城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計淺談
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摘要：隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，城市化進程加快，對資源需求量持續(xù)增加。對于供暖工程而言，要對管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計，才能改善實際效果，發(fā)揮出更大的作用。文章先介紹基本現(xiàn)狀，再分析優(yōu)勢，最后提出具體策略，采用有效方法促進城市更好發(fā)展。
關(guān)鍵詞：城市集中供熱；管網(wǎng)優(yōu)化；設(shè)計分析
1引言
供熱工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施保障，滿足居民實際需求，有利于改善生活品質(zhì)。傳統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計逐漸出現(xiàn)一系列問題，需要優(yōu)化才能取得良好效果。通過優(yōu)化設(shè)計，可以很大程度上降低成本、節(jié)約能源，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，為人們帶來更加優(yōu)質(zhì)的服務。
2城市集中供熱現(xiàn)狀
由于我國北方地區(qū)經(jīng)濟水平落后，所以一直到上世紀80年代左右，都是采用分散式供熱方式。隨著改革開放的不斷深入，城市建設(shè)速度加快，為了促進供熱事業(yè)的發(fā)展，政府頒布了一系列政策。上世紀90年代起來，受到了國家的重視，先后了通知和要求，為供熱事業(yè)發(fā)展指明了前進方向，對于提升整體水平有著重要意義。進入21世紀以來，人們物質(zhì)生活水平大大提高，環(huán)境保護成為社會熱點，對供熱產(chǎn)生了深刻影響。城市供熱處于不斷發(fā)展之中，要對方式進行優(yōu)化，才能滿足實際需求，為居民提供更好的供熱服務。城市供熱要消耗大量能源，因此要堅持可持續(xù)發(fā)展理念，倡導節(jié)能減排理念，不斷提高資源利用率。未來供熱要采用可再生和清潔能源，減少對自然環(huán)境污染，符合實際發(fā)展的需求，實現(xiàn)人與自然和諧相處，推動生態(tài)文明城市建設(shè)。
3城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)勢
3.1供熱質(zhì)量高
在城市基本都是采用集中供熱的形式，在冬季，氣溫極低，運用集中質(zhì)量并調(diào)的方式來調(diào)節(jié)供熱介質(zhì)的溫度、流速等方面，保證供熱參數(shù)在合理范圍之內(nèi)，確保正常供暖。這種模式具有明顯優(yōu)勢，不僅可以減少資源浪費，還能夠降低成本，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。另外在管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置計量表，利用計算機來進行調(diào)節(jié)，對實際運行情況有全面了解。管網(wǎng)設(shè)計減少鋪設(shè)面積，對城市情況實地考察，設(shè)計出合理方案，有利于降低建設(shè)成本。合理布置可以在短時間內(nèi)滿足供熱需求，大大提高了運行效率，減少不利因素影響。在滿足用戶需求的同時，對有限資源合理配置，不會出現(xiàn)浪費的情況，不斷提高供熱質(zhì)量，有著很好的經(jīng)濟效益。
3.2減少空氣污染
在傳統(tǒng)模式下，采用煤炭取暖方式，燃燒后會造成環(huán)境污染，導致空氣質(zhì)量下降。為了體現(xiàn)出城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)勢，要盡量避免建設(shè)分散的小鍋爐房，有助于集中利用熱能、另外對于環(huán)境保護有很大的幫助，集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)用的鍋爐容量比較大，能夠最大限度節(jié)約燃料。在現(xiàn)代社會中，要不斷引入先進技術(shù)，可以提高資源利用率。有效減少固體污染物排放量，不會對自然環(huán)境造成太大的影響。環(huán)保已經(jīng)成為了新時代的主題，國家大力倡導節(jié)能減排，所以城市供熱要順應發(fā)展要求，通過對供熱工程進行優(yōu)化設(shè)計，就可以實現(xiàn)預期目標。在供熱過程中，要重視環(huán)境保護，將污染降到最低，提高資源利用率，符合可持續(xù)發(fā)展理念。
3.3自動化程度高
在快速發(fā)展的今天，人們已經(jīng)進入到信息化時代，先進技術(shù)被應用在各個領(lǐng)域，城市集中供熱也不例外。從目前情況來看，集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制，能夠根據(jù)室外溫度變化情況做出調(diào)整，大大提高了工作效率。人員勞動強度會降低，只需要對設(shè)備進行操作就可以了，非常的快捷方便。采用中央加熱設(shè)備，可以有效提高集中供熱管網(wǎng)的運行質(zhì)量，降低系統(tǒng)故障發(fā)生幾率，確保始終處于正常運轉(zhuǎn)之中。因此要樹立起創(chuàng)新意識，不斷引入先進技術(shù)，對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化，才能取得更好的效果。對管網(wǎng)系統(tǒng)運行實現(xiàn)自動化控制，節(jié)省大量時間，要求人員要熟練操作設(shè)備，按照規(guī)定要求去執(zhí)行，做好城市集中供熱工作。
4城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計策略
4.1供熱管網(wǎng)連接方式和供回水溫度
為了享受更好的供熱服務，要采用間接連接方式，具體形式是一次網(wǎng)通過水-水換熱站與采暖熱用戶進行連接，這樣用戶是相對獨立的，不會有干擾的影響，保證了供熱的質(zhì)量。當供熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，檢查和維修起來也比較方便，能夠在最短時間內(nèi)解決，恢復到正常供熱狀態(tài)中。工程造價會受到一次網(wǎng)供回水溫的影響，所以可以適當減小管道的半徑，保持較大的供回水溫差。在通常情況下，一次供回水溫度在80℃~140℃之間，二次供回水溫度在60℃~90℃之間，供熱效果會比較好。通過改變連接方式和調(diào)整供回水溫度，讓供熱水平大大提升，為居民提供更好服務。
4.2供熱管網(wǎng)的敷設(shè)方式
城市供熱管網(wǎng)有架空、地溝、直埋三種敷設(shè)方式，通過對比發(fā)現(xiàn)，直埋具有明顯優(yōu)勢，熱損失較小、環(huán)境影響小、占地面積小、施工時間短等，所以應用范圍比較廣，國內(nèi)很多城市都是采用直埋方式。由于供熱用戶很多，所以在正式施工之前要做好調(diào)查工作，對地理環(huán)境、地質(zhì)條件等有所了解。然后確定設(shè)計圖紙，保證和實際情況相符合，能夠有效落實下去。對圖紙進行審核，及時發(fā)現(xiàn)其中不足地方，通過改進實現(xiàn)完善，起到正確指導作用。要盡可能減少管網(wǎng)線路，找到最優(yōu)化方案，不僅可以降低工程造價，還能夠提升供暖效率。由此可見，直埋是一種很好的方式，結(jié)合城市供熱情況，制定出合理方案，保證系統(tǒng)正常運行。
4.3供熱管網(wǎng)的管徑及平面布置
管徑大小選擇非常重要，要控制在合理范圍之內(nèi)，可以減少工程造價、改善運行效果。要根據(jù)供熱介質(zhì)的流量、性質(zhì)、流速、預留負荷及輸送距離來確定管徑，保證滿足實際需求。在進行平面布置時，要充分考慮城市的規(guī)劃，以此為依托，考慮熱負荷分布、熱源位置、地上地下管道、園林綠化、水文地質(zhì)等各種因素。管網(wǎng)布置采用枝狀敷設(shè)，一定要保持平直，避免出現(xiàn)彎曲的情況，可以減少施工難度。走向根據(jù)供熱地區(qū)分布來確定，主干線要靠近大用戶，有利于減少運行費用。管網(wǎng)平面布置是一項復雜工作，所以要樹立起全局意識，從城市整體規(guī)劃角度去看，才能制定合理的設(shè)計方案，保證管網(wǎng)的科學布設(shè)，不斷提高運行效率。
4.4供熱管道的熱補償
熱補償對于供熱管道具有重大意義，有自然補償和補償器補償兩種方式。補償器包括方形補償器、套管補償器、波紋補償器、球形補償器、無推力旋轉(zhuǎn)補償器，無推力旋轉(zhuǎn)補償器具有推力小、補償距離大的優(yōu)勢，保證管道安全性。所以要采用無推力旋轉(zhuǎn)補償器，為供熱管道提供保障，減少不利因素影響。無補償直埋敷設(shè)分為冷安裝無補償、預應力無補償，其中冷安裝無補償具有施工簡單、工期短、造價低的特點，是目前最常用的方式，實際效果比較好。技術(shù)是處于不斷發(fā)展之中的，加大對熱補償器的研究，不斷提升水平，可以實現(xiàn)更好的應用。同時要進行定期檢查，看是否處于正常工作狀態(tài)中，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況要及時處理，為供熱系統(tǒng)運行提供保障。
5蒸汽供熱系統(tǒng)
由于壓力高、溫度高、所以一般應用在工業(yè)中，如果要進行城市供熱，要先經(jīng)過汽水換熱站轉(zhuǎn)換為熱水系統(tǒng)才可以，為供熱提供有力支持，是一種很好的方式。由于蒸汽在使用的過程中容易出現(xiàn)不連貫的問題，容易導致管路出現(xiàn)氣擊或水擊的問題，這一現(xiàn)象有可能會破壞補償器，所以在對蒸汽系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，要經(jīng)過縝密的考慮。為了解決當前問題，要盡可能減少蒸汽管路附件的數(shù)量，降低故障發(fā)生概率，確保供熱的可靠性和穩(wěn)定性。蒸汽管道要采用隔熱托座、節(jié)能疏水系統(tǒng)、無推力旋轉(zhuǎn)補償器、高效保溫材料、先進技術(shù)工藝等，有效適應蒸汽管道長距離輸送的未來發(fā)展趨勢。管道材質(zhì)一定要符合標準，具有耐久性、耐腐蝕性、防滲漏的特點，防止輸送過程中出現(xiàn)泄露，從而造成資源浪費。要進行檢查和維修，能夠延長使用年限，提高整體經(jīng)濟效益。
6熱源優(yōu)化
常見的熱源內(nèi)部設(shè)備優(yōu)化措施是多熱源的靜態(tài)優(yōu)化模型，每個熱源都有多個可以選擇的方案，當然最好的方案只有一個，保證供熱質(zhì)量前提下，將費用減少到最小。人員要具備較強專業(yè)素養(yǎng)，運用熟練技能去開展工作，及時發(fā)現(xiàn)其中存在問題，通過有效解決來取得更好效果。熱源是城市集中供熱的根本保障，能夠提供豐富能源，滿足人們生活需求。所以要不斷進行優(yōu)化，拓展供熱范圍，發(fā)揮出更大作用，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益，滿足更多居民的供熱需求，有助于提升生活品質(zhì)。
7結(jié)束語
綜上所述，關(guān)于城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計分析具有重要意義，可以取得顯著成效。要制定出一套完善的方案，不斷提升供熱效率和質(zhì)量，適應城市發(fā)展的需要。
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作者：韓長青 王芳 單位：河北建筑工程學院 張家口市恒達交通房地產(chǎn)開發(fā)有限公司
