网施工技术类型及不同管网施工技术为支撑，以期有效促进集中式供热管网的区域性创建，减少供热管网供热过程中存在的热量损耗问题。在进行管网设计时，应尽量优化供热管网的热量传递路径，以切实保障供热管网管路热量的均衡负荷，有效避免管网空载和管网热量损耗问题，减少局部管网热量负荷过重的现象。
4.3供热网网络的优化设计
进行管网管线布局优化时，应遵循技术可靠、经济合理的原则。所谓技术可靠，是指平行于道路中心线进行敷设，尽量少穿主要交通线，远离车行道进行敷设，在地上敷设管道时，应以不妨碍交通、不影响城市美观环境为目的；为了保障管道的耐久性，管线应尽量避开不利地段，比如，滑坡危险地带、土质松软地区等。在经济合理方面，应合理布置管线上的补偿器、阀门等部件；主干线应尽量走热负荷集中区。
4.4供热管网调节模式的优化设计
城市供热管网调节的首要任务在于有效控制相关供暖建筑室内温度，在供热管网稳定运行的过程中且在不考虑管网热量损失的情况下，城市供热管网的热能供应总量应该等同于各散热装置释放的热量总和，同时也应等同于各个供暖用户获取的热量总和。而在管网的运行调节过程中，在热源部位开展的热能流量及温度等要素的调节即为集中管网运转的调节，而针对供热管网调节模式的优化设计主要从如下四个层面开展：其一，质的调节，即为调节管网热源的供水温度；其二，量的调节，即为调节管网的循环水量；其三，分阶段的管网流量调节，根据不同的阶段控制不同的管网流量；其四，间歇调节，即为调节每日供暖时间。
4.5加强管道优化设计
在优化管线的同时，也要注重城市集中供热管网管道的优化，管道是输送热能的桥梁，所以，要定期定时对其进行维护，检修。最重要的就是管道的长度是否符合输送热能的标准。因为管道的长度会影响热能输送的范围以及质量。管道过长或者过短都会影响热能的正常输送。管道过短，供热效果达不到人们的需求，管道过长，会造成能源的浪费，造成大量的热能损耗。所以，管道优化进行的过程中，要避免其他因素的破坏，保障管道系统的正常运行。
4.6优化集中供热管网运行方式
我国城市集中供热管网系统现在普遍存在资源浪费、经济效益差等问题，其主要原因是由于集中供热管网运行方式落后造成的。新型城市集中供热管网系统近年来已经被研制出来，且已经得到了一定的应用。虽然新的城市集中供热管网系统的运行效率得到一定程度的提高，但其仍存在一些问题，需要不断优化。其主要问题表现在新型城市集中供热管网系统对管网的调节功能要求比较高，原有管网仍然需要不断优化改进，方可满足这项要求。随着国家对环境保护力度的不断加大，对城市集中供热管网系统运行方式的优化已成为必然趋势，且可以大幅提高企业的经济效益。
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