城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)淺談
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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，對(duì)資源需求量持續(xù)增加。對(duì)于供暖工程而言，要對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能改善實(shí)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(shì)，最后提出具體策略，采用有效方法促進(jìn)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(jì)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(shí)際需求，有利于改善生活品質(zhì)。傳統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)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(jì)，可以很大程度上降低成本、節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，為人們帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
2城市集中供熱現(xiàn)狀
由于我國(guó)北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平落后，所以一直到上世紀(jì)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(jìn)供熱事業(yè)的發(fā)展，政府頒布了一系列政策。上世紀(jì)90年代起來(lái)，受到了國(guó)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(jìn)方向，對(duì)于提升整體水平有著重要意義。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們物質(zhì)生活水平大大提高，環(huán)境保護(hù)成為社會(huì)熱點(diǎn)，對(duì)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(duì)方式進(jìn)行優(yōu)化，才能滿足實(shí)際需求，為居民提供更好的供熱服務(wù)。城市供熱要消耗大量能源，因此要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念，倡導(dǎo)節(jié)能減排理念，不斷提高資源利用率。未來(lái)供熱要采用可再生和清潔能源，減少對(duì)自然環(huán)境污染，符合實(shí)際發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處，推動(dòng)生態(tài)文明城市建設(shè)。
3城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
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(yùn)用集中質(zhì)量并調(diào)的方式來(lái)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(shì)，不僅可以減少資源浪費(fèi)，還能夠降低成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。另外在管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置計(jì)量表，利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)實(shí)際運(yùn)行情況有全面了解。管網(wǎng)設(shè)計(jì)減少鋪設(shè)面積，對(duì)城市情況實(shí)地考察，設(shè)計(jì)出合理方案，有利于降低建設(shè)成本。合理布置可以在短時(shí)間內(nèi)滿足供熱需求，大大提高了運(yùn)行效率，減少不利因素影響。在滿足用戶需求的同時(shí)，對(duì)有限資源合理配置，不會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)的情況，不斷提高供熱質(zhì)量，有著很好的經(jīng)濟(jì)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(huì)造成環(huán)境污染，導(dǎo)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(shì)，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(duì)于環(huán)境保護(hù)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(huì)中，要不斷引入先進(jìn)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(huì)對(duì)自然環(huán)境造成太大的影響。環(huán)保已經(jīng)成為了新時(shí)代的主題，國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，所以城市供熱要順應(yīng)發(fā)展要求，通過對(duì)供熱工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。在供熱過程中，要重視環(huán)境保護(hù)，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(dòng)化程度高
在快速發(fā)展的今天，人們已經(jīng)進(jìn)入到信息化時(shí)代，先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，城市集中供熱也不例外。從目前情況來(lái)看，集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度會(huì)降低，只需要對(duì)設(shè)備進(jìn)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(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)之中。因此要樹立起創(chuàng)新意識(shí)，不斷引入先進(jìn)技術(shù)，對(duì)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，才能取得更好的效果。對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，節(jié)省大量時(shí)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(jì)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(wù)，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(jìn)行連接，這樣用戶是相對(duì)獨(dú)立的，不會(huì)有干擾的影響，保證了供熱的質(zhì)量。當(dāng)供熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，檢查和維修起來(lái)也比較方便，能夠在最短時(shí)間內(nèi)解決，恢復(fù)到正常供熱狀態(tài)中。工程造價(jià)會(huì)受到一次網(wǎng)供回水溫的影響，所以可以適當(dāng)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(huì)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(wù)。
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(duì)比發(fā)現(xiàn)，直埋具有明顯優(yōu)勢(shì)，熱損失較小、環(huán)境影響小、占地面積小、施工時(shí)間短等，所以應(yīng)用范圍比較廣，國(guó)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(duì)地理環(huán)境、地質(zhì)條件等有所了解。然后確定設(shè)計(jì)圖紙，保證和實(shí)際情況相符合，能夠有效落實(shí)下去。對(duì)圖紙進(jìn)行審核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中不足地方，通過改進(jìn)實(shí)現(xiàn)完善，起到正確指導(dǎo)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(jià)，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(yùn)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(jià)、改善運(yùn)行效果。要根據(jù)供熱介質(zhì)的流量、性質(zhì)、流速、預(yù)留負(fù)荷及輸送距離來(lái)確定管徑，保證滿足實(shí)際需求。在進(jìn)行平面布置時(shí)，要充分考慮城市的規(guī)劃，以此為依托，考慮熱負(fù)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(lái)確定，主干線要靠近大用戶，有利于減少運(yùn)行費(fèi)用。管網(wǎng)平面布置是一項(xiàng)復(fù)雜工作，所以要樹立起全局意識(shí)，從城市整體規(guī)劃角度去看，才能制定合理的設(shè)計(jì)方案，保證管網(wǎng)的科學(xué)布設(shè)，不斷提高運(yùn)行效率。
4.4供熱管道的熱補(bǔ)償
熱補(bǔ)償對(duì)于供熱管道具有重大意義，有自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器補(bǔ)償兩種方式。補(bǔ)償器包括方形補(bǔ)償器、套管補(bǔ)償器、波紋補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器、無(wú)推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，無(wú)推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器具有推力小、補(bǔ)償距離大的優(yōu)勢(shì)，保證管道安全性。所以要采用無(wú)推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，為供熱管道提供保障，減少不利因素影響。無(wú)補(bǔ)償直埋敷設(shè)分為冷安裝無(wú)補(bǔ)償、預(yù)應(yīng)力無(wú)補(bǔ)償，其中冷安裝無(wú)補(bǔ)償具有施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低的特點(diǎn)，是目前最常用的方式，實(shí)際效果比較好。技術(shù)是處于不斷發(fā)展之中的，加大對(duì)熱補(bǔ)償器的研究，不斷提升水平，可以實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用。同時(shí)要進(jìn)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(shí)處理，為供熱系統(tǒng)運(yùn)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(yīng)用在工業(yè)中，如果要進(jìn)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(dǎo)致管路出現(xiàn)氣擊或水擊的問題，這一現(xiàn)象有可能會(huì)破壞補(bǔ)償器，所以在對(duì)蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要經(jīng)過縝密的考慮。為了解決當(dāng)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(wú)推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器、高效保溫材料、先進(jìn)技術(shù)工藝等，有效適應(yīng)蒸汽管道長(zhǎng)距離輸送的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。管道材質(zhì)一定要符合標(biāo)準(zhǔn)，具有耐久性、耐腐蝕性、防滲漏的特點(diǎn)，防止輸送過程中出現(xiàn)泄露，從而造成資源浪費(fèi)。要進(jìn)行檢查和維修，能夠延長(zhǎng)使用年限，提高整體經(jīng)濟(jì)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(gè)熱源都有多個(gè)可以選擇的方案，當(dāng)然最好的方案只有一個(gè)，保證供熱質(zhì)量前提下，將費(fèi)用減少到最小。人員要具備較強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，運(yùn)用熟練技能去開展工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在問題，通過有效解決來(lái)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(jìn)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(jì)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(yǔ)
綜上所述，關(guān)于城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yīng)城市發(fā)展的需要。
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作者：韓長(zhǎng)青 王芳 單位：河北建筑工程學(xué)院 張家口市恒達(dá)交通房地產(chǎn)開發(fā)有限公司
