孫立坤

（山東蓬建建工集團有限公司 山東煙臺 265600）

摘要：優(yōu)化城市供熱管網(wǎng)的工作比較復雜，實施難度也較大，且對各個投資主體之間的利益分配、分戶計量技術等方面均會產(chǎn)生一定的影響。本文先對城市供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計策略進行探討，其詳情如下。

關鍵詞：城市供熱；管網(wǎng)設計；優(yōu)化

在城市化發(fā)展程度和速度逐步加快的今天，城市集中供熱管網(wǎng)建設成為確保城市化目標實現(xiàn)的基礎性平臺和網(wǎng)絡。在城市集中供熱管網(wǎng)建設中要立足現(xiàn)有網(wǎng)絡，同時要對城市化發(fā)展的趨勢和趨向有科學的預判，實施建設和優(yōu)化相結(jié)合的策略，踐行科學發(fā)展和系統(tǒng)發(fā)展的觀念。

1城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)勢和特點

1.1城市集中供熱管網(wǎng)環(huán)保效果好

城市采用集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以節(jié)約能源，而且供暖設備噪音較低，同時與城市居民區(qū)距離較遠，不會對周圍環(huán)境帶來干擾，有高效率的特點，能夠有效滿足城市環(huán)保發(fā)展的要求。集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)具有較好的集中性，煙囪在設計上采用不同的高度，有效降低了環(huán)境污染。利用集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，鍋爐容量較大，發(fā)電效率較高，有效實現(xiàn)了能源的節(jié)約。

1.2城市集中供熱管網(wǎng)自動化的運行集中

供熱管網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化控制，可以根據(jù)室外溫度自動進行動態(tài)調(diào)整，確保供暖的質(zhì)量，而且有效降低了工人的勞動強度。同時，利用中央加熱設備，其質(zhì)量普遍較高，所以在運行上具有較好的可靠性，系統(tǒng)故障率較低。

2城市供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計要素

2.1輸水溫度和管道半徑

當城市供熱管道的輸水溫度較低時，管道散失的熱量就會減低，不同管道半徑之間的差距就會減小；當城市供熱管道的輸水溫度較高時，管道散失的熱量就會增大，不同管道半徑之間的差距也會加大。所以，當輸水溫度比較低時，則管道半徑是導致管道散熱損失的重要影響因素；而當輸水溫度較高時，則管道輸水溫度是導致管道散熱損失的重要因素。所以，當保溫管道的輸水溫度保持一定的水平，而管道的半徑增加時，則管道散失的熱量也會增加。這是因為管道的半徑增大，管道的水流就會增加與管壁的接觸面積，因此，導致了熱量的大量散失。

2.2熱導率的影響

熱導率也對城市供熱管有著重要的影響。其中可以表現(xiàn)在兩個方面：第一，管道熱導率。當管道的半徑保持不變時，保溫材質(zhì)的熱導率越大，則管道就會散失越多的熱量，隨著保溫材質(zhì)熱導率的增加，傳熱的電阻就會減小，則在保溫層停留的熱量就會越多，從而就會傳遞給周圍的土壤更多的熱量。但隨著保溫材質(zhì)熱導率的減小，不同管半徑管道的熱導率就會逐漸降低；第二，土壤熱導率。當管道的半徑保持不變時，土壤熱導率越大，則管道就會散失越多的熱量。隨著土壤熱導率的增加，傳熱熱阻就會減小，更多的熱量就會傳送到土壤中；隨著土壤熱導率的減少，不同管道半徑散失熱量的差距就會減小。

2.3保溫層厚度

隨著保溫層厚度的增加，管道散失的熱量會逐漸減少。這是由于保溫層厚度的增加，增大了傳熱的熱阻，很少的熱量會通過保溫層，傳輸?shù)酵寥赖臒崃烤蜁p少；隨著保溫層厚度的減小，管道散失的熱量的差距就會拉大。

3城市供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計策略

3.1優(yōu)化連接方式

城市供熱管網(wǎng)管線布置方面，管線布局形式的實用性是重要該布置工作中最重要的步伐，因此，設計人員在設計管網(wǎng)時，需嚴格勘察施工現(xiàn)場以及其周邊環(huán)境，根據(jù)該地區(qū)的具體地理環(huán)境、建筑物等實際情況來合理設計管線，以保證管網(wǎng)形式滿足城市供熱要求，不僅如此，應確保所設計的管網(wǎng)分布對施工區(qū)域內(nèi)其他基礎設施無不良影響，如交通路線、電力網(wǎng)線等，以避免給人們的生活帶來不便。城市供熱管網(wǎng)工程是一項大型、復雜的工程，采用間接連接方式可促使該項工程的造價減少，可有效防止水利失調(diào)情況的發(fā)生，使得用戶之間用熱的相互干擾情況有效減少，從而使得供熱質(zhì)量有效提高，而這種方式有利于城市供熱管網(wǎng)的管理和控制，使得管網(wǎng)運行效率提高。

3.2優(yōu)化供熱管網(wǎng)管道直徑設計

城市供熱管網(wǎng)時，對管網(wǎng)直徑的優(yōu)化有助于提高供熱管網(wǎng)經(jīng)濟性。城市供熱管網(wǎng)一般具有離散型的特點，優(yōu)化管網(wǎng)時應重視優(yōu)化管網(wǎng)直徑的設計，且需要根據(jù)實際情況來保證設計的合理性。對此，設計師應將管徑的上限范圍納入設計考慮因素中，且采用不同的組合方式來優(yōu)化管徑設計，以合理地控制管徑變化情況。且優(yōu)化管網(wǎng)設計時，需要對熱管管網(wǎng)流量進行控制。

3.3優(yōu)化供熱管網(wǎng)管線

針對城市集中供熱管網(wǎng)存在的管線復雜和迂回供熱而導致的經(jīng)濟性不高和可靠性不強的實際問題，要在設計和建設城市集中供熱管網(wǎng)的過程中系統(tǒng)性和針對性地優(yōu)化管線。要將成熟技術和科學設計思想融入到城市集中供熱管網(wǎng)的管線建設過程中，建立管線集中區(qū)域，降低管線供熱半徑，控制城市集中供熱管網(wǎng)管線的建設成本，降低城市集中供熱管網(wǎng)的阻力，實現(xiàn)城市集中供熱管網(wǎng)的熱負荷平衡。在實際優(yōu)化管線的細節(jié)工作中應該力爭控制閥門數(shù)量，科學布置管線附件，減少城市集中供熱管網(wǎng)的浪費和能耗。為了確保管線的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟性，應該優(yōu)化管線的位置，預防土質(zhì)不良、地質(zhì)災害對城市集中供熱管網(wǎng)的破壞。同時，在管線優(yōu)化的過程中要考慮到生活、生產(chǎn)、交通的人為因素對城市集中供熱管網(wǎng)的影響，提高管線的美觀和安全，優(yōu)化管線與道路、管線與建筑的關系，提升管線的合理性，降低城市集中供熱管網(wǎng)施工、維修和養(yǎng)護的難度。

3.4優(yōu)化供熱管網(wǎng)運行

目前，我國城市供熱管網(wǎng)在實際應用過程中，通常存在資源大量浪費的情況，這顯著影響了管網(wǎng)的經(jīng)濟性。而目前，隨著社會科學技術的不斷進步，許多新型供熱系統(tǒng)得以研發(fā)出來，而調(diào)控管網(wǎng)的效率也需要大幅度提升。在許多城市供熱管網(wǎng)實際應用中，水力推敲導致冷熱產(chǎn)均是常見的情況，而該情況會嚴重影響供熱管網(wǎng)的實際運行效率。而優(yōu)化供熱管網(wǎng)運行，則要保證管網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力滿足相應的需要，以維持用戶熱負荷在正常范圍內(nèi)。通過優(yōu)化供熱管網(wǎng)運行方式的設計，有助于提高設計方案的合理性、經(jīng)濟效益以及其生態(tài)效益，可避免大量資源浪費，避免生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。

3.5優(yōu)化供熱調(diào)節(jié)

在城市供熱管網(wǎng)實際應用過程中，為了保證用戶正常用熱，提高供熱管網(wǎng)使用效率，應根據(jù)實際情況來優(yōu)化設計供熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。優(yōu)化城市供熱管網(wǎng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可有效解決用戶供熱供冷不均的問題，能促使用戶可獲得穩(wěn)定、可持續(xù)的用熱。部分學者在相關實際研究中提出，怎樣有效地平衡城市供熱管網(wǎng)的水力是優(yōu)化供熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要問題，但是水力平衡的影響因素較多，包括管道規(guī)格、管道分布、阻力值、用戶數(shù)量和分布等，因此，設計師開展優(yōu)化設計時，應注意結(jié)合多方面的因素進行綜合考慮，以保證設計的合理性。

總之，城市供熱官網(wǎng)的設計影響著居民的供熱質(zhì)量，優(yōu)秀的供熱設計可以保證城市供暖的穩(wěn)定性和安全性。目前，我國供熱管網(wǎng)的規(guī)模逐漸擴大，造價成本高，影響的區(qū)域比較廣泛，但是使用的周期和壽命比較短，所以，就導致了巨大的浪費，影響了城市的規(guī)劃和建設。因此，要合理分配熱網(wǎng)用戶，在供熱官網(wǎng)的設計中優(yōu)化方案，完善城市供熱系統(tǒng)。在城市供熱管網(wǎng)的設計中，要考慮到連接方式和供回水溫度、供熱管網(wǎng)的敷設方式、熱網(wǎng)管徑的確定、熱網(wǎng)主干線的布置、供熱管道的熱補償、蒸汽系統(tǒng)的使用等要素，不斷優(yōu)化設計方案。

參考文獻：

[1]孫煥波，楊友明.城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計[J].中國新技術新產(chǎn)品.2015（13）

[2]欒景學.新時期下城市供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設計方法[J].科技風.2011（02）

[3]侯雅今.城市供熱管網(wǎng)集中檢測系統(tǒng)的研究[D].河北科技大學2015