摘要：伴隨城市集中供熱的高速發(fā)展，供熱管網(wǎng)與人們的關(guān)系愈來愈密切，也顯得愈來愈重要。然而城市集中供熱系統(tǒng)工程非常復(fù)雜，加上建設(shè)規(guī)模大，影響的因素比較多，存在各種各樣的問題，對于城市的規(guī)劃、建設(shè)以及環(huán)境的美化等工作都造成了很大的影響。從而給熱網(wǎng)的設(shè)計工作以及項目的施工帶來更大的挑戰(zhàn)，同時也給熱網(wǎng)穩(wěn)定運行的也提出更高的要求。本文根據(jù)當前城市集中供熱管網(wǎng)的基本狀況，簡要探討了在管網(wǎng)的運行、管線以及管徑的設(shè)計等三個方面對城市集中供熱管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計。
關(guān)鍵詞：城市；集中供熱管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計；管線；管徑；
集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)是北方城市的十分關(guān)鍵的一項基礎(chǔ)設(shè)施，最近幾年以來，通過以資源性發(fā)展為基礎(chǔ)的我國北方的城市集中供熱工程獲得了快速的發(fā)展，對供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化工作愈發(fā)獲得人們的青睞。對供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化的關(guān)鍵是對供熱管網(wǎng)進行優(yōu)化與研究，對于節(jié)約工程項目的資金投入、減少供熱能耗、提升企業(yè)的經(jīng)濟社會效益等均有著重大的意義。
1.我國城市目前集中供熱管網(wǎng)的基本狀況
伴隨城市的高速發(fā)展，與建筑規(guī)模同步增加的還有供熱管網(wǎng)。然而，這部分后續(xù)用戶的供熱管網(wǎng)，大部分并未進行科學(xué)計算，敷設(shè)管道的施工通常是分段進行，使得不少管線為枝狀延伸的形式。有的新用戶為了滿足增加熱負荷的需要，采取隨意加設(shè)大管徑管道的辦法，造成二次網(wǎng)存在熱水從細管道朝粗管道方向流動的問題。我們國家城市的集中供熱管網(wǎng)的現(xiàn)狀是熱用戶非常分散。一旦管網(wǎng)出現(xiàn)事故的時候，可以有數(shù)小時的停止供熱而進行修復(fù)的時間。并且部分供熱管網(wǎng)為了增強供熱的穩(wěn)定性以及應(yīng)對供熱發(fā)展存在的不確定性問題，在進行規(guī)劃設(shè)計的時候就將供熱管網(wǎng)像市政工程中的給水管網(wǎng)那樣布置成網(wǎng)格形狀，從而使得水力工況以及控制系統(tǒng)變得非常復(fù)雜。合理的布局供熱管網(wǎng)是一個城市有序建設(shè)與科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，務(wù)必對其實施優(yōu)化設(shè)計。
2.如何對城市集中供熱管網(wǎng)進行優(yōu)化布局與設(shè)計
根據(jù)目前城市集中供熱管網(wǎng)的現(xiàn)狀，對其實施科學(xué)合理的優(yōu)化與設(shè)計。而城市的集中供熱管網(wǎng)組成了一個十分繁雜的輸配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要著重從以下三個方面進行優(yōu)化布局與設(shè)計。
2.1 優(yōu)化管線的布局
由于我們國家城市的集中供熱源的進一步減少，供熱輻射的能力不斷加大，建設(shè)供熱管網(wǎng)的投入更大了，管線的布局應(yīng)當盡量靠近熱負荷的集中區(qū)域，以免管線太長，導(dǎo)致阻力損失以及增加投資額。管線的布局應(yīng)當滿足兩個要求。第一，技術(shù)上應(yīng)當科學(xué)。首先，管線應(yīng)當盡量避開交通干線，通常要和公路的中心線平行并且應(yīng)盡可能在車行道之外的位置敷設(shè)。并且敷設(shè)的管線應(yīng)當沿著街道的一邊。敷設(shè)在地上的管道，應(yīng)當不會對城市的環(huán)境美觀產(chǎn)生影響，對交通不構(gòu)成妨礙。其次，布局的管線還應(yīng)當盡可能避免敷設(shè)在土質(zhì)松軟的位置、地震破碎帶、滑坡危險區(qū)域和地下水位比較高等不良區(qū)域。再次，設(shè)計的供熱管道應(yīng)當和其它管道、建筑物之間保持一定的距離，確保安全運行、便于施工以及檢修。第二，經(jīng)濟上應(yīng)當可行。首先，應(yīng)當合理布置管線上的各種閥門、補償器以及部分管道附加裝置。其次，主干線應(yīng)當盡可能布置熱負荷集中的區(qū)域，盡量減少管線的數(shù)量。
2.2優(yōu)化管徑的設(shè)計工作
在管線的優(yōu)化布局、優(yōu)化管徑的設(shè)計以及對管網(wǎng)運行進行優(yōu)化這三個部分當中，優(yōu)化管徑的設(shè)計是其中的關(guān)鍵。對于一個工程項目而言的管徑通常都是離散的，因此優(yōu)化管徑的設(shè)計當中是對其進行大規(guī)模的優(yōu)化與組合工作。針對任何一種管線進行優(yōu)化布局，管徑的優(yōu)化選擇都有各種不同的組合。所以，在優(yōu)化管徑的設(shè)計工作當中，應(yīng)當按照工程的具體實際確定管徑的最大值，使得管徑能夠在合理的范圍之內(nèi)進行選擇。設(shè)計供熱管網(wǎng)的時候，不同管段的管徑是按照供熱管網(wǎng)不同管段的理論流量以及比壓降的大小來確定，而流量范圍是由熱負荷來決定，確定管徑之前，應(yīng)當對不同管段的實際熱負荷加以核算，對今后需要增加的負荷加以預(yù)測。事實上，管徑越小，輸送的阻力就越大，所消耗的動力成本就越高；相反，消耗動力的成本就越小，但是其基建的投入資金就越大。所以，在確定了熱網(wǎng)布局的前提下，應(yīng)當選擇一個最佳的管徑設(shè)計方案，也就是最經(jīng)濟合理的管徑，此時，基建投入以及動力費用總和才能夠?qū)崿F(xiàn)最低。只有通過優(yōu)化管徑的設(shè)計工作，才能使得所選用的管徑不僅可以符合相應(yīng)的技術(shù)要求，同時又可以實現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟性。
2.3 優(yōu)化管網(wǎng)的運行
我們國家各大城市的集中供熱管網(wǎng)在日常的運行當中，浪費了大量的能源，其經(jīng)濟性非常差。由于不同類型的供熱系統(tǒng)的興起，對供熱管網(wǎng)的運行進行優(yōu)化調(diào)節(jié)愈發(fā)受到重視。其中，當前熱網(wǎng)運行當中冷熱不均的問題普遍存在，而產(chǎn)生該問題的主要原因在于熱網(wǎng)的水力失調(diào)而導(dǎo)致的。所以，熱網(wǎng)的水力平衡就顯得十分重要，它對于管網(wǎng)運行的效果有直接影響。因此，為了確保管網(wǎng)的平穩(wěn)運行，務(wù)必選擇動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備對于各個環(huán)路的水力失調(diào)問題加以解決。當部分用戶調(diào)整用熱量的時候，動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備不僅不會對其余環(huán)路的用熱量產(chǎn)生影響，并且沒有振動以及噪聲產(chǎn)生。然而，在動態(tài)系統(tǒng)當中可能會出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)失調(diào)的問題，所以應(yīng)當預(yù)防產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)失調(diào)�？傊κд{(diào)會導(dǎo)致各個熱用戶或者各個采暖房間出現(xiàn)過冷或者過熱的現(xiàn)象，需要引起高度關(guān)注，同時還應(yīng)當結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟上的先進合理性以及建設(shè)上的可行性，對方案進行優(yōu)化，進一步改進熱網(wǎng)系統(tǒng)中存在的水力失調(diào)現(xiàn)象，以提升熱網(wǎng)的質(zhì)量，從而達到供熱系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運行的目標。
3.結(jié)束語
我們國家城市的集中供熱管網(wǎng)的平穩(wěn)、高效運行是一項系統(tǒng)性非常強的工程，在對其進行優(yōu)化設(shè)計的時候，應(yīng)當在熱網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性以及經(jīng)濟合理性的前提下，按照管線的優(yōu)化布局、管徑的優(yōu)化與設(shè)計以及管網(wǎng)的平穩(wěn)運行，不斷完善城市的熱網(wǎng)系統(tǒng)。伴隨城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)的快速發(fā)展，熱網(wǎng)的性能一定會得到更好的發(fā)揮，也一定會有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;
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