论文部分内容阅读
摘要：随着我国基础建筑规模的逐渐扩大，集中供热管网优化设计逐渐得到人们的重视，集中供热管网具有节约成本，安全性较强等等特点，基于此，本文论述了如何对集中热工管网系统进行优化。
关键词：集中供热管网；系统；优化措施
中图分类号：TU833文献标识码： A
引言
随着城市热网的急速扩增，传统的供热调节方式已备受挑战。而一个先进的供热系统应该具备完善的调控设备，能够根据用户的需求，可靠、经济、可控地把热能输送到各个用户。但目前的热网系统，供热量还无法全部达到根据实际需求进行调控，这同时也是供热耗能的关键问题。因此，通过新技术来提升热网综合管理水平，实现节能降耗将成为热力行业发展的新趋势。将自动化控制技术应用于城市集中供热系统，能够很好地解决这些问题。
1、我国城市集中供暖管网的现状
随着国民经济的快速发展节能环保节能减排日益受到重视。随着我国一系列节能减排政策的提出汉给城市集中供热系统提出了更高的要求和新的发展方向无论在规模和加热技术上也做出了明确的要求。近年来随着改革开放的深入国民经济的发展和人们生活生活水平的提高人们越来越关注于生活环境。由此我国集中供热业务得到了迅速发展。国内很多大城市每年要改造和建设大量的住宅区来满足日益增长的人口住房需求城市建设水平和生活水平改善和提高。为了相应国家号召都采用集中供暖的供热模式。随着城市的不断发展出现了许多新的供热管网然而这些新的供热管网在管道铺设施工期间,出现了很多管道延伸的单枝。有些供热管道建设单位为了满足新的用户供热需求,采取不合理的管道。供热管网的合理布局是城市建设和发展的前提这样的设计和施工严重影响了城市地下管道的布局和分布。因此必须进行合理的管道优化设计。中国的城市集中供热管网的特点是广泛分布大量分支。在当一户发生问题时就会造成大面积的停止运行。
2、城市集中供热管网系统优化措施
2.1、供热管道敷设方法探讨
现有直埋供热管道（DN50～DN1200）敷设方案主要为有补偿敷设和无补偿敷设。其中无补偿敷设又包括预应力安装敷设和无补偿冷安装敷设两种。补偿器泄漏是供热管道经常发生的问题，直接影响供热的质量。几乎每年冬天都会在新闻上听到由于补偿器故障而影响百姓生活的供热的事情。鉴于这种情况在刚刚准备实施的城镇直埋供热管道设计规程中明显列出尽可能采用物补偿敷设。
预应力安装由于存在施工不便、需要一次补偿器、需要热源伴热等现在很少工程采用。无补偿冷安装将管道受力分成一次应力和二次应力，应用材料力学中的第三强度理论，认为剪切力是管道损坏的主要因素。进而计算管道受力情况。鉴于上述两种安装方法有诸多问题，建议直埋供热热水管道尽可能采用无补偿冷安装。
2.2、设计方面
2.2.1、负荷的调查要准确
热负荷的调查及计算是一项细致的工作，设计中需反复计算及核定。丰宁适用于季节性热负荷，其特点是与室外气候条件有着密切关系，所以在调查时要考虑到丰宁近5-10年间平均最冷的5天的平均温度。
2.2.2、供暖参数的选择
供回水温差及比摩阻是影响管网设计的主要参数，选择不当，运行中不但耗电量大，还会引起管网严重失调。我公司根据实践证明，主干线经济比摩阻在30-80Pa为宜，支线大些可有利于调节，但不应超过300Pa。温差大循环量则小，温差小循环量则大。
对于布局己经定型的集中供热管网，就需要考虑参数优化问题。如选择恰当的管道管径，不仅能最大程度的提高管网各分流节点的水力平衡，提供用户设计的热负荷，还能保持管网运行时的稳定性。同时对管径和保温层进行优选减小流体形成的压力损耗，符合经济性。
管网管径的优化设计是所有设计的重点问题，根据不同的管网管线布局不同需要选取不同的管径，在设计时要充分考虑到工程可选管径的上限，合理的选取直径的范围，管径直径还受到供热管网各管段的计算流量和比压降范围的限制，其中流量是由热负荷来确定的，因此在设计时，需要精确的计算各管道的热负荷。管径直径越大，动力消费越小，但投入却是越大，因此在管网布局受到限制时，应设计出一种最经济又满足技术条件的管径。
管径的直径可选择依照流量来进行，用户的设计流量依照。与 表示供热管网供水温度与回水温度.A表示供热管网位的系数，c是指水的比热容，由用户的设计流量计算出各管道的计算流量，再根据管道的平均摩阻的范围来确定管径的直径。
2.3、自动化控制
2.3.1、自动控制系统远程监控
供热远程自动监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。目前，计算机网络技术已经普遍应用于热网自动化控制系统中，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于热网自控运行奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备。城市供热管网无线远程监控系统由前端部分来完成对监测因子含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括温度、压力、流量等，这些监测因子由测控终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由GPRS网络向监控中心传输数据，监控中心来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当温度或压力超过设定值时，自动开启或关闭指定设备。整个系统可达到安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效地将真实的城市供热管网信息展现在管理人员面前。
2.4、现有小热源改造方案
烟尘大，噪声大，污染严重，锅炉房间歇供热多，能源浪费大，不仅对城市环境造成了极大的污染，加大了煤、灰、渣的运输量，并由此增加了市政交通压力，造成了運输车辆尾汽排放的二次污染，而且还占用了大量的建筑用地和城市绿地，严重影响了城市景观和环境质量。鉴于小热源有以上问题，全国各地应加快热电联产的步伐，有热电厂或大型热源厂代替小锅炉房供热。各供热公司禁止新建小型锅炉房，小型锅炉房改为大锅炉房或者热电联产供热。
2.5、做好供热系统的节能措施
在管网设计时，应注重水力计算的准确性，尤其是支线的阻力平衡，通过调整管径使不平衡率达到规定的范围。在引入口的管段上安装阻力部件消除剩余压头。
2.6、改造供热管网
作为供热问题的一个很大难点，热力供应管网的保温问题一直都被相关单位专家思考着。热力供应在运输途中的部分流失是无法避免的，我们所采取的各种补偿办法都是在尽可能的减少浪费的角度起着作用。热力供应管网的改造技术依然有待加强。积极推广双管供暖系统采用双管供暖系统易于控制室内温度，防止热用户垂直失调，便于采用“量调节”和分户控制。因此应更新设计观念，积极推广双管供暖系统，以促进实现供暖建筑节能指标。对单管系统加大改造力度。一是对有条件的热用户将单管系统逐步改造为双管系统；二是在现有单管系统中加设散热器、恒温控制器和平衡阀等设备进行室温控制。实践证明，采用第二种方法也可收到十明显的节能效果，且投入少作为整体的基本工业城市集中供暖系统对国民经济发展起到了主导作用与人们的生活密切相关。由于目前的能源和环境问题越来越重视。节约能源环境保护,已经成为国家的基本政策。目前,城市供热的要求不仅在于规模上不断扩大,供暖系统的合理性经济性逐渐受到人们的关注。特别是对可靠性和成熟率较高的供热系统要求其能对能源进行有效的利用。暖气加热模式逐渐被许多城市所接受节能环保、节能减排等一系列国家政策已经深入人心大力发展具有资源节约环境友好的城市集中供热的管网系统优化着力提高城市集中供热管网的供热效率对于推进我国经济发展模式的已经变成具有重要意义。
3、结语
综上所述，本文主要以集中供热管网设计的相关知识为切入点，重点分析集中供热管网运行的设计。集中供热管网的实施工程在进行建设时需要一定的时间，一定要充分的考虑到系统的安全性和经济性，根据具体的管道布局等来进行设计，使得作用发挥到最大。
参考文献
[1]尹娟.城市集中供热管网优化[D].河北工业大学,2005.
[2]黄以明.集中供热管网优化设计[D].西安理工大学,2007.
[3]安雷.城市集中供热管网优化[J].中国新技术新产品,2011,19:73.
[4]周守军,潘继红,王庆峰,赵有恩,田茂诚.城市集中供热系统一次网运行优化及算法[J].北京工业大学学报,2012,04:628-635.
关键词：集中供热管网；系统；优化措施
中图分类号：TU833文献标识码： A
引言
随着城市热网的急速扩增，传统的供热调节方式已备受挑战。而一个先进的供热系统应该具备完善的调控设备，能够根据用户的需求，可靠、经济、可控地把热能输送到各个用户。但目前的热网系统，供热量还无法全部达到根据实际需求进行调控，这同时也是供热耗能的关键问题。因此，通过新技术来提升热网综合管理水平，实现节能降耗将成为热力行业发展的新趋势。将自动化控制技术应用于城市集中供热系统，能够很好地解决这些问题。
1、我国城市集中供暖管网的现状
随着国民经济的快速发展节能环保节能减排日益受到重视。随着我国一系列节能减排政策的提出汉给城市集中供热系统提出了更高的要求和新的发展方向无论在规模和加热技术上也做出了明确的要求。近年来随着改革开放的深入国民经济的发展和人们生活生活水平的提高人们越来越关注于生活环境。由此我国集中供热业务得到了迅速发展。国内很多大城市每年要改造和建设大量的住宅区来满足日益增长的人口住房需求城市建设水平和生活水平改善和提高。为了相应国家号召都采用集中供暖的供热模式。随着城市的不断发展出现了许多新的供热管网然而这些新的供热管网在管道铺设施工期间,出现了很多管道延伸的单枝。有些供热管道建设单位为了满足新的用户供热需求,采取不合理的管道。供热管网的合理布局是城市建设和发展的前提这样的设计和施工严重影响了城市地下管道的布局和分布。因此必须进行合理的管道优化设计。中国的城市集中供热管网的特点是广泛分布大量分支。在当一户发生问题时就会造成大面积的停止运行。
2、城市集中供热管网系统优化措施
2.1、供热管道敷设方法探讨
现有直埋供热管道（DN50～DN1200）敷设方案主要为有补偿敷设和无补偿敷设。其中无补偿敷设又包括预应力安装敷设和无补偿冷安装敷设两种。补偿器泄漏是供热管道经常发生的问题，直接影响供热的质量。几乎每年冬天都会在新闻上听到由于补偿器故障而影响百姓生活的供热的事情。鉴于这种情况在刚刚准备实施的城镇直埋供热管道设计规程中明显列出尽可能采用物补偿敷设。
预应力安装由于存在施工不便、需要一次补偿器、需要热源伴热等现在很少工程采用。无补偿冷安装将管道受力分成一次应力和二次应力，应用材料力学中的第三强度理论，认为剪切力是管道损坏的主要因素。进而计算管道受力情况。鉴于上述两种安装方法有诸多问题，建议直埋供热热水管道尽可能采用无补偿冷安装。
2.2、设计方面
2.2.1、负荷的调查要准确
热负荷的调查及计算是一项细致的工作，设计中需反复计算及核定。丰宁适用于季节性热负荷，其特点是与室外气候条件有着密切关系，所以在调查时要考虑到丰宁近5-10年间平均最冷的5天的平均温度。
2.2.2、供暖参数的选择
供回水温差及比摩阻是影响管网设计的主要参数，选择不当，运行中不但耗电量大，还会引起管网严重失调。我公司根据实践证明，主干线经济比摩阻在30-80Pa为宜，支线大些可有利于调节，但不应超过300Pa。温差大循环量则小，温差小循环量则大。
对于布局己经定型的集中供热管网，就需要考虑参数优化问题。如选择恰当的管道管径，不仅能最大程度的提高管网各分流节点的水力平衡，提供用户设计的热负荷，还能保持管网运行时的稳定性。同时对管径和保温层进行优选减小流体形成的压力损耗，符合经济性。
管网管径的优化设计是所有设计的重点问题，根据不同的管网管线布局不同需要选取不同的管径，在设计时要充分考虑到工程可选管径的上限，合理的选取直径的范围，管径直径还受到供热管网各管段的计算流量和比压降范围的限制，其中流量是由热负荷来确定的，因此在设计时，需要精确的计算各管道的热负荷。管径直径越大，动力消费越小，但投入却是越大，因此在管网布局受到限制时，应设计出一种最经济又满足技术条件的管径。
管径的直径可选择依照流量来进行，用户的设计流量依照。与 表示供热管网供水温度与回水温度.A表示供热管网位的系数，c是指水的比热容，由用户的设计流量计算出各管道的计算流量，再根据管道的平均摩阻的范围来确定管径的直径。
2.3、自动化控制
2.3.1、自动控制系统远程监控
供热远程自动监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。目前，计算机网络技术已经普遍应用于热网自动化控制系统中，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于热网自控运行奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备。城市供热管网无线远程监控系统由前端部分来完成对监测因子含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括温度、压力、流量等，这些监测因子由测控终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由GPRS网络向监控中心传输数据，监控中心来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当温度或压力超过设定值时，自动开启或关闭指定设备。整个系统可达到安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效地将真实的城市供热管网信息展现在管理人员面前。
2.4、现有小热源改造方案
烟尘大，噪声大，污染严重，锅炉房间歇供热多，能源浪费大，不仅对城市环境造成了极大的污染，加大了煤、灰、渣的运输量，并由此增加了市政交通压力，造成了運输车辆尾汽排放的二次污染，而且还占用了大量的建筑用地和城市绿地，严重影响了城市景观和环境质量。鉴于小热源有以上问题，全国各地应加快热电联产的步伐，有热电厂或大型热源厂代替小锅炉房供热。各供热公司禁止新建小型锅炉房，小型锅炉房改为大锅炉房或者热电联产供热。
2.5、做好供热系统的节能措施
在管网设计时，应注重水力计算的准确性，尤其是支线的阻力平衡，通过调整管径使不平衡率达到规定的范围。在引入口的管段上安装阻力部件消除剩余压头。
2.6、改造供热管网
作为供热问题的一个很大难点，热力供应管网的保温问题一直都被相关单位专家思考着。热力供应在运输途中的部分流失是无法避免的，我们所采取的各种补偿办法都是在尽可能的减少浪费的角度起着作用。热力供应管网的改造技术依然有待加强。积极推广双管供暖系统采用双管供暖系统易于控制室内温度，防止热用户垂直失调，便于采用“量调节”和分户控制。因此应更新设计观念，积极推广双管供暖系统，以促进实现供暖建筑节能指标。对单管系统加大改造力度。一是对有条件的热用户将单管系统逐步改造为双管系统；二是在现有单管系统中加设散热器、恒温控制器和平衡阀等设备进行室温控制。实践证明，采用第二种方法也可收到十明显的节能效果，且投入少作为整体的基本工业城市集中供暖系统对国民经济发展起到了主导作用与人们的生活密切相关。由于目前的能源和环境问题越来越重视。节约能源环境保护,已经成为国家的基本政策。目前,城市供热的要求不仅在于规模上不断扩大,供暖系统的合理性经济性逐渐受到人们的关注。特别是对可靠性和成熟率较高的供热系统要求其能对能源进行有效的利用。暖气加热模式逐渐被许多城市所接受节能环保、节能减排等一系列国家政策已经深入人心大力发展具有资源节约环境友好的城市集中供热的管网系统优化着力提高城市集中供热管网的供热效率对于推进我国经济发展模式的已经变成具有重要意义。
3、结语
综上所述，本文主要以集中供热管网设计的相关知识为切入点，重点分析集中供热管网运行的设计。集中供热管网的实施工程在进行建设时需要一定的时间，一定要充分的考虑到系统的安全性和经济性，根据具体的管道布局等来进行设计，使得作用发挥到最大。
参考文献
[1]尹娟.城市集中供热管网优化[D].河北工业大学,2005.
[2]黄以明.集中供热管网优化设计[D].西安理工大学,2007.
[3]安雷.城市集中供热管网优化[J].中国新技术新产品,2011,19:73.
[4]周守军,潘继红,王庆峰,赵有恩,田茂诚.城市集中供热系统一次网运行优化及算法[J].北京工业大学学报,2012,04:628-635.