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【摘要】近几年，城市规划建设不断发展，许多城市都先后采用了集中供热系统，以此来保证节约资源。同时，随着城市集中供热系统的发展，供热管网的重要性也越来越突出，其布局的合理性成为了城市建设与发展的重要条件之一。本文对供热管网的主要特点进行了介绍，对供热管网的设计优化进行了细致探讨，希望能够给相关人员提供借鉴参考。
【关键词】城市供热管网；优化设计；供热质量
引言
供热系统与人们的生产生活息息相关，而供热管网的设计更是供热工作的重点。随着城市建设步伐的加快，供热管网正在越来越多的走进人们的生活。依靠热电厂的集中供热和区域性的集中供热的现象增加。同时供热管网的施工工程规模大、资金需求大、影响范围广，能够直接影响到城市建设的步伐以及城市环境的情况，所以只有科学分析城市整体情况，结合供热管网施工的相关条件，对于供热管网进行优化设计，才能保证资源节约，并最大限度的发挥供热管网的作用。
1、我国城市供热管网的特点与常用设计技术
由于受我国社会发展不平衡所影响，我国的城市供热管网具有热用户分布区域广、分支多的特点。因此，在进行城市供热管网设计时要充分考虑各地区的实际情况，以保证供热管网建设时不会发生事故，建设成功后不会影响用户的正常使用，并且可以提高供热管网整体供热的可靠性，以及应付供热发展的相关不确定性的能力。假如在设计时没有考虑到供热管网的特殊性，将供热管网设计成为与水管网类似的网格状的话，则会出现很多的问题，不仅使水力学计算在设计的过程中变得十分复杂；而且经常出现水力不平衡的现象，加大了维护过程中水力工况的控制难度；同时，因为网格状的设计的施工面积较大、所用施工材料较多，将供热管网设计成为网格状严重增加了整体成本的投入和维修的费用。因此，我国也对供热管网的整体设计思想进行了创新优化，目前的城市供热管网的设计研究具有很强的科学性理论性。主要研究方向是结合城市实际情况，建立起数学模型，同时做好投资、运行、施工、维护等工作环节的综合评估，充分考虑各方面因素，得出最优的综合评估结果，以此为目标函数，最后用实际施工过程中的工程要求来形成整体约束条件，以保证所求出的结果是符合实际要求的最优秀答案。但是受我国的社会发展现状所限，我国目前的供热管网的优化设计仅针对树状的管网施工格局而建立，总体优化不够全面，不能广泛的应用于供热管网的整体优化设计中，所以优化设计工作没有取得良好的实践效果。
2、城市供热管网的优化设计
2.1连接方式及供回水温度
在对城市供热管网进行优化设计时，一定要考虑到城市供热管网的了解方式。现有的城市供热管网的连接方式有两种，直接连接和间接连接。这两种连接方式的使用主要是依据城市供热的使用范围而决定的。直接连接方式主要是在小范围内运用于建筑物高度与建筑物体量相差较小的这类供热工程，在这种情况下使用直接连接方式能够有效的节省成本的投入，以及热交换器、循环泵、加压泵、补水泵等相关初期的投资费用以及后期的维护费用。而间接连接方式主要应用于大城市的热力网建设工程，针对于建筑物的高度与建筑物的体量差别极大的这类情况进行管网连接。这样的设计可以最大限度的降低整个供热系统的相关补水定压值，能够实现对运行中的供热系统的水力工况的有效控制，能够有效的避免水力失调，减少用户与用户之间的不良影响，同时还能提高供热系统的供热质量，保证供热系统的安全运行，方便对供热系统进行日常管理与维护。
对于管网工程供回水温度而言，我们当然希望供回水温差越大越好，这样可以减小管径，降低投资。
2.2供热管网的敷设方式
2.2.1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。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，工作人员只能进行巡视及简单操作，现在逐步被1、3种形式取代。
2.2.2地上敷设
也称架空敷设，其造价便宜，维修方便，多用于工业区、郊区、地下水位高、永久冻土区、湿陷性土壤区等地质构造特殊的地区，以及跨越铁路、公路、河流等地段。多数设专用支架。根据支架高度不同，分为高支架、中支架、低支架和地面敷设。高支架的高度在4.5米以上,一般在跨越公路、铁路等障碍物时采用；中支架高度为3米左右,在一般工业区内采用；低支架高度为0.5～1米左右，在城郊空旷地区或工业区沿工厂围墙敷设时采用；地面敷设是利用管枕将管道垫起，和地面保持一定的间隙作排水用，只在地面相当平整时采用。
2.3热网管径的确定
管网设计时，各管段的直径是根据供热管网各管段的計算流量和比压降范围来选定，而流量大小最终由热负荷而确定。管径确定前，需要对各管段的现有热负荷进行精确计算，对负荷将来的增容进行合理预测。
2.4热网主干线的布置
随着我国城市集中供热热源点的减少，供热半径相对增大，一般供热管网是以平均比压降最小的环路为主干线，对于热水供热管网，由于各用户系统的阻力损失相差不大，通常是把热源传到最远的热用户的环路作为供热管网的主干线。
2.5供热管道的热补偿
供热管道非常重要的技术问题就是热补偿，供热管道的热补偿量是根据施工时的管道温度、供热时的管道温度以及管道的长度计算而得出，设计时要精确计算分段补偿。目前较为常用的补偿器有套筒补偿器、波纹补偿器及自然补偿器。
结束语
供热系统的不断发展，具有一定的优势，也存在着一定的问题，这就需要相关行业人员在开发利用集中供暖时能够及时发现问题，结合实际做出科学的分析，并有效的解决问题。由于城市的供热管网直接关系到城市居民的生产生活，因此，供热管网的合理性是保证城市居民生活水平提高的重要影响因素之一。在供热管网设计的过程中要充分考虑管网布置、直埋敷设，供热管道热补偿等影响因素，结合城市的实际发展情况，进行科学设计。好的管网设计可以使设计出来的供热系统发挥出最好的性能，同时还可以减少施工过程中的困难，提高工程的整体效率，减少不必要的能源资金消耗，促进城市规划建设向着更好的方向发展，提高城市的整体发展水平。
参考文献
[1]宗延萍.论城市供热管网的优化设计[J].科技资讯,2008,(03).
[2]苏文涛,斯琴.浅谈供热管网的规划设计[J].内蒙古科技与经济,2005,(11).
[3]徐绯.热力管网在设计、施工中应注意的几个问题[J].石河子科技,2006,(08).
【关键词】城市供热管网；优化设计；供热质量
引言
供热系统与人们的生产生活息息相关，而供热管网的设计更是供热工作的重点。随着城市建设步伐的加快，供热管网正在越来越多的走进人们的生活。依靠热电厂的集中供热和区域性的集中供热的现象增加。同时供热管网的施工工程规模大、资金需求大、影响范围广，能够直接影响到城市建设的步伐以及城市环境的情况，所以只有科学分析城市整体情况，结合供热管网施工的相关条件，对于供热管网进行优化设计，才能保证资源节约，并最大限度的发挥供热管网的作用。
1、我国城市供热管网的特点与常用设计技术
由于受我国社会发展不平衡所影响，我国的城市供热管网具有热用户分布区域广、分支多的特点。因此，在进行城市供热管网设计时要充分考虑各地区的实际情况，以保证供热管网建设时不会发生事故，建设成功后不会影响用户的正常使用，并且可以提高供热管网整体供热的可靠性，以及应付供热发展的相关不确定性的能力。假如在设计时没有考虑到供热管网的特殊性，将供热管网设计成为与水管网类似的网格状的话，则会出现很多的问题，不仅使水力学计算在设计的过程中变得十分复杂；而且经常出现水力不平衡的现象，加大了维护过程中水力工况的控制难度；同时，因为网格状的设计的施工面积较大、所用施工材料较多，将供热管网设计成为网格状严重增加了整体成本的投入和维修的费用。因此，我国也对供热管网的整体设计思想进行了创新优化，目前的城市供热管网的设计研究具有很强的科学性理论性。主要研究方向是结合城市实际情况，建立起数学模型，同时做好投资、运行、施工、维护等工作环节的综合评估，充分考虑各方面因素，得出最优的综合评估结果，以此为目标函数，最后用实际施工过程中的工程要求来形成整体约束条件，以保证所求出的结果是符合实际要求的最优秀答案。但是受我国的社会发展现状所限，我国目前的供热管网的优化设计仅针对树状的管网施工格局而建立，总体优化不够全面，不能广泛的应用于供热管网的整体优化设计中，所以优化设计工作没有取得良好的实践效果。
2、城市供热管网的优化设计
2.1连接方式及供回水温度
在对城市供热管网进行优化设计时，一定要考虑到城市供热管网的了解方式。现有的城市供热管网的连接方式有两种，直接连接和间接连接。这两种连接方式的使用主要是依据城市供热的使用范围而决定的。直接连接方式主要是在小范围内运用于建筑物高度与建筑物体量相差较小的这类供热工程，在这种情况下使用直接连接方式能够有效的节省成本的投入，以及热交换器、循环泵、加压泵、补水泵等相关初期的投资费用以及后期的维护费用。而间接连接方式主要应用于大城市的热力网建设工程，针对于建筑物的高度与建筑物的体量差别极大的这类情况进行管网连接。这样的设计可以最大限度的降低整个供热系统的相关补水定压值，能够实现对运行中的供热系统的水力工况的有效控制，能够有效的避免水力失调，减少用户与用户之间的不良影响，同时还能提高供热系统的供热质量，保证供热系统的安全运行，方便对供热系统进行日常管理与维护。
对于管网工程供回水温度而言，我们当然希望供回水温差越大越好，这样可以减小管径，降低投资。
2.2供热管网的敷设方式
2.2.1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。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，工作人员只能进行巡视及简单操作，现在逐步被1、3种形式取代。
2.2.2地上敷设
也称架空敷设，其造价便宜，维修方便，多用于工业区、郊区、地下水位高、永久冻土区、湿陷性土壤区等地质构造特殊的地区，以及跨越铁路、公路、河流等地段。多数设专用支架。根据支架高度不同，分为高支架、中支架、低支架和地面敷设。高支架的高度在4.5米以上,一般在跨越公路、铁路等障碍物时采用；中支架高度为3米左右,在一般工业区内采用；低支架高度为0.5～1米左右，在城郊空旷地区或工业区沿工厂围墙敷设时采用；地面敷设是利用管枕将管道垫起，和地面保持一定的间隙作排水用，只在地面相当平整时采用。
2.3热网管径的确定
管网设计时，各管段的直径是根据供热管网各管段的計算流量和比压降范围来选定，而流量大小最终由热负荷而确定。管径确定前，需要对各管段的现有热负荷进行精确计算，对负荷将来的增容进行合理预测。
2.4热网主干线的布置
随着我国城市集中供热热源点的减少，供热半径相对增大，一般供热管网是以平均比压降最小的环路为主干线，对于热水供热管网，由于各用户系统的阻力损失相差不大，通常是把热源传到最远的热用户的环路作为供热管网的主干线。
2.5供热管道的热补偿
供热管道非常重要的技术问题就是热补偿，供热管道的热补偿量是根据施工时的管道温度、供热时的管道温度以及管道的长度计算而得出，设计时要精确计算分段补偿。目前较为常用的补偿器有套筒补偿器、波纹补偿器及自然补偿器。
结束语
供热系统的不断发展，具有一定的优势，也存在着一定的问题，这就需要相关行业人员在开发利用集中供暖时能够及时发现问题，结合实际做出科学的分析，并有效的解决问题。由于城市的供热管网直接关系到城市居民的生产生活，因此，供热管网的合理性是保证城市居民生活水平提高的重要影响因素之一。在供热管网设计的过程中要充分考虑管网布置、直埋敷设，供热管道热补偿等影响因素，结合城市的实际发展情况，进行科学设计。好的管网设计可以使设计出来的供热系统发挥出最好的性能，同时还可以减少施工过程中的困难，提高工程的整体效率，减少不必要的能源资金消耗，促进城市规划建设向着更好的方向发展，提高城市的整体发展水平。
参考文献
[1]宗延萍.论城市供热管网的优化设计[J].科技资讯,2008,(03).
[2]苏文涛,斯琴.浅谈供热管网的规划设计[J].内蒙古科技与经济,2005,(11).
[3]徐绯.热力管网在设计、施工中应注意的几个问题[J].石河子科技,2006,(08).