城市集中供热管网系统的优化设计研究

葛普

滕州热力有限公司 山东滕州 277500

随着城市化建设进程的不断加快，城市发展与环境污染之间的矛盾越来越突出，全球范围内都相继展开了保护环境的相关活动。作为城市建设的主要能源，集中供热成为许多城市采用的主要供热方式。然而，由于在热能供应体系中缺乏相应的理论支撑，简单地从满足社会需求的角度出发，设计城市热能供应体系，导致对环境造成了不同程度的污染。笔者结合工作经验，对相关方面展开分析。

1 城市集中供热管网优化设计的原则

在设计城市集中供热管网的过程中，应遵循科学合理性原则、全局性原则及前瞻性原则。具体来说，科学合理性原则主要是指在设计相关方案时，应从科学系统的角度出发，考虑系统运行过程中的每一个环节，对相关数据进行充分的分析。全局性原则是指在设计方案的过程中，从整体层面上考虑方案实施的有效性，保证系统运行过程中，其各方面的性能能够满足整个区域的网络负荷。前瞻性则主要指从长远的角度出发，对工程的建设情况及运行状况进行设计。

2 城市集中供热管网的优点

2.1 供热效率高能量损耗低

集中供热减少了供热过程中供热介质的分散，减少了热能在流通过程中的损耗，同时集中的控制调度，可以有效地根据室外环境和需求来进行热介质温度、流速的精确控制，选择出最节能的供热方案，在充分满足用户需求的同时，减少了无用功，同时充分合理的利用了资源，避免资源浪费，同时降低了整个供热系统的运行维护成本。集中供热还有利于统一运用计算机系统进行实时监测和调控，对整个供热时段的能量需求进行实时预测，及时的进行调控，有效减少了人力和物力投入。集中供热因为使用的锅炉容量更大，燃烧效率更高，可以更有效地节约燃料。

2.2 对空气的污染减少

集中供热一方面减少了能源损耗，因此提供同等需求的热量所需要的资源和能量降低；另一方面集中供热所使用的锅炉更标准，能源转化效率更高，这些使得在锅炉工作过程中产生的空气污染物更少。同时集中供热热量产生集中，锅炉容量大，燃烧效率提高大大的减少了对燃料的消耗，同时燃烧所产生的废弃物业更少，分散锅炉因为锅炉本身质量的参差不齐，热量分散，散热面广，燃烧同等热量需要更多的燃料，产生的废气自然会更多，并且分散锅炉在管理上存在更多的不便，不能保证对各锅炉的各方面都进行规范有效的操作和监测，造成的浪费污染会更多。

2.3 自动化可操作性更高

目前随着科学技术的迅猛发展，城市集中供热管网已基本实现自动化控制，集中锅炉更有利于整个自动化系统的操控，优化了整个控制系统的计算流程，分散锅炉会增加控制系统成本及人力成本，同时不利于一个控制系统对整个供热管网的同意集约式管理调控。采用集中供热，优化了整个控制流程，化繁为简，降低了实际操作中的故障率，同时减小了机器及时间误差。

3 城市集中供热管网优化设计路径

3.1 优化管网的整体布局设计

在城市集中供热管网系统中，供热管网的设计与建设是非常重要的环节，管径设计的合理性也对整个系统产生着非常重要的影响。因此，设计人员在设计城市集中供热管网的过程中，应重视管径设计的量级控制。热源厂通过主管网，将能源传输至换热站，换热站再通过二次管网，将能源传输到用户家庭。因此，应采用区块化的管理方式，对管网的实际运行状况进行管理，保证每一环节的运行效率。

3.2 选取合理的供热管网直径

在建设城市集中供热管网系统的过程中，应本着科学的设计思想，充分运用各种先进的科学技术，建立集中管线的处理区域。同时，为了能够有效地降低管线的供热半径，完成对管线成本的有效控制，减少整个系统运行过程中存在的阻力，设计人员应针对管线运行的实际情况，对其设计原理进行深入的分析，做好每一个细节的工作。此外，设计人员应对安置阀门的数量进行严格的控制，结合实际情况，对管线的布置进行科学的设计，避免中间环节不必要的能源消耗。

3.3 优化供热管网管线设计

在设计供热管网线的过程中，设计人员应尽量缩减管线的长度，减少中间环节不必要的管线布置，从而避免由于管线过长导致的能源消耗增大。同时，在设计管道的过程中，设计人员应对阀门的设计进行合理的安排，避免由于涉及不合理产生热能消耗的现象[1]。

3.4 优化整个城市供热管网的系统设计

在优化集中供热管网时，应将其对城市经济、社会与供暖等方面的因素进行充分的考虑，将创新的设计思想与先进的管理理念进行有效的融合，为后续建设城市管网工程奠定良好的基础。设计人员在设计相关环节的过程中，应针对该系统运行中可能出现的各种故障进行深入的分析，并制定优化设计方案，进而降低该系统的养护成本及维修成本，提高整个系统的安全性。

3.5 优化供热管网的运行方式

在城市集中供热管网系统的运行过程中，会产生较高的负载及能源的消耗。因此，设计人员应结合该系统的实际运行情况，对集中供热管网的运行方式进行优化设计。在上述过程中，应将现代控制技术与热工学的相关理论进行有效的运用，对供热系统运行的效率、差异、精准性等方面进行科学的调整。

4 结语

通过本文的论述，阐述了城市集中供热管优化设计的原则，并论述了城市集中供热管网系统的应用优势，最后从几个不同的层面分析了城市集中供热管网优化设计的主要路径。因此，社会各界应加强对热能使用方式的重视程度，对集中供热管网的设计与实施进行深入的研究。同时，在这一过程中，应不断优化城市集中供热挂网的设计方案，使其能够发挥出更好的作用，实现城市资源的节约，为建设现代化城市奠定良好的基础。