曹 藝

（山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030006）

集中供熱這一制度已經(jīng)在多數(shù)城市推廣開(kāi)來(lái)，并在冬天為城市居民帶去了溫暖，城市集中供暖設(shè)備和集中供暖技術(shù)也在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)生改變。但是，從目前來(lái)看，城市集中供暖的管網(wǎng)設(shè)計(jì)依舊存在著一些問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在降低了供熱管網(wǎng)的供熱效率，增加了能耗，不僅會(huì)對(duì)居民的生活質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)增加供熱企業(yè)的成本投入，降低供熱企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)環(huán)境造成污染。所以，城市集中供熱的管網(wǎng)設(shè)計(jì)還需優(yōu)化。

1 目前城市集中供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.1 熱源的數(shù)量過(guò)多導(dǎo)致管網(wǎng)的混亂

熱源即為產(chǎn)生熱量的地方或技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能夠成為熱源的地方以及能夠產(chǎn)生熱量的技術(shù)也越來(lái)越多，比如熱交換站、熱電聯(lián)產(chǎn)、還有一些尖配鍋爐房等。在很多人的觀念中，熱源多了，能夠提供的熱量也就多了，城市集中供熱的供熱質(zhì)量也就保證了，所以就在城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中加入了多個(gè)熱源。這種設(shè)計(jì)在一些比較發(fā)達(dá)的城市應(yīng)用尤其廣泛。但這種觀點(diǎn)是不對(duì)的，熱源太多會(huì)造成城市集中供熱管網(wǎng)的混亂，這種混亂會(huì)對(duì)管網(wǎng)產(chǎn)生損害，使其供熱能力下降的同時(shí)，減少其使用壽命。

1.2 管網(wǎng)的線路設(shè)計(jì)以及運(yùn)行狀態(tài)不合理

隨著城市化的不斷深入，城市的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，而城市集中供熱的管網(wǎng)也就隨著不斷擴(kuò)張。但是新的管網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)該是需要經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的，這樣才能保證新的管網(wǎng)的鋪設(shè)的科學(xué)性，但很多地方并沒(méi)有這么做，他們只是在舊管道的基礎(chǔ)上一味地延長(zhǎng)，然后再將熱量分流到居民家中，有些用戶為了能在冬天讓家中更暖和一些，還會(huì)將管道加粗，這種做法是非常不合理的，會(huì)增加很多能耗以及管理成本。再有就是很多城市的集中供熱技術(shù)不夠先進(jìn)，采用了靜態(tài)運(yùn)行的運(yùn)行模式進(jìn)行集中供暖，這種模式的弊端很大，尤其是在資源消耗方面，現(xiàn)有的幾種調(diào)節(jié)方案也不夠科學(xué)，而且一旦管網(wǎng)供熱量高于或低于標(biāo)準(zhǔn)值，就很容易引起能源浪費(fèi)或者供熱量不足等多個(gè)問(wèn)題。

1.3 熱力站的設(shè)計(jì)不夠科學(xué)

熱力站也是城市集中供熱系統(tǒng)的重要組成部分。熱力站的設(shè)計(jì)不合理處在于以下幾點(diǎn)：第一，選址不合理。熱力站的選址對(duì)于地形、地質(zhì)的要求比較高，再加上城市建筑數(shù)量的飛速增長(zhǎng)，想要選擇一個(gè)合適的地址建熱力站，是非常困難的。第二，熱力站的容量設(shè)計(jì)不合理。我國(guó)的城市化進(jìn)度發(fā)展飛快，但是相應(yīng)的規(guī)劃進(jìn)度并沒(méi)有跟上，這也是導(dǎo)致熱力站容量過(guò)小的原因。第三，熱力站中的機(jī)器設(shè)備沒(méi)有得到及時(shí)的更換。這一點(diǎn)與熱力站的容量過(guò)小有很大的關(guān)系，再加上沒(méi)有足夠的資金投入，就很容易造成設(shè)備老化，進(jìn)而造成供熱質(zhì)量不穩(wěn)等問(wèn)題。

2 優(yōu)化城市集中供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)的具體建議

2.1 對(duì)熱源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

熱源對(duì)于城市集中供熱管網(wǎng)有著至關(guān)重要的影響，所以在選擇熱源的種類、地址、容量等各個(gè)方面都應(yīng)該給予重視。在進(jìn)行熱源的設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)、城市所在地的地質(zhì)、地形條件、投資成本以及各供熱管道所要承擔(dān)的壓力等各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，劃定每個(gè)熱源能夠提供熱量的范圍。選擇最合適的熱源建設(shè)方案，不過(guò)這種方法目前發(fā)展的不夠成熟，無(wú)法進(jìn)行反推和驗(yàn)證，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行熱源建設(shè)時(shí)，一定要注意，城市集中供熱管網(wǎng)的熱源數(shù)量不要過(guò)多，防止發(fā)生混亂的情況。

2.2 一次網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

相比于熱源的優(yōu)化方法，一次網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案有很多，包括圖論理論、遺傳算法等多個(gè)方法。在這里，本文主要講述第一種優(yōu)化方式。眾所周知，人們習(xí)慣把一個(gè)事物描述成一個(gè)點(diǎn)，而事物與事物之間的關(guān)系通常會(huì)用一條直線表示，點(diǎn)和線就構(gòu)成了圖。城市集中供熱管網(wǎng)中的管道、節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于圖形中的線和點(diǎn)，利用這種方式尋找最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。如果城市集中供熱管網(wǎng)的規(guī)模較大，則采用矩形表示圖，通過(guò)關(guān)聯(lián)矩陣以及相關(guān)定理尋找最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。這種方法可以大大的降低能耗，可以很好的提高城市集中供熱管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)收益，有利于供熱企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

2.3 熱力站的優(yōu)化設(shè)計(jì)

熱力站的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要集中在兩個(gè)方面：第一，要合理設(shè)計(jì)熱力站的容量。城市化不斷深入，城市經(jīng)濟(jì)也在飛速發(fā)展，城市居民對(duì)城市集中供熱管網(wǎng)的要求也在飛速上漲。熱力站的容量設(shè)計(jì)也應(yīng)追上城市發(fā)展的速度，這樣才能保證熱力站的平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)延長(zhǎng)熱力站中機(jī)器設(shè)備的使用壽命。第二，要及時(shí)更新熱力站中的機(jī)器設(shè)備。機(jī)器設(shè)備的老舊會(huì)對(duì)熱力站的熱量供應(yīng)產(chǎn)生很大影響，容易出現(xiàn)回水忽冷忽熱等問(wèn)題。所以，對(duì)于一些老舊的機(jī)器設(shè)備要及時(shí)更換，這樣才能保證用戶的用熱品質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

越來(lái)越多的城市選擇集中供熱，對(duì)城市集中供熱管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了廣大城市居民所關(guān)注的焦點(diǎn)。就目前來(lái)看，我國(guó)的城市集中供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)還是存在一些問(wèn)題的，比如上文所提到的熱源、供熱管網(wǎng)、熱力站設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)此，本文也對(duì)城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提出了具體建議，只有不斷優(yōu)化城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，才能保證用戶的用熱品質(zhì)，提高城市居民的生活質(zhì)量。