浅谈城市供热管网的优化设计

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1、浅谈城市供热管网的优化设计［摘要］集中供热管网系统是北方城市的十分关键的一项基础设施，伴随城市集中供热的高速发展，供热管网与人们的关系愈来愈密切，也显得愈来愈重要。城市集中供热系统主要由热源、供热管网及热用户组成，要实现城市集中供热可持续发展，保障热能供应，满足房屋建设迅速增长和人民群众生活需要，必须采取多种措施，加强对供热管网的优化设计，提高管网输送能力，提高热源热能的综合利用率。［关键词］城市；集中供热管网；优化；设计；分析中图分类号：N945.15文献标识码：A文章编号：1009-914X(20

2、14)24-0019-01随着城市集中供热的迅速发展，热网越来越显示出其重要性，特别是随着供热管网越来越多地走向人们的生活，热电厂集中供热和区域集中供热急剧增加我们国家城市的集中供热管网的平稳、高效运行是一项系统性非常强的工程，在对其进行优化设计的时候，应当在热网系统的安全稳定性以及经济合理性的前提下，按照管线的优化布局、管径的优化与设计以及管网的平稳运行，不断完善城市的热网系统。伴随城市集中供热管网系统的设计技术的快速发展，热网的性能一定会得到更好的发挥，也一定会有巨大的发展潜力。一、城市供热管网的

3、优化设计要素分析就当前供热发展情况来看决定或者影响城市集中供热管道热效应的因素很多，城市供热管网的优化设计也主要受到如下因素的影响。1、输水温度与管道外径当输水温度较小时，管道散失的热量在不同管径中随着输水温度的降低，其差距越来越小；当输水温度较大时，管道散失的热量在不同管径中随输水温度的增大，其差距越来越大。从这个可以看出：在输水温度较低时，管道外径对管道散热损失的影响较大，反之，在输水温度较大时，管道输水温度对管道散热损失的影响较大。因此，对于一定输水温度的保温管道，管道散失的热量随管道外径的增大

4、而增加。管道外径增大，管内水与管壁接触的表面积就增大，相当于增加了热量散失的表面积，管道内水向管外传递的热量增多。2、热导率的影响热导率对城市供热管网的热效应影响有两个方面。一方面是管道热导率，对于一定管径的保温管道，管道散失的热量随保温材质热导率的增大而增加，且二者之间近似成线性关系。保温材质热导率越大，其传热热阻越小，通过保温层的热量越多，传递到周围土壤介质中的热量自然增大。反之保温材质热导率较小时，管道散失的热量在不同管径随保温材质热导率的降低，其差距逐渐减小。另一方面是土壤热导率，对于一定管径

5、的保温管道，管道散失的热量随土壤热导率的增大而增加。土壤热导率越大，其传热热阻减小，通过土壤层的热量增多，热量从土壤层散失得越多。当土壤热导率较小时，管道散失的热量在不同管径随土壤热导率的降低，其差距逐渐减小，但减小的幅度不大。3、保温层厚度管道散失的热量随保温层厚度的增大而减小，且二者之间近似成反比例关系。保温层越厚，其传热热阻越大，通过保温层的热量越小，传递到土壤的热量就越少。当保温层厚度较小时，管道散失的热量在不同管径随保温层厚度的降低，其差距越来越大。二、城市供热管网的优化设计1、连接方式及供

6、回水温度城市供热管网的连接方式有直接连接和间接连接两种。对于小范围的建筑物高度和体量相差不大的供热工程我们建议采用直接连接方式，这样可以省去热交换器、循环泵、补水泵等初期投资和后期的维护费用。但如果是大的城市热力网工程，因为其所服务的建筑物高度、体量千差万别，间接连接方式的采用是我们建议的，这样可以大大降低整个系统的补水定压值，有利于对运行中的系统的水力工况的控制，避免水力失调现象的出现，降低用户间的相互干扰，提高了供热质量和运行的安全性，也便于日常维护和管理。对于管网工程供回水温度而言，我们当然希望

7、供回水温差越大越好，这样可以减小管径，降低投资，但对热交换器和建筑物的散热设备的热交换能力提出挑战，受当前技术和多数设备性能的制约，我们建议大多数城市地区一、二次网供回水温度为：一次网130/90°C;二次网90/70°C。2、供热管网的敷设方式供热管网有地下敷设和地上敷设两种方式。地下敷设：该种敷设方式不影响城市交通和市容，是城市供热管网广泛采用的敷设方式。地下敷设又分为有沟敷设和直埋敷设。有沟敷设是指，供热管道敷设在地沟内，管道本身不承受外界荷载。地沟分三种：①通行地沟：沟内除敷设管道外，还设有高

8、度不小于1.8米的人行通道，工作人员可以进入沟内巡视、检修和更换管道。管沟较长时应有通风和照明设施。在地下管线密集的城市中心区，供热管道也可以与其他管道一起敷设在通行的综合地沟内。该种敷设方式便于检修、维护、一劳永逸，但一次性投资大，建议用在热源出口及不允许开挖路面和经常需要检修的地方②不通行地沟其尺寸只考虑管道施工操作条件，工作人员不能进入。这种地沟横断面尺寸小，造价较低，目前广泛应用。③半通行地沟介于通行地沟和不通行地沟之间，地沟内的人行通道尺寸较小