关于市政供热管网设计的探讨

关于市政供热管网设计的探讨

发表时间：2018-10-18T11:59:24.907Z 来源：《防护工程》2018年第12期作者：郭志嘉

[导读] 作为基础设施建设的重点工程城市集中供热管网的优化设计也越来越受到人们的普遍关注，笔者从事城市供热管网设计工作多年，就城市集中供热管网的优点、目前存在的问题及优化设计策略进行一下分析，以力求对同行有所帮助。

郭志嘉

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摘要：随着社会经济的不断发展，生活水平的提高，人们对城市基础设施建设的要求也越来越高，作为基础设施建设的重点工程城市集中供热管网的优化设计也越来越受到人们的普遍关注，笔者从事城市供热管网设计工作多年，就城市集中供热管网的优点、目前存在的问题及优化设计策略进行一下分析，以力求对同行有所帮助。

关键词：市政；供热管网；设计；探讨

在城市生产生活中，集中供热系统发挥着十分重要的作用。随着人们节能、环保意识的不断加深，供热系统优化设计成了社会各界普遍关注的一个热点问题。在开展供热系统优化工作的过程中，尤其要做好供热管网的优化工作，这对于节约建设成本、控制热能损耗、保护城市环境而言均具有十分积极的意义。

1 城市集中供热的优势

作为现代化城市的文明标志和发展方向，城市集中供热具有显著的经济效益和社会效益，不仅能为城市提供稳定、可靠的优质热源，而且对于节约能源，改善大气环境，减少城市大气污染，有效利用城市空间等方面都具有重要作用。集中供热与其他供热方式相比，具备以下五大优势：

1.1 一次投资，长期受益。采用集中供热不仅可节约市区内宝贵的土地资源，降低人力、物力资源的消耗，更重要的是，还能有效避免其他供热方式因受设备使用年限限制，而周期性地更换供热设施的弊端，真正让用户一次投资，长期受益。

1.2 经济实用，效益明显。据专家分析测算，综合考虑初装费和运行费用，集中供热与其他供热方式相比，其经济性、舒适性和室温稳定性明显优于其他供热方式。虽然煤、水、电等原材料价格不断上扬导致了供热价格水涨船高，但是，作为低品位能源，城市集中供热与其他高品位能源相比将长期保持价格上的优势。

1.3 用途广泛，使用方便。城市集中供热既可冬季采暖、夏季制冷和常年提供生活热水，又可用于工矿企业的生产运行。同时，也可用蒸汽蒸做食品，为宾馆、饭店、商场、医院、写字楼等提供极其便利的服务条件。

1.4 运行科学，安全可靠。随着集中供热技术上的不断成熟、完善，越来越多的新材料、新技术、新工艺被广泛应用，其安全可靠性大大提高。

1.5 环保节能，净化大气。由于集中供热作为国家大力倡导的环保型供热方式，对控制大气环境污染能起到积极的作用，环境效益明显，所以，市政府近年来始终重视城市集中供热事业的发展，在实施“蓝天工程”和创建国家环保模范城市工作中，坚决取缔1０吨以下燃煤锅炉，积极提倡和推行集中供热。

2 城市集中供热管网布置的类型

城市集中供热管网的布置与热媒种类、热源与热用户的相互位置有一定的关系，其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，但这样存在一定的问题，热网水力工况和控制十分复杂，同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时，有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置，用户管网是从大环网上接出的枝状管网，这种布置方式具有供热的后备性能，运行安全可靠，但热网水力工况和控制比较复杂，投资很高。

在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下，认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时，根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线，在实施过程中根据供热能力和热用户情况，逐步完善不同的主干线。

当城市供热主干线骨架形成后，适当敷设连通管，正常工作时关闭连通管上的阀门，而当主干线某段出事故时，又可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展，如果一条干管供热能力不够，敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决，以达到供热管网输配能力最优化，不必像环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。

随着经济的发展和居民生活质量的提高，城市集中供热因其易控制、能源利用率高、供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量，也产生了一系列的问题，对城市集中供热管网的设计也提出了更高的要求。

3 市政集中供热管网的优化设计策略

供热网的设计需考虑它的技术性、初投资和运行中的能量输送损失这三个方面，对于一个布局已定的供热网的设计，存在着寻求这三个目标综合起来的优化问题，然而技术、经济和能量这三个目标之间是矛盾的。追求高的经济目标，将导致降低热网运行的能量目标，如何将这三个目标统一起来，形成一个综合的目标，是解决布局已定的树状热网设计最优化的关键问题。因此有必要对供热管网的优化设计进行理论分析，逐步引申和发展，以解决热网系统问题。在具体的设计供热管网过程中可以从以下方面出发来优化供热管网的设计。

3.1优化供热网网路

室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分，供热外网的网路形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否方便以及经济效益有着很大的影响。合理地确定供热管网平面的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方便等，都具有重要的意义。

供热管网布置原则是应在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。供热管线平面位置的确定应遵守如下基本原则。

3.1.1 经济上合理：主干线力求最直，主干线尽量走热负荷集中区。

3.1.2 技术上可靠：线路应尽可能走过地势平坦、土质好、水位低的地区。尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地