浅谈市政热力管网设计

陈世钊

淄博市临淄区公用事业服务中心 山东淄博 255400

1 城市热力管集中供热优势

市政供热管网在各大城市内的发展速度快，与其自身的特点密不可分。相对于分散供热而言，市政集中供热管网具有较多的优点：首先，采用市政集中供热管网能够通过一个集中的热源代替分散的锅炉房，使用一个高烟囱代替数十甚至上百个小烟囱，将面源排放转变为点源排放，很大程度上减少了对大气环境的污染。此外，大容量的热电厂以及高效率的锅炉能够很好的节约能源；分散供热为间断性供热，其稳定性不高；而市政集中供热管网能 够为住户提供连续的、稳定的热能，并根据负荷情况及时调整能量大小。因此，城市集中供热管网的建设是实现节能、环保的方法之一，也是实现城市现代化建设的重要手段，更是促进经济发 展和人们生活水平提高的必经途径[1]。

2 市政热力管网设计分析

2.1 直径的优化设计

市政集中供热管网对管网直径的合理设计有助于提高供热管网经济性。市政集中供热管网一般具有离散型的特点，优化管网时应重视优化管网直径的设计，且需要根据实际情况来保证设计的合理性。对此，设计师应将管径的上限范围纳入设计考虑因素中，且采用不同的组合方式来优化管径设计，以合理地控制管径变化情况。且优化管网设计时，需要对热管管网流量进行控制。

2.2 管线布局设计

首先要做到的使管线布局具有实际的可行性，这是市政供热系统实施的基础与前提。所以在进行设计工作之前需要实地勘察施工地点，合理安排管网布局，使管网设计能够符合城市集中供热的需求的，同时还要注意管网敷设时不会影响城市美观，不会影响现有基础设施，不会影响城市规划以及电力线路交通线路布局等等。其次需要注意的是在供热管网设计与经济效益的关系。在确保管线合理可行的基础上，合理的集中供热管网设计可以有效的节约资金投入成本。

2.3 供热管网干线的设计

城市供热热点逐步减少，供热半径不断增加，直接导致供热管网建设投资不断增加，占总供热项目总投资的一半以上，为了减少工程投资，有必要优化供热管网的主线，并尽量减少主线的长度。常见的做法是在稠密的热负荷区设计供热管网的主线，使最低压降回路作为主干线。与热水加热管网相比，用户系统的电阻损失可视为恒定，因此，热源到最远的加热用户的回路是供热网络的主线[2]。

2.4 旋转补偿器设计措施

在热力管网设计工作中，旋转补偿器的设计较为重要，相关设计人员必须要制订完善的设计方案，保证旋转补偿器的灵 活性与合理性，提升补偿效率。同时，设计者还要科学地选择直管段的位置，合理提升旋转补偿器的设计质量，明确旋转角 度，并对其进行合理的优化处理，满足现代化旋转补偿器的设计质量要求。在布置旋转补偿器时，相关设计者需要做好导向支架设计工作，明确导向支架位置，避免因距离设计失误而引发失稳问题，提升其工作质量。

2.5 供热参数设计

水温的高低差异和比摩阻是对市政供热管网设计影响最为重要的参数之一，如果对供热参数的选择不恰当，运行过程中很可能耗费较多的电能，此外还会对热网的平衡发展产生不利影响。结合实际工作经验，发现市政供热主要管网的干线比摩阻控制在30-70Pa/m 之间能够获得较好的效益，对于供热支线，将比摩阻设计的稍大有利于后期的调节，但是最大不应该超过300Pa/m。温差大的情况下循环量较小、温差小的情况下循环量则大。

2.6 供热调节设计

合理设计供热调节形式可以更好的服务用户，充分满足客户需求，保证持续恒温供热。对于供热调节的优化设计可以将供热不均匀的问题得到妥善的解决，从而保证供热的持续性与稳定性。供热调节的合理化设计其实最主要解决的就是怎样有效平衡集中供热管网中的水力，但是影响水力平衡的因素有很多主要有阻力的大小，管道的规格、供热系统用户数量的多少、管网的布局等等，因此在进行设计时一定要充分考虑以上情况之后进行科学、合理的设计[3]。

3 供热系统优化设计

3.1 热源优化

集中供热系统的热源优化就是把热源作为一个独立的系统来研究，主要就是根据热负荷的特性和现有设备的功率级别，确定热源内部设备的组合方式。早期提出的多热源的静态优化模型，是一个0-1规划问题，每个热源都有若干个可选择的方案，一个热源的最优方案只能从其中选择一个，保证供热质量的前提下，使整个热源的年计算费用最小。

3.2 热网优化

热网优化研究可分为两个方面：其一是热网的优化布置问题，即从工程技术角度出发，通过采用一些工程技术措施来优化系统，其二是热网的优化设计问题，即从经济角度出发，在满足系统用水各种要求的前提下，合理选择一些设计参数，如管段管径和泵的扬程等，使系统的年费用达到最低[4]。

4 结语

综上所述，为了充分发挥市政集中供热管网有效性，在其设计过程中，需要充分考虑到连接方式和供回水温度、供热管网的敷设方式、热网管径的确定等要素，并且需要不断优化设计方案，从而保障市政集中供热管网建设的有效性。