摘要：作者针对城市集中供热管网设计做了一些理论和实践的探讨，内容主要包括我国城市供热管网的特点与常用设计技术以及城市集中供热管网布置的类型，最后对集中供热管网的优化设计策略进行了全面的分析。

关键词：城市 集中 供热管网 设计

随着经济的发展和居民生活质量的提高，城市集中供热因其易控制、能源利用率高、供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量，也产生了一系列的问题，对城市集中供热管网的设计也提出了更高的要求[1]。

1.我国城市供热管网的特点与常用设计技术

城市供热管网的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。同时有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，但这样存在一定的问题，热水力工况和控制十分复杂，同时网格状管网投资非常高。在现阶段，我国城市供热管网优化设计的研究一般是先建立数学模型，以投资、运行和维护的总和最小为目标函数，把实际工程的要求作为约束条件，然后用某种最优化方法，求出实际问题的最优解。最早的管网优化设计模型仅是针对树状管网建立的，后来发现这些模型不能广泛应用于实际的管网优化设计中，无法取得很好的结果。在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下，认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时，根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线，在实施过程中根据供热能力和热用户情况，逐步完善不同的主干线[2]。

2.城市集中供热管网布置的类型

城市集中供热管网的布置与热媒种类、热源与热用户的相互位置有一定的关系，其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时，通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性，在规划设计时就将热网像市政给水管网一样成网格状布置，但这样存在一定的问题，热网水力工况和控制十分复杂，同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时，有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置，用户管网是从大环网上接出的枝状管网，这种布置方式具有供热的后备性能，运行安全可靠，但热网水力工况和控制比较复杂，投资很高。

在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下，认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时，根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线，在实施过程中根据供热能力和热用户情况，逐步完善不同的主干线。

当城市供热主干线骨架形成后，适当敷设连通管，正常工作时关闭连通管上的阀门，而当主干线某段出事故时，又可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展，如果一条干管供热能力不够，敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决，以达到供热管网输配能力最优化，不必像环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。

3.集中供热管网的优化设计策略

供热网的设计需考虑它的技术性、初投资和运行中的能量输送损失这三个方面，对于一个布局已定的供热网的设计，存在着寻求这三个目标综合起来的优化问题，然而技术、经济和能量这三个目标之间是矛盾的。追求高的经济目标，将导致降低热网运行的能量目标，如何将这三个目标统一起来，形成一个综合的目标，是解决布局已定的树状热网设计最优化的关键问题。因此有必要对供热管网的优化设计进行理论分析，逐步引申和发展，以解决热网系统问题。在具体的设计供热管网过程中可以从以下方面出发来优化供热管网的设计。

3.1优化供热网网路

室外供热管网是供热系统中投资最多、施工最繁重的部分，供热外网的网路形式对于供热的可靠性、系统的机动性、运行是否方便以及经济效益有着很大的影响。合理地确定供热管网平面的定线工作，对节省投资、保证热网安全可靠地运行和施工维修方便等，都具有重要的意义。

供热管网布置原则是应在城市建设规划的指导下，考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素，经技术经济比较确定。供热管线平面位置的确定应遵守如下基本原则。

（1）经济上合理：主干线力求最直，主干线尽量走热负荷集中区。

（2）技术上可靠：线路应尽可能走过地势平坦、土质好、水位低的地区。尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。

（3）管线应少穿主要交通线：一般平行于道路中心线并尽量铺设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧铺设。地上铺设的管道，不影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。

3.2采用先进技术进行供热设计

节约能源已经成为当前的社会性主题之一，与此同时有很多公司都生产节能产品，可以在施工过程中有选择的采用先进的节能技术，例如：伟业供热管道节能设备有限公司的直埋预制保温管，该产品能做到防水，防腐，防老化，抗冲击等，同时也具有高强度，高韧性，易焊接等特点，已经被广泛的采用。

集中供热这种供热模式逐渐为许多城市所接受。集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，利用一个或多个热源通过供热管网、热交换站等，向一个城市或城市中较大区域的各热用户提供热能的方式。文章对供热管道热损失的影响因素作了系统分析，说明了保温层厚度、保温材料的热导率、埋深等因素是影响供热管道热损失的主要因素，并在此基础上提出了优化供热网设计的相关策略。

总之，城市供热管网的设计合理与否正常直接关系到居民生活质量，一项好的设计可以使产品的性能得以充分发挥，可以最大限度地减少施工中的困难，降低工程造价。在设计过程中我们应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则进行合理设计。随着生产的发展，人们生活水平的提高，城市热能的消费量将愈来愈大，它给管网的设计和施工带来了新的挑战，也给管网正常运行的合理调节提出了新的课题，相信随着供热设计技术的不断提高，这些问题都能迎刃而解。

参考文献：

[1]李翠梅，刘遂庆，陶涛.给水管网设计与运行评价的价值工程方法[N].同济大学学报，2006，34（5）：646-650.

[2] 李莉，刘中良，员东照.热水供热管网的水力工况及失调分析[J].山西建筑，2005，31（19）：165-166.