浅谈城市集中供热管网设计

曹 艺

（山西建筑职业技术学院，山西 晋中 030006）

集中供热这一制度已经在多数城市推广开来，并在冬天为城市居民带去了温暖，城市集中供暖设备和集中供暖技术也在随着科学技术的发展而不断发生改变。但是，从目前来看，城市集中供暖的管网设计依旧存在着一些问题，这些问题的存在降低了供热管网的供热效率，增加了能耗，不仅会对居民的生活质量产生影响，同时还会增加供热企业的成本投入，降低供热企业的经济效益，并对环境造成污染。所以，城市集中供热的管网设计还需优化。

1 目前城市集中供热管网设计中存在的问题

1.1 热源的数量过多导致管网的混乱

热源即为产生热量的地方或技术，随着科学技术的发展，能够成为热源的地方以及能够产生热量的技术也越来越多，比如热交换站、热电联产、还有一些尖配锅炉房等。在很多人的观念中，热源多了，能够提供的热量也就多了，城市集中供热的供热质量也就保证了，所以就在城市集中供热管网的设计中加入了多个热源。这种设计在一些比较发达的城市应用尤其广泛。但这种观点是不对的，热源太多会造成城市集中供热管网的混乱，这种混乱会对管网产生损害，使其供热能力下降的同时，减少其使用寿命。

1.2 管网的线路设计以及运行状态不合理

随着城市化的不断深入，城市的规模也在不断的扩大，而城市集中供热的管网也就随着不断扩张。但是新的管网的铺设应该是需要经过精心设计的，这样才能保证新的管网的铺设的科学性，但很多地方并没有这么做，他们只是在旧管道的基础上一味地延长，然后再将热量分流到居民家中，有些用户为了能在冬天让家中更暖和一些，还会将管道加粗，这种做法是非常不合理的，会增加很多能耗以及管理成本。再有就是很多城市的集中供热技术不够先进，采用了静态运行的运行模式进行集中供暖，这种模式的弊端很大，尤其是在资源消耗方面，现有的几种调节方案也不够科学，而且一旦管网供热量高于或低于标准值，就很容易引起能源浪费或者供热量不足等多个问题。

1.3 热力站的设计不够科学

热力站也是城市集中供热系统的重要组成部分。热力站的设计不合理处在于以下几点：第一，选址不合理。热力站的选址对于地形、地质的要求比较高，再加上城市建筑数量的飞速增长，想要选择一个合适的地址建热力站，是非常困难的。第二，热力站的容量设计不合理。我国的城市化进度发展飞快，但是相应的规划进度并没有跟上，这也是导致热力站容量过小的原因。第三，热力站中的机器设备没有得到及时的更换。这一点与热力站的容量过小有很大的关系，再加上没有足够的资金投入，就很容易造成设备老化，进而造成供热质量不稳等问题。

2 优化城市集中供热管网设计的具体建议

2.1 对热源进行优化设计

热源对于城市集中供热管网有着至关重要的影响，所以在选择热源的种类、地址、容量等各个方面都应该给予重视。在进行热源的设计时，需要结合城市集中供热管网的设计、城市所在地的地质、地形条件、投资成本以及各供热管道所要承担的压力等各个方面进行综合分析，划定每个热源能够提供热量的范围。选择最合适的热源建设方案，不过这种方法目前发展的不够成熟，无法进行反推和验证，以保证结果的准确性。在进行热源建设时，一定要注意，城市集中供热管网的热源数量不要过多，防止发生混乱的情况。

2.2 一次网的优化设计

相比于热源的优化方法，一次网的优化设计方案有很多，包括图论理论、遗传算法等多个方法。在这里，本文主要讲述第一种优化方式。众所周知，人们习惯把一个事物描述成一个点，而事物与事物之间的关系通常会用一条直线表示，点和线就构成了图。城市集中供热管网中的管道、节点就相当于图形中的线和点，利用这种方式寻找最优的设计方案。如果城市集中供热管网的规模较大，则采用矩形表示图，通过关联矩阵以及相关定理寻找最优的设计方案。这种方法可以大大的降低能耗，可以很好的提高城市集中供热管网的经济收益，有利于供热企业的长远发展。

2.3 热力站的优化设计

热力站的优化设计主要集中在两个方面：第一，要合理设计热力站的容量。城市化不断深入，城市经济也在飞速发展，城市居民对城市集中供热管网的要求也在飞速上涨。热力站的容量设计也应追上城市发展的速度，这样才能保证热力站的平稳运行，同时延长热力站中机器设备的使用寿命。第二，要及时更新热力站中的机器设备。机器设备的老旧会对热力站的热量供应产生很大影响，容易出现回水忽冷忽热等问题。所以，对于一些老旧的机器设备要及时更换，这样才能保证用户的用热品质。

3 结语

越来越多的城市选择集中供热，对城市集中供热管网进行优化设计已经成为了广大城市居民所关注的焦点。就目前来看，我国的城市集中供热管网设计还是存在一些问题的，比如上文所提到的热源、供热管网、热力站设计问题。对此，本文也对城市集中供热管网的设计优化提出了具体建议，只有不断优化城市集中供热管网的设计，才能保证用户的用热品质，提高城市居民的生活质量。