学文网供热管网篇1
【关键词】工业园区、蒸汽管网、供热、新技术应用
中***分类号：C35文献标识码： A
1．概述
随着改革开放的深入发展，越来越多的工业园区拔地而起，在可持续发展战略的指导下，提升园区整体技术水平、优化园区产业结构、增强园区服务功能、完善园区基础设施，建设一个经济高效、生态和谐、体制完善的现代化、国际化新型工业区成为了园区建设的主题目标。作为能源建设的关键点，工业园区生产及供热热源往往采用蒸汽管网。其优点是建设成本较为低廉，但传统工艺的蒸汽管网运行网损较大，不符合国家节能减排的总体方针，同时由于运行网损的增加造成管网疏水量加大，对管网运行安全造成一定隐患。近年来，随着越来越多供热新技术在蒸汽管网的应用，传统工艺不断改良，蒸汽管网运行效果也不断完善，这为今后工业园区大力发展蒸汽供热管网打下了坚实的基础。
2．传统工艺蒸汽管网
作为一种高效的热源，蒸汽管网主要分为高压蒸汽管网（6.4-10MPa）、中压蒸汽管网（1.6-6.4MPa）、低压蒸汽管网（＜1.6MPa）。以工业园区采暖及部分工艺需求要求，一般往往为低压蒸汽管网。以低压蒸汽管道为例，传统工艺蒸汽管网主要从以下几个方面考虑：
⑴.管网敷设方式，一般分为架空、直埋、管沟敷设；
⑵．管网补偿方式，一般分为波纹管补偿器、铰链补偿器、方型补偿器等；
⑶．管网疏水方式，一般采用截止阀结合疏水器方式；
⑷．管网保温方式，一般采用岩棉或玻璃棉等；
⑸．管网末端换热方式，一般采用管式换热器或板式换热器。
采用以上工艺主要存在的问题是：
⑴.管网补偿器运行中存在一定的安全隐患，易出现损坏失稳的状况，同时管网建设投资加大；
⑵．管网疏水应分为启动疏水和运行疏水，传统模式尤其是采用截止阀的模式，管网运行中，阀门需常开，管网热损失极大；
⑶．管网保温效果较差，运行网损难以降低，运行成本加大；
⑷．末端换热器换热效率较低，运行中凝结水温度难以控制，大量高温凝结水被排放，不符合国家节能减排的***策；
随着工业园区蒸汽管网不断建设发展，以上问题已经严重制约了供热管网的发展，同时也不符合国家节能减排的方针，因此应采用新的节能技术，使蒸汽管网供热效果得到改善。
3．新技术应用
3.1新技术介绍
⑴.管网补偿器及其附件
由于管道中的介质和周围环境存在温差，在管道的起停过程中以及运行中的温度变化将引起管道的热胀和冷缩。并产生较高的温度应力，为了保证管道的安全运行，管道上每隔一定的距离应设置热膨胀的补偿装置，以降低管道的应力水平，保证管道的安全运行。
作为一种新型补偿器，旋转补偿器以其良好的使用效果，低廉的价格，长距离补偿量成为蒸汽管网补偿的首选。
蒸汽管网旋转补偿器的补偿原理是通过一对或一组旋转筒和L力臂形成力偶，使大小相等，方向相反的一对力，由力臂环绕着Z轴中心旋转，以吸收力偶两侧直管段上产生的热膨胀量。具体布置大样详见下附***。
另外，由于旋转补偿器的补偿量大，因此管道活动支架的摩擦力增大，为此管道活动支座采用隔热型滚动支座，摩擦系数≤0.1。
低压蒸汽管道活动支座材质为20#钢。
管道固定支座选用国家标准***集《室外热力管道支座》97R412.021 。
低压蒸汽管道固定支座材质为20#钢。
支座大样***详见下***。
⑵.管网保温材料
结合蒸汽管网运行安装的特点，为有效降低管网沿途运行热损，保证蒸汽输送的品质，低压蒸汽管道保温材料宜选用用超细耐高温玻璃棉制品和复合憎水硅酸盐保温壳的双层保温结构。
其中，复合硅酸盐保温壳作为辅助保温层和防潮、防雨、防结露保护层。常温导热系数≤0.05 W/m.k, 最高使用温度达到600℃，保温后，架空管道外表面温度不超过40℃。超细玻璃棉保温导热系数≤0.035 W/m.k，使用温度达到-120～400℃。
如考虑防腐因素，架空管道的工作钢管外涂防腐涂料后，进行双层保温，外包无锌镁钢。
⑶．管网疏水方式
结合蒸汽管网运行特点，疏水应分为启动疏水和运行疏水两部分，在管网建设中应分别设置。启动疏水及运行疏水应设置在蒸汽管道低点或管道垂直上升管段；同时在每个用户计量装置前设运行疏水，以保证用户供汽安全。疏水节点大样详见附***。
⑷. 凝水回收系统
一般蒸汽管网在运行及用户使用后，会产生一定量的凝结水，按照国家节能减排的要求，这部分凝结水可考虑回收。另外，也可在用户端采取措施，回收热量及水资源，保护环境和节约能耗。具体可以采取两个措施，一是在用户侧设置凝结水箱（闭式），将凝结水回收后，通过凝结水回收泵及CPVC凝结水管网直接输送回热源，以待利用；二是将凝结水直接回收至站内水箱，作为站内补水使用。以上两种方式，一方面可以利用凝结水中剩余的热量，另一方面也充分利用了水资源，避免了资源的浪费，实现了能源的梯级利用。此外，需要注意的是，凝结水管网宜采用CPVC塑料管材，避免采用金属管道，使凝结水中铁离子超标，影响进一步使用。
⑸.末端换热系统
建议采用新型激波加热汽水换热机组，将蒸汽与二次水直接混合，最大限度的利用蒸汽资源，节约电能，满足用户供热需求。
激波加热器是利用蒸汽和水直接混合进行供热或生活热水供应的节能技术产品。激波加热器由三段组成一蒸汽喷射段、汽水混合段、射流扩压段。它的工作原理：运行时汽、水瞬间混合，形成流态复杂的、具有超可压缩性（即压缩系数骤增）的汽水两相流体，混合后流体流速迅速由亚音速转变为超音速却无需消耗机械能。在经过瞬间的热量与动量传递后，蒸汽完全凝结入水中共同形成高温高压的热水从该设备中输出，直接进行供热循环或热水供应。也就是说在一定条件下（如能提供一定要求的蒸汽压力）激波加热器运行时可以取代泵或减少泵的功率推动系统的循环。
3.2新技术应用分析
⑴.管网补偿方面应用
传统工艺补偿方式，存在一定安全隐患，同时由于补偿距离较短，因此管网整体补偿器数量较多，工程投资加大，施工难度相应也增加。通过采用旋转补偿器，最大补偿距离在500-600米，达到了传统补偿方式的8-9倍，同时由于为免维护补偿器，管网运行安全性大大提高，管网整体投资大大降低，蒸汽管网供热经济性得以体现。
⑵．管网保温方面应用
传统保温材料为岩棉或玻璃棉，运行网损较大，以天津第一热电厂为例，冬季运行最大网损达25%，管网运行经济性受到极大影响。通过采用超细耐高温玻璃棉制品和复合憎水硅酸盐保温壳的双层保温结构，有效的降低了蒸汽管网热辐射散热损失，管网整体运行网损控制在3%-5%左右，大大提高了管网的经济性，实现了蒸汽管网高效的运行。
⑶．疏水装置及凝水回收应用
通过采用热动力疏水装置及有效的凝结水回收方式，将高品质热源（蒸汽）充分有效的利用，同时将低品位热源（凝结水）有效收集回收，不仅实现了能源的梯级利用，也实现了对水资源的有效回收，符合国家节能减排方针的同时，真正做到了高效、经济、清洁的能源利用。
⑷．末端换热系统应用
通过采用激波加热器，与常规的汽水换热器相比，可实现以下优质运行效果：
Ⅰ.换热效率高。由于汽水直接混合，蒸汽100％地进入系统循环，换热效率接近100％。另外相对于以前的汽水换热器，节省蒸汽15%-30%。本项目每年至少可节省蒸汽1280t/h。
Ⅱ.节电。激波加热器的工作原理使其在系统运行中可以降低循环泵的运行功率，在一定条件下取代循环泵。同时，由于激波加热器是汽水直接混合式换热器，其运行时系统补水量大大减小，从而也节约了补水泵的电耗。
本项目实践证明，当实际供热负荷达到基本负荷时，完全可以取消循环泵，据此测算，运行电耗至少可节约70%。
Ⅲ.节水。由于激波加热器是汽水直接混合式换热器，正常运行时（不失水）系统不需要补水。对于较大型的系统，用汽量大，系统的膨胀排放水还可进一步利用。
Ⅳ.易维护。激波加热器器件完全采用不锈钢材料，耐腐蚀，可适用各种水质，使用寿命达10年以上，运行时汽水流速很快，内部不容易结垢，维修方便，每年可节省大量的维修费用。由于激波加热器运行时汽水流速很快，难以形成结垢底层，因此不易结垢。另外激波加热器体积小，没有运转部件，拆卸、检修非常方便。
4.运行实例
作为工业用采暖及工艺热源，蒸汽对于工业园区的利用具有一定得天独厚的优势。结合以上新工艺技术，以天津市第一热电厂蒸汽管网与天津市南港轻纺经济区为例，分析其蒸汽管网运行特点：
项目名称 管网疏水模式 管网保温 凝结水回收方式 补偿方式
一热汽网 截止阀 岩棉 无回收 铰链及波纹补偿器
南港轻纺经济区汽网 热动力自动疏水装置 超细耐高温玻璃棉制品和复合憎水硅酸盐保温壳的双层保温结构 在用户侧回收 旋转补偿器
通过以上对比，结合实际运行数据，一热汽网运行网损达25%，而南港轻纺经济区蒸汽管网运行网损为5%。同期运行效果，一热汽网检修量大大高于南港轻纺经济区蒸汽管网，除去热源侧的原因，主要维修量存在于管网补偿器上。综合比选，采用新技术的南港轻纺经济区蒸汽管网在经济性、安全性、稳定性及实用性上均高于采用传统工艺的一热汽网。
5.总结与体会
通过以上分析和论述，今后蒸汽管网在工业园区的能源利用中将扮演越来越重要的角色，而要使其更加节能高效，传统工艺已远远不能达到要求，为此必须将新的技术与理念融入到蒸汽管网的建设之中，只要充分挖掘新技术，应用新理论，才能在高效利用能源的道路上不断前进，将蒸汽管网供热技术推向更高潮。
参考文献
【1】南港轻纺经济区蒸汽管网集中供热工程可行性研究报告
【2】赵文瑾.激波加热器,2006
【3】施振球.动力管道设计手册,2005
【4】程代京、刘银河 主编. 蒸汽凝结水的回收及利用,2007
供热管网篇2
关键词：供热管网；节能改造；输热能效；节约能源
中***分类号：TU833文献标识码： A
我国改革开放逐渐深入，经济也取得了前所未有的发展，人们生活水平日益提高，对能源的消耗日益加重。我国能源的人均占有率并不高，为了解决目前能源消耗加剧的情况，一方面我国要抓紧新能源开发的工作，另一方面，也要努力开展节能工作。
在开发新能源方面，我国一直在大力培养科研工作者努力研发，而新开发的有些新能源例如太阳能等已投入城市房屋建设中来，结合原有的供热管网，共同为居民打造舒适的生活环境。而传统的供热管网，能源耗费过度、输热能效不好等问题，也逐步暴露出来。
一、供热管网存在的问题
随着近年来，我国能源的短缺，居民对能源的需求越来越高，供热管网存在的问题也逐步暴露出来。由于我国早期对供热管网的资金投入不充足，我国大部分地区采用的供热管网都是枝状管网，而且由于缺乏足够的资金维护检修，许多户外的枝状管网没有设备进行适当的控制，供热管网多发生水力失调的情况。水力失调的问题，已成为供热管网急需解决的问题。资金的缺乏给这项工作的开展带来重重困难，资金缺乏无法投入设备，也无法安排维护人员开展工作。
我国城市供热的集中化，供热面积越来越大，而城市供热管网由于长期的资金缺乏，技术水平相对比较落后，既没有新的热网监控设备，也缺少自动化的调节管理设备，供热公司的粗放式经营方式使供热管网的管理与技术无法提高。
水力失调：水力失调的问题是供热管网的常见问题，也正是由于水力失调导致很多居民室内供暖不足的重要原因。
电力耗费加剧：供热管网中常用的设备如循环泵、引风机等，如果选择不当，会加大供热管网的电力能源耗费加剧。
保暖不足导致的能源消耗：热能是以传导、对流和辐射的方式来传递的。而供热网管是通过管道系统将热能传递到用户处，热能在传递过程中，往往会由于输送中的坑沟积水、导热介质的出现，使供热管网热能损失，输热能效大大降低。想解决这个问题，就一定要增加保温材料在供热管网改造中的使用，保温材料会保证热能输妒火过程中减少损失。
我国早些年的供暖线路，大多存在上述水力失调和电力耗费加剧这些问题。对这些不合理的管网，一定要进行节能改造工作，改造后，既可以节约能源消耗，还可以达到满意的输热能效，使用户得到足够的输热能效。
二、供热管网的改造措施
能源已成为世界各国重视的问题，能源的发展能保证国家经济的正常发展。现阶段，各国都存在着能源紧缺的情况，我国经济取得了前所未有的发展，为了保证经济持续稳定的发展，一定重视能源消耗问题。我国的供热管网能源消耗占总能源消耗的十分之一，而供热管网的损失则达到百分之三十以上，这么庞大的能源消耗，这么大的损失率，不得不抓紧进行改造工作，降低热能消耗，改造供热管网的热能损失，这些问题急需解决。
我国的节能改造从四个方面来进行：
第一：建筑外墙、屋顶、窗户的保温技术。
第二：分户供暖热能调控。
第三：建筑物的综合节能改造。
第四：供热管网的节能改造工作。
供热管网的节能改造工作可以改善输热能效，解决供热管网存在的问题，具体采取的措施如下几点。
1、解决水力失调问题
供热管网存在的水力失调问题，是急需解决的问题。供热管网有很多枝状的管网，各枝状管网由调节控制设备相连，出现水力失调问题大多是由于相连处缺乏控制设备或者设备损坏等。所以，增加控制设备，对旧有设备进行维护改造，可以实现对供热管网的控制满足用户需要。供热公司一定要选择优质的管材和设备，按照供热管网的设计***纸进行排查改造工作，一定要注意施工人员的技术水平和施工质量，这也直接影响了供热管网改造的效果。解决了水力失调的问题，既减少了供热管网的能源消耗，还实现了对供热管网的输热能效最大化。
2、解决保温不好的问题
由于供热管网的管道都是在地面以下，而地下结构复杂，由于供热管网的管道温度远远高于周围，就会形成大量水汽，长期的水汽沉积，就会形成水坑，而水坑会严重影响供热管道的热能输送。想要解决供热管网输送热能保温差的问题，就一定要从供热管网的管道材料入手。选用保温、坚固、不易燃、抗湿的材料，才能对供热管网的输热能效达到最佳效果。而且从施工工艺上来说，可以改变传统的砖砌地沟方式，采用直埋管道的施工工艺。这种直埋管道施工技术，施工简单，质量也更容易把握控制，不容易受到周围环境变化的影响。
通过解决供热管网的常见问题，对供热管网的施工提出了一些具体的改造措施建议，希望在今后的供热管网中能有所借鉴与应用。
结束语：
供热管网的节能改造是对原有供热管网不合理的设计、不合理的设备安装等进行改造，通过供热管网的改造降低供热管网的能源消耗，增强供热管网的输热能效，短期内就能见到效益回收。合理的节能供暖不仅要考虑建筑热量耗费，分户收费，还要推广节能***策，供热管网的节能改造就是节能工作的重点目标。房屋建筑设计时就要考虑房屋的保温保暖，选用保暖材料进***屋建筑也能减少房屋的热能消耗，这些设计方式既可以减少供热管网中能源耗费过度的问题，也可以实现居民的需求供暖。
参考文献：
[1]杨善勤．民用建筑节能设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版，1997．
[2]杨红，孙丽丽，赵璐．变频器在供暖设备中的节能分析[J]．黑龙江科技信息，2011(3).
[3]景来红. 民用建筑与供热管网的节能措施[J]科技信息，2009(27).
供热管网篇3
关键词管网改造；三管制；可靠性；经济性
中***分类号： TU833 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
随着热用户的增加，热源容量需要增加，热网也要随之满足新用户入网的需要。近年来城市扩张，热网不满足供热要求的情况越来越多，很多急需进行热网改造，枝状热水供热管网目前应用还是非常普遍。本文针对管网制式对比了两管制改造方案和三管制改造方案在可靠性和经济性方面的差异，所谓三管制改造方案简单说就是将原有的供、回水干线作为三关制热网供热系统的两根回水干管（或供水干管），另外增设管径大于原有管径的供水干管（或回水干管）。算例为简单的五用户枝状管网，经过可靠性指标及事故水力工况、材料特性系数比较后得出三管制方案既满足了扩建需要，又实现了管网的输送备用，大大提高了管网的可靠性，是一种既经济又可靠的枝状热水管网改造方案。
1 三管制设计思路
***1为两供一回的三管制供热系统的原理***【1】。其中管线Ⅰ、Ⅱ为供水干管，管线Ⅲ为回水干管。正常工况下，阀门4、7、7’、7’’关闭。
当回水干管Ⅲ上如A点发生故障时，关闭回水干管阀门3、供水干管阀门2、用户支线阀门6、6’、6’’以及8、8’、8’’，打开阀门4、7、7’、7’’，原来的供水干管Ⅱ变成回水干管，干管Ⅰ仍作为供水干管，系统成为一供一回制。
当故障管段发生在供水干管Ⅰ（Ⅱ）上时，只需关闭干管阀门1（2）和用户支线阀门5、5’、5’’、（6、6’、6’’），阀门7、7’、7’’仍处于关闭状态，保留一根供水干管，热网变成一供一回式系统。
对于一根供水干管和两根回水干管的情况与此类似。
***1两供一回三管制系统示意***
2 算例分析
根据上述思想，以五个热用户热网为例，每个热用户间隔1000m，第一个热用户与热源距离为5000m。分析三管制在供热改造中的应用。管网原设计热负荷150MW，每个换热站的热负荷为30MW，供、回水温度130/70℃，管网干线阻力损失21.66m。
2.1双管制改造方案
为了满足扩建的需要，管网新增负荷150MW，每个换热站新增30MW，若管网的管径不变，原管网在扩建后负荷下运行，干线阻力损失和为78.15mH2O，个别管段摩阻过大，造成管网压力过高，若仍采用双管制每段管径宜增大一号，增大后管径后管网阻力损失20.57m。
总热负荷增加到300MW的双管扩建方案热网的可靠性采用功能质量热指标【1】【2】评价。若热网在为哈尔滨，供热时间为179d即0.49a。设阀门的故障流参数fa=0.002/a,管道的故障流参数gl=0.05(km·a) 【3】，则枝状管网的可靠性指标计算见表1。
表1 枝状管网可靠性计算表
供热系统的可靠性水平【2 】：由街区锅炉房和区域热力站组成的供热系统应取不低于0.85，由热电厂组成的供热系统应不低于0.90。所以热源若为热电厂则系统需采取结构备用的方案。
2.2 三管制改造方案
采用三管制方案其水力计算结果见表2
表1 三管制方案热网水力计算表
从表2可以看出，管网干线的阻力损失降低，有利于管网稳定运行。循环水泵恰好不需要增设。
当事故管段发生在回水干管Ⅲ上以及当一根供水干管发生故障时，管网进行限额供热（限额流量系数时当室外温度为-40℃时，（对于典型建筑）故障允许修复时间可达33小时【1】。），事故工况限额供热水力工况计算表明管网干管的压降变化不大。
总热负荷增加到300MW的三管制扩建方案热网的可靠质量热指标评价可靠性以***1为例，与双管制不同，此处管段故障将转入限额供热不造成事故；阀门1、2、3、4故障造成全部用户停止供热；5号阀门故障时第一根供水干管关断转为一供一回限额供热工况，相应用户停止供热；6号和7号阀门故障时第二根供水干管关断转为一供一回限额供热工况，相应用户停止供热；8号阀门故障时回水干管关断转为第一根供水干管供水第二根供水干管变回水干管的限额供热工况，相应用户被关断， 计算得三管制热网的可靠性指标为0.992，可见三管制方案可靠性非常高。
3 方案管网投资概算
管网的材料特性数：（管段的直径与长度乘积）
(1) 双管制扩建方案
a不考虑原有旧管道的回收利用
M=0.92×5000×2+0.82×1000×2+0.72×1000×2+0.63×1000×2+0.53×1000×2=14600
b 考虑旧管道回收利用
M=0.92×5000×2+0.82×1000×2=10840
(2) 三管制扩建方案
M=0.92×5000+0.82×1000+0.72×1000+0.63×1000+0.53×1000=7300
可见三管制管材消耗量小于双管制扩建方案管材消耗量。
4 结论
本文以五个用户的枝状管网扩建为例，阐述三管制热网的应用。随着热负荷加倍，管网需要扩建，以管网材料特性系数评价各种方案管材耗费量，得出三管制扩建方案能充分利用原有管网，扩建管材耗费量最少，经济效益最佳。用可靠性理论评价了双管制和三管制改造方案的可靠性，得出以热电厂为热源时，双管制改造方案不满足可靠性要求，而三管制改造方案输送备用能力满足可靠性要求，可靠性高。
参考文献
1 王威.基于可靠性的热网结构及输送备用能力的研究.哈尔滨工业大学博士学位论文.2009.1
供热管网篇4
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***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***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：
供热管网篇5
关键词：集中供热供热管网供热方式优化方案
Abstract: Atpresent our country city heating way to more co-production, centralized heat supply for the leading various ways of combining heating method. Analysis of the heating system in energy consumption several control direction, the greatest degree of energy saving potential explore heating system, so as to offer can the design of the system, operation and management of the guiding opinions are important in our serious can energy situation, the relative ease of to the energy shortage caused by the effect of heat-supply enterprise.
Key words: the central heating heating network heating way optimization scheme
中***分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言：随着基础建设规模的扩大和工程投资的不断增加，供热管网的优化设计越来越受到人们的重视。进行集中供热管网的优化设计研究，不但对节约工程投资、降低供热能耗、提高企业效益等有着重要的意义，而且也是实现供热可靠和安全运行的重要保证。由于供热管网的优化设计在供热工程中占有重要地位，国内外学者对其进行了广泛而深入的研究，提出了多种优化设计方法，但这些方法在实际应用中均存在一定的局限性。本论文力求在解决集中供热管网的布局优化和参数优化通用问题上作以探索性的研究
1我国集中供热事业的发展及现状
我国城市集中供热从50年代开始起步。近年来，随着改革开放的深入，国民经济的发展和人们生活水平的提高，人民的居住环境不断改善。我国的集中供热事业得到了迅猛发展。北京、天津、沈阳、大连、长春、西安等城市每年都改建和新建一些居住小区，使城市建设水平和居民生活水平得到不断的改善与提高。这些小区从几万平方米到几十万平方米不等，大多采用集中供热。随着供热事业的发展，集中供热已从大城市走向中小城镇，从机关单位、公建普及到居民采暖。近二十年来，国民经济的迅速发展，节能工作日益受到重视和开放***策的实施，使我国集中供热事业，无论在规模和供热技术方面，都有很大发展。我国***府采取了一系列措施，推广集中供热技术的应用。1986年***以国发(1986)22号文件转发《关于加强城市集中供热供冷管理报告》以后，集中供热有了更大的发展。在其后颁布的“节约船源管理暂行条例”第29条规定，“发展集中供热，应当统一规划。对现有的分散供热系统，必须积极采取措施，逐步淘汰低效锅炉，实行集中供热。”
2供热系统存在的问题
供热系统组成如***所示：
经过20年的努力，我国城市集中供热己具备一定的规模，但当前的供热系统还存在一定的缺陷。主要表现在：
a．热源
以煤炭为燃料的集中供热方式污染严重，初投资大。具体表现在：
(1)分散小锅炉房较多，浪费能源，污染环境，而国家缺乏针对发展集中供热立法和强制***策措施；
(2)特大城市和大城市现有热电厂、区域锅炉房的单机容量偏低，能源利用率低，热能浪费严重，供热成本高；
b．热用户
用户应用技术发展是城市供热产业中最薄弱的环节，主要是由于计划经济时期福利“包烧制”供暖制度造成的。
c．热网
(1)管网布局不合理。随着城市的发展，新建和翻新了许多工业和民用建筑，新增了不少支管线。但是，这些后续用户在上供热管网时，大多没有进行计算，管道的敷设一段一段地施工，使一些管线呈单一枝状延伸。甚至，为满足新用户的热负荷需求，采取加粗管道的方法，二次网出现了热水由细管道流向粗管道的不合理现象。
(2)静态运行模式。在全球能源匮乏的当今，寻找一种在确保供热品质前提下，能有效节能的供热系统运行方案就显得很有意义。目前的调节方案主要有以下几种：即质调节，量调节，质、量并调。这几种调节方案都是从静态出发，忽略了供热系统的热惰性，引起能量损耗。热网的逐日逐时总供热量应与热用户逐日逐时的总热负荷始终保持一致。否则，或热用户平均温度偏高，造成能源浪费；或平均温度偏低，降低了用户的舒适感。室外温度变化时，一般来说十几个小时后房间温度才能起变化，以上各种静态调节方法都是假定室温在很短时间内发生变化并达到稳定，忽略了供热系统的热惰性”。
3．热力管网系统设计理论研究
流体通常是采用管道进行输送的。不同管径的多根管道连接起来，并具有一个或多个流体流入口与流出口的系统称为管网系统，简称为管网。在石油、化工、供热等行业中，管网成为了最重要的系统之一。在管网中，最具有代表性的管网是输送热流体的管网，并把这种管网称为热网。因为热流体在该管网输送中，不仅存在着流动中的压力损失，而且还存在着流体向管道外环境的散热损失。所以，对热网设计问题的研究成果，完全可以应用于其它输送流体的管网设计中。对于管网系统的设计、运行状况的分析、运行优化与控制以及改造等，必然涉及着管网系统的技术性、节能性和经济性问题，多数情况下还涉及着这三者之间的综合问题。所谓管网系统的技术性，就是反映实现设置管网系统技术目的的性能和效果，如管网系统中流体的流量、温度和压力是否能达到预期的合理分布以及系统的柔性等；管网系统的节能性，则是在满足技术性的条件下，体现它在输送流体过程中的能耗损失状况；而管网系统的经济性，就是在满足技术性的条件下，反映建设管网系统所付出的经济代价。在工业生产和供热工程中，都需要设置热网，通过热流体如热水或水蒸汽等，把热能从热源输送到热用户处。最常见和最为普遍采用的热网是树状热网，它的特征是从热源到任何一个热用户的输送管路只有一条，没有回路或不含有圈。***3一l显示的就是树状热网。
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，属于集技术目标、经济目标和能量目标综合一体的决策问题。对于一个布局己定的树状热网的设计，如***3一l，存在着寻求这三个目标综合起来的参数优化问题，即：在某些管段(管路1上选择恰当的管道管径，不仅使热网各分流节点的水力平衡程度高，以达到保证向各热用户提供所规定的设计热负荷，而且还使热网运行的水力稳定性好，这就是热网设计的技术目标；优选出各管段的管径和保温层厚度，使热网建设的初投资最小，这就是热网设计的经济目标；优选出各管段的管径和保温层厚度，使热网在运行过程中，流体所形成的压力损失和散热损失都最小，这就是热网设计的能量目标。然而，技术、经济和能量这三个目标之间是矛盾的。例如，追求高的经济目标，将导致降低热网运行的能量目标。所以，如何将这三个目标统一起来，形成一个综合的目标，是解决布局己定的树状热网设计最优化的关键问题。当然，在设计热网时，是按照给定的各用户设计热负荷即静态值来设计的，而达到设计的技术目标是通过在某些管段上选择恰当的管径来实现。尽管在热网的运行期间，还需进行运行调节的工作，以确保热网能向各用户提供所需的热负荷。尤其是当某些用户的热负荷改变较大时，更需要进行热网的运行调节。但是，如果所设计的热网具有高的技术性能，那么它就表现出高的水力稳定性，从而能有效地减轻热网运行调节的工作量，减轻对其它用户所供热负荷的波动和调节难度。
确定热网的布局同样也涉及到技术、经济和运行能耗的问题，是一个寻求这三个目标综合最优的布局优化问题。具体表现为：当热源和各热用户的地理位置给定后，在各热用户与它相邻的热用户之间，根据地理条件的许可，就存在着是否布置管道的多种选择。对于各热源与它相邻的热用户之间，也同样如此。把各种可能的选择汇集起来就形成了确定布局最优的树状热网的寻优域，它在平面上构成了一个含有多个圈的连通***，如***3―2如何从这个连通***中选择出一个最小树，即布局最优的热网，是热网设计的布局最优化问题。布局优化所确定的是热网的布局形状和管路走向，而参数优化确定的是布局给定下的热网各管段的设计参数，它们属于不同类型的优化问题。由于热网的布局优化与参数优化是紧密相关的，不能脱离参数优化而***进行布局优化，所以需同时进行系统总体的布局与参数的优化。当这两者交织起来，就必然出现在布局寻优计算的搜索过程中，每步搜索都需重复性地进行参数优化，从而导致热网寻优的烦琐性、难度和较大的计算工作量。所以，要实现热网设计的最优化，就应当解决热网的技术、经济和能量综合一体的决策问题，研究如何在布局优化之时能有效地处理参数优化的问题。
参考文献：
【1】尹娟．城市集中供热管网优化[D]．天津：河北工业大学，2005：3
供热管网篇6
关键词：市***；供热管网；设计；探讨
中***分类号：TU99文献标识码： A
1 城市集中供热的优势
作为现代化城市的文明标志和发展方向，城市集中供热具有显著的经济效益和社会效益，不仅能为城市提供稳定、可靠的优质热源，而且对于节约能源，改善大气环境，减少城市大气污染，有效利用城市空间等方面都具有重要作用。集中供热与其他供热方式相比，具备以下五大优势：
1.1 一次投资，长期受益。采用集中供热不仅可节约市区内宝贵的土地资源，降低人力、物力资源的消耗，更重要的是，还能有效避免其他供热方式因受设备使用年限限制，而周期性地更换供热设施的弊端，真正让用户一次投资，长期受益。
1.2 经济实用，效益明显。据专家分析测算，综合考虑初装费和运行费用，集中供热与其他供热方式相比，其经济性、舒适性和室温稳定性明显优于其他供热方式。虽然煤、水、电等原材料价格不断上扬导致了供热价格水涨船高，但是，作为低品位能源，城市集中供热与其他高品位能源相比将长期保持价格上的优势。
1.3 用途广泛，使用方便。城市集中供热既可冬季采暖、夏季制冷和常年提供生活热水，又可用于工矿企业的生产运行。同时，也可用蒸汽蒸做食品，为宾馆、饭店、商场、医院、写字楼等提供极其便利的服务条件。
1.4 运行科学，安全可靠。随着集中供热技术上的不断成熟、完善，越来越多的新材料、新技术、新工艺被广泛应用，其安全可靠性大大提高。
1.5 环保节能，净化大气。由于集中供热作为国家大力倡导的环保型供热方式，对控制大气环境污染能起到积极的作用，环境效益明显，所以，市***府近年来始终重视城市集中供热事业的发展，在实施“蓝天工程”和创建国家环保模范城市工作中，坚决取缔10吨以下燃煤锅炉，积极提倡和推行集中供热。
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***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。
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。
3 市***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。
3.1.1 经济上合理：主干线力求最直，主干线尽量走热负荷集中区。
3.1.2 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。
3.1.3 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：
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供热管网篇7
关键词：室内供暖系统；供热管网；调节；影响
中***分类号：TU99 文献标识码：A
对室内进行供暖是人们生活中最基本的需求，尤其是位于寒冷地区的社会群体，对于室内供暖的实际质量有着更为严格的要求，从整体情况来看，室内供暖系统的实际运行效果与集中供热管网之间存在着密切的联系，直接关系着社会群体的实际生活质量，因而加强室内供暖系统调节的研究具有一定的现实意义。就当前我国室内供暖系统的实际情况来看，传统的供热质量差的问题已然得到有效的解决，供暖技术有了明显的改善和提升，此种情况下却导致室内供暖系统温度较高，市民体感过热不得不开窗放热，这是明显的能源浪费现象，也体现了相关部门没有调节和控制好的供暖系统所导致，所以这种现象是亟需更改的，让用户的生活质量得到提升。
一、供暖系统中的调节控制装置
在供暖系统安装中，为了能对用户系统的供热量进行调节和控制，从而实现用户自主用热的模式，应该在用户供暖系统中装置一个散热器，让用户能够自主去控制温度，也就是安装一个恒温控制阀。该恒温控制阀的组成构件具有特殊性，并且各构件彼此之间相互协调作用，任何一个构件出现问题，都会对恒温控制阀的实际散热效果产生重要的影响。通过对散热恒温控制阀进行观察和研究可以发现，其主要有温包内置以及温包外置两种形式，而温度设定装置也可以分为两种形式，即内置式以及远程式，这样能够根据窗口的显示数据对要求的温度进行控制和设定，还可以对温度进行合理的控制。恒温控制阀的合理应用，能够在一定程度上对温度进行调节和自动控制，从整体上提高了供暖系统的实际使用性能，得到社会群体的广泛关注。恒温控制阀内部设有温度传感器，属于比较灵敏的感温介质，能够对周围环境进行准确且灵敏的感应，随着环境温度的变化而变化，通过内部构造的稳定运行，对散热器的实际散热情况进行合理的调节，从而室内温度进行控制。在室内温度降低的时候，感温介质在放热之后会收缩，可以利用阀芯推回弹簧，让阀门开度有所增大，这样能让散热器的水量有所增加，并让室内温度恢复到正常，恒温阀的设定温度是能够人为去调节的，而且恒温阀还会依据设定要求对散热器的热水供应以及自动控制进行调节。
散热器恒温控制阀主要是依据用户室内供暖系统形式进行安装的，在每个房间散热设备上的支管上面都可以安装一个温度控制阀，这样各个房间都可以***控制温度；也可以只在主要的房间安装温度控制阀，其所在房间中的室温控制装置是能对用户供暖系统中的热水流量进行控制的，因为温度阀没有在每组散热器上都安装，所以是不能单独调节每组散热器的，这种设置也不能对分室的温度的调节要求有所满足。在温控装置安装之后，用户是可以依据室内的供暖温度和自己所需求的温度去调节供暖温度，自主选择性比较大面；而且温控装置已经让用户供暖系统成为变流量系统，不再单纯的时代供暖系统，但这样会让供暖系统中的水利工况更加复杂，整个供热管网也会有所变化，还能通过热网对其他用户热力工况带来影响。所以说对室内供暖系统的调节系统应该做出细致分析，主要分析水利工况影响到集中供热管网的实际情况。
二、供暖系统与集中供热管网连接的主要形式
从整体情况来看，当前我国大部分供暖系统与集中供热管网之间的连接形式主要以之间连接和间接连接形式为主，在实际应用过程中，通常会结合我国城市供暖系统以及集中供热管网的实际运行情况而进行统筹分析，采取适宜的且合理的连接形式，来保障我国城市供暖系统的稳定运行，保证城市居民生产生活的顺利进行，从而提高社会群体的生活质量。
相关人员应当注意的是，在对间接连接方式进行应用的过程中，应当结合供暖系统以及集中供热管网的实际运行情况，在此基础上进行统筹安排和规划，根据实际需要设置间壁式水系统换热器以及其他的一些设备，促进供暖系统以及集中供热管网的稳定运行，并从整体上提高城市供暖效果，提高社会群体的生活质量和满意度。就间接连接形式的实际情况来看，需要在实际耗电以及耗水方面进行单独管理，实际运行程度比较复杂，与直接连接方式相比，实际供热成本要远远高于直接连接。
就整体情况来看，近年来我国城市供热系统在热用户与热水管网之间进行连接的过程中，主要采用直接连接方式，一旦遇到压力状况不相适应的情况下，会考虑对间接连接方式进行应用。相关研究人员进行调查研究显示，直接连接方式虽程序上比较简便，但是实际应用中受到多种因素的影响，会导致热源水处理量过大，从而对供热系统的供热能力和经济性产生严重的影响。而间接连接方式尽管成本较高，程序较复杂，但是热源的补水率较小，实际运行中不用考虑用户过多时对热网压力以及流量工况的影响，具有良好的适用性，实际使用价值较高。
三、间接连接供暖系统的水力工况对供热管网带来的影响
在供热管网间接连接到的供暖用户系统的时候，用户可以依据实际的需要或者是室外温度情况去操作，人工去调节阀门或者是自动调节阀门的开启度，也就是对供暖系统水流量进行调节，让散热设备提供的热量有所改变，从而让室内温度和预想的设计值完全相符，这种主要就是在用户内部供暖系统供水温度不发生改变的情况下，让系统流量局部的流量调节方式有所改变，这个时候的集中供热管网工况是不会改变的，其供水温度也是不变的，主要就是利用回水温度变化情况对供热管网的供热量进行调整，以此对用户供暖系统所产生的负荷变化有所适应。利用相关软件拟合出供暖用户系统流量与热负荷比的对应关系如***1，水温调节曲线如***2。
结语
综上所述，室内供暖系统和供热管网之间具有密切的联系，不管两者的练连接方式呈现何种状态，在用户对流量进行自主调节的过程中，用户的室内供暖系统的热力情况和水力情况的变化频率始终都是保持一致的，当流量被调小时，供暖回水的温度就会下降，如果供暖回水的温差逐渐扩大的话，室内供暖系统的热量就会越来越小。在用户对室内供暖系统与供热管网采取直接的连接方式时，用户的室内供暖系统的热力情况和水力情况的变化频率还是保持一致的状态，但是这个时候，热网的流量是处于变化当中，因此变速泵是热源采用的主要设备。因此需要处理好室内供暖系统和供热管网之间的关系。
参考文献
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供热管网篇8
【关键词】集中供热；探讨；管网敷设
0.前言
集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过热力管网供给一个城市（镇）或部分区域生产、采暖和说或所需的热量方式。现代城市的空气污染越来越严重，以至于人们的生存环境质量越来越差，人们不得不加大对城市空气质量的改观。城市供热期间最容易产生污染的便是锅炉废弃物的排放，因而整个集中供热管网的改造也成了当前城市环保工作的关键。集中供热管涌在城市中的敷设和应用，不仅减小了小锅炉废弃物排放的问题，也使得空气里面锅炉污染物的排放量减少，进而达到城市环保所需。小区供热锅炉以及工业企业锅炉排放的废弃物不仅是城市空气污染的主要来源，对于城市的环保工作也有一定的影响。所以采用集中供热的管网敷设方式或者将电厂生产的剩余热量集中起来进行供热，不仅可以缓解城市工业带来的污染压力，还能将城市的空气质量提高。近几年我国先后颁布了很多环境保护***策与方针，现如今的城市建设和改造必须制定科学合理的集中供热网的施工技术方案，以便将供热过程中给城市空气带来的污染减少，进而满足我国城市建设所需，也可尽早实现我国的环保目标。
1.城市集中供热管网敷设的作用
集中供热管网主要由输热干线和配热干线以及直线等多部分构成。输热干线肩负着整个管网主线供应的职责；配热干线则承担着住宅小区主供热的职能；作为支线则是为了满足住宅小区所以供热干线进户的需求的。随着城市环保工作的深入开展，人们进一步普及了集中供热管网，尽可能的将小区只有供热锅炉的废弃物排放量降低，从而改善城市空气质量。为了满足现代城市建设实际所需，在普及和敷设集中供热管网时，人们应该加强供热管网敷设技术与方式的合理利用。城市建设的规划布局要将集中供热管网的敷设纳入考虑范围内，这样不仅可以减少管网施工过程中给附近建筑物造成的影响，还能避免影响到公路交通的正常运行，从而促进城市建设协调发展。
2.集中供热管网的敷设方式
所谓城市集中供热管网主要指城市集中供热热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。在大型管网中，有时为保证管网压力工况，集中调节和检测供热介质参数，而在输热干线或输热干线与配热干线连接处设置热网站。供热管线主要分地下敷设和地上敷设两种方式。
2.1地下敷设
地下敷设不会给城市交通与市容造成不利影响，属于城市集中供热时经常采用的敷设方式。地下敷设分为两种，一种叫做有沟敷设，另一种则叫做直面敷设。
2.1.1有沟敷设
所谓有沟敷设主要指在地沟里面敷设供热管道，但是该管道本身不会受到外界荷载的影响。常见的地沟有三种：
①通行地沟不仅要敷设管道，还要在其周边设置超过1.8米的人行通道，这样便于施工人员随时对沟内进行巡视、检修以及更换管道。这种地沟一般会用在热源出口和一些不允许开挖路面区域。如果管沟比较长就要确保通风以及照明设施完好，不会影响到敷设工作的进行。城市中心区域常属于地下管线布置比较密集的区域，这时便可以把供热管道和其它的管道敷设在能够通行的综合地沟里面。
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。
2.1.2直面敷设
直埋敷设是指，管道直接埋设于土壤之中，无地沟，管道本身直接承受外界荷载，造价低，施工简便，是一种有发展前途的敷设形式。
2.2地上敷设
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、郊区等地质构造特殊的地区。多数设专用支架，不同高度的支架使用的范围不一样：
（1）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。
（2）中支架高度为3米左右，在一般工业区内采用。
（3）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。
地面敷设是借助管枕把管道垫起，并与地面保持适当的间隙以便于排水，不过一般会将其应用在地面比较平整的时候。
3.集中供热管网的构造
3.1设置管道热补偿
管道周围的附近与构造物经常会受热网说输送的各种供热介质温度的制约，一旦温度变化过大，就会导致管道发生热变形，通常这个时候就要安装相应的热补偿装置。该种热补偿装置另一种叫法是管道热补偿，安装它的目的在于弥补管道由于温度升高而出现热伸长进而形成应力使其本身受到的损害所带来的损失。这项措施主要借助管道的弯曲管段所具有的弹性变形特点或者在管道上面合理设置相应的补偿器，进而利用管道的弯曲管段（如L形或Z形）的弹性变形来补偿管道的热伸长，称自然补偿，所能补偿的管段通常会比较短。
3.2设置供热管道保温
为了将供热管道带来的热损失以及人员烫伤情况减少，施工人员应在管道施工时采取必要的保温措施。所谓供热管道保温措施是为了减少供热管道及其附件、设备等向周围环境散失热量而采取的措施。保温的主要作用是减少供热介质在输送过程中的热量损失，节约燃料，保证供热质量，以满足用户的需要。保温的另一个作用是使管道外表面温度不致过高（不超过60°C），避免烫伤运行检修人员。保温材料应具有热导率小〔不超过3兆瓦/（米·开）〕，吸水性低，机械强度较高，在使用温度范围内不变形、不变质、可燃性小、不腐蚀金属，易于施工成型和成本低廉等特点。
施工人员需在管网的合适部位设置关断阀门，这样便能减小安全事故发生时的影响范围，从而使得管网可以尽快回复正常运转。敷设管道期间要选择合适的坡度，在设置低点和高点时还需安装相应的放水以及排气阀门，以便管道里的水和空气得以顺利排放出去。为了确保施工的便利和操作的安全，管网的敷设应该和其它的管线或者构造物保持适当的距离；一些需要时常进行维护与操作的管道附近位置，还要设置相应的检查井以及操作平台。
为了延长管子使用寿命，管子要采取防腐措施。外防腐一般是在管子外刷防腐漆，直面敷设时还要采取一定的化学保护措施；在内部防腐期间一定要确保输送的供热介质里面不具有腐蚀性。
4.结语
总之，在现代城市的建设过程中，由于各个城市的基本情况不同，所以敷设集中供热管网时，每个城市供热管网、节能以及稳定性方面的需求各不一样，这时就需要结合该城市的特点对管网进行设计并选择合适的敷设方式。通常集中供热管网在设计时要综合（下转第147页）（上接第133页）考虑节能、支撑、荷载以及沉降等多方面的因素，进而使得管网的设计能够科学合理，得以确保城市集中供热系统正常运转。 [科]
【参考文献】
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[2]高天，班春艳.城市集中供热管网设计的探讨[J].煤气与热力，2013（02）.
供热管网篇9
关键词：供热管网水力平衡调节方法
中***分类号：TU833 文献标识码： A
目前，国家对节能问题越来越重视，供热系统的节能运行受到更多的关注。
供热管网是一个复杂的流体网络系统，它的运行工况受工作条件、环境、时间、制造和施工等多方面的影响。供暖系统通常希望热网系统中的流量能按设计要求在各热用户之间进行合理分配，在用户系统内希望流量能按规定值在各散热设备之间进行正确分配，一般来说不论设计多么细致，在水力计算时也进行了水力平衡工作，但在建成投入运行后总有一些用户的流量达不到要求，流量偏大或偏小，某些用户的室温不符合规定值，室温过高或过低，即所谓冷热不均的热力失调现象，特别是扩建或改建系统施工后，在系统运行初期也不进行重新调整，热力失调现象更为严重。
供热管网在实际运行中往往存在水力失调问题。在热水供热系统中各热用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值 X 来衡 量， X 称水力失调度。 X = Q S / QJ 。其中, Q S为用户的实际流量， QJ 为用户的设计要求流量。
造成水力失调的主要原因有：一，工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据，而实际管材的数值与标准是有差别的；二，由于施工条件的限制，使管路的实际情况与设计情况有很大不同，供热管网在实际运行中不能达到平衡；三，管网建成后的新用户增加，使原有的水力平衡遭到破坏；四，管网维护不当，使管网水力平衡受到影响。
水力工况失调是供热管网普遍存在的现象，如何克服水力失调，实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是供热行业所面临的问题。
水力平衡是指网路中各个热用户在其他热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数 r 来表示。r = 1/ X max = 3. 2。其中，QJ 为用户的设计要求流量，Q max 为用户出现的最大流量。
供热管网水力平衡常用调节装置有平衡阀和自力式流量控制阀。
平衡阀是一次性手动调节的，不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。平衡阀作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡的作用。自力式流量控制阀又称作定流量阀或称作最大流量限制器。自力式流量控制阀作用对象是流量。从机理上看，在一定的工作差压范围内，它可以有效地控制通过的流量。当阀门前后的压差增大时，通过阀 门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定。
目前，供热管网（主要为二次供热管网）的热力平衡措施，主要有装设孔板，普通截止阀、平衡阀及自力式平衡阀几种，因为平衡阀及自力式平衡阀造价较高，并且也需要一定的人工调节，所以采用较少，孔板平衡措施由于管网实际安装与计算工况很难相同，所 以会有一定的误差，在实际使用中有一定的困难。而装设具有一定调节能力的截止阀进行管网的水力平衡调节，由于其成本低，且管网具有可调性，得到了广泛的应用。
近年来，国内一些单位为解决系统的水力平衡调节问题采用的主要调节方法有温差法、比例法以及CCR 法。
温差法利用在用户引入口安装压力表温度计，对系统进行初调节。 使整个系统首先达以热力稳定。使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化，若热源的总回水温度不再变化就可以认为整 个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有热用户处、回水压力和供、回水温度，然后按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小，确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后，重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。如此反复进行，直到水力平衡。
比例法的基本原理是如果两条并联管路中的水流量以某比例流动（例如1：2），那么当总流量在+30% 范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变（1：2）。具体操作为利用两台便携工超声波流量计，测得流量的阀门（如平衡阀新型入口装置）及步话机（用于调节时人员之间的联系）来完成。比例法调节对操作人员素质要求较高，并需要两台相同的流量计，初投入较大。
CCR 法由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成，是在严格的对全系统刊物阻力分析计算的基础上，对全系统实行一次调整的新方法。CCR 法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S 值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度，使系统这到所要求的分配流量。此方法降低了运行费用，是未来发 展的方向。
上述方法在使用中各有优缺点，综合分析如上各调节方法的优缺点，有研究者提出了一种新的调节方法，此方法具有比例法和CCR 法的一些特点，因此称为综合调节法。
“综合调节法”有别于现行的调节方法。与其它方法比较而言，这种方法管路系统投资较少，比较容易操作，简单易行，对目前解决供热管网水力平衡调节问题，具有很大的应用价值，较适合中国国情。
综合调节法有两种调节形式，一种为动态平衡阀调节法，另一种为利用简易快速法与温度调节法相结合来进行调节。
供热管网中使用的动态平衡法分为自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀作用对象是流量，能够保持流量恒定，所以使用自力式流量控制阀的关键是设定流量的确定，设定流量可根据供热系统总循环量和各建筑的热负荷分别计算出各建筑的相应流量，这种方法简便易行，适用于定流量系统，不适用于变流量系统。自力式压差控制阀作用对象是压差，可以使供回水压差维持在设定压差值附近，设定压差可取设计流量下该分支处的供回水压差，主要适应变流量系统，调试简单，但必须准确计算系统压降。
由调节原理知，并联支路的任一支路阻力改变必然引起整个供热管网流量的重新分配，某一支路阀门关小，流量减少时必引起其他支路流量的增大。简易快速法就利用了这个原理。在进行初调节前，系统的阀门处于全开状态，初调节应在关小阀门的过程中进行。用上述调节方法调节后，在供热阶段可采用温度调节法进一步调节。温度调节法的原理步骤如下：由于建筑室内温度与供回水平均温度之间存在简单的对应关系。当供回水平均温度相同时，室内温度必然相等。所以，温度调节法就是通过调节各用户流量，使各热用户的供、回水平均温度达到一致，从而实现各热用户室内温度彼此相同的目的。由于供热管网中各用户的供水温度一般相等，可采用回水温度调节法来简化操作。回水温度法可采用如下操作方法：以各用户回水温度的平均值或粗略的以热源的总回水温度作为基准温度，然后逐个调节各个分支的阀门，当某分支的回水温度高于基准温度时，关小阀门；反之，开大阀门，使该分支的回水温度等于基准温度。
供热管网的水力平衡调试既需要准确的计算，也需要有一定实践经验的专业技术人员去分析解决调试过程中遇到的一些问题，专业性强，技术要求非常高。随着对管网水力平衡调试工作的重视和调试经验的不断积累，达到供热管网的水力平衡是完全可以实现的。
参考文献：
[1]张立勇.供热管网的流体网络分析及水力平衡研究.天津大学. 2004年
[2] 张庆.供热管网水力平衡调节方法的研究.内蒙古石油化工.2011.12期
[3] 贺平 孙刚.试析供热管网水力平衡调节的措施.华东科技.2013.05期
供热管网篇10
关键词：城市供热；智能化；控制；管理；
中***分类号：TU833文献标识码： A
1、城市供热系统的定义
所谓的城市供热系统一般由3部分组成，即热源、热网和热用户。热源又称热力的生产，主要是指生产和制备一定参数（温度、压力）热媒的锅炉房或热电厂。热网是输送热媒的室外供热管路系统，是热源与热用户连接的纽带，起着输送和分配热源的作用。热用户则是指直接使用或消耗热能的室内采暖、通风空调、热水供应和生产工艺用热系统等。
按照热媒不同，城市供热系统可分为热水供热系统和蒸汽供热系统。不同的城市根据自身的实际情况可以自主选择不同的热媒。按热源不同，分为热电联产系统、锅炉供热系统，另外还有以地源热泵、水源热泵、工业余热、核能、太阳能等作为热源的供热系统。按供热管道的不同，又可分为单管制、双管制和多管制的供热系统。所以供热公司在选择供热方式时，一定不能盲目的依葫芦画瓢，墨守成规，而应在客观的调查后，结合市场经济效益与环境等因素综合选择供暖方式。
2、现阶段城市供暖系统存在的弊端
2.1 工艺落后，污染性大
供热企业以往经济发展方式是一种单向流动的线性经济，即“资源 -生产 -消费 -废弃物的排放”。其经济的增长依靠的是大规模的开采和消费资源，这样就极有可能会超过自然所能承受的限度，从而对自然造成不可逆转的伤害。而且，由于工艺的落后，在对自然资源进行加工将其转化成产品的过程中，会释放出数量巨大的污染物。而某些没有道德的公司为了节约成本，不对废弃物进行处理或只是简单处理就将其排放入空气中，这就造成了极大的环境污染。
2.2 能源的利用率低下
目前，尽管不少供热企业对于提高利用率给予了一定程度的重视，可是由于公司人员、资金以及科技实力等等因素的限制，利用效率还总是提不上去，这就在无形之中造成了极大的浪费。也就是说，要想达到同样的供暖效果，供暖公司需要使用更多的自然资源，排放更多的废气，从而形成了一个恶性循环。尤其是在以煤炭等不可再生的非清洁资源为能源的不发达国家，这种问题就会更加突出。
3、优化输送配套系统，减少热能损耗
供热输配系统是供热系统的核心，决定着输出热源的利用率。所以只是一味提高燃烧效率而不重视运输环节是很难优化整个供暖系统的。为此，供热企业要以科学的理论来指导自己的工作，以先进的技术和手段，解决好输配范围、输配距离以及结构之间的问题，采取平衡调节装置，设置适当的入口调节装置，保障水力的平衡。从而达到利用率的最大化。
而在某些方面，供热公司也可以灵活机动一些，如可以采用间歇调节的方式，在供水温度和循环水量不变的情况下，用减少每天的供暖时数进行调节。在室外温度达到设计值时，热源连续供暖，随着室外温度的升高，逐渐减少运行时间。这种类似于冰箱制冷的调节机制就可以在保障供暖效果的前提下，尽可能的减少工作能耗，从而实现可持续发展。还有一种是分阶段改变供水温度的量调节，在供暖系统的整个运行期间，随着室外温度的提高，分几个阶段改变供水温度，在同一阶段内供水温度不变，改变流量来进行调节。通俗说来就是，当白天温度的时候适当将水温降低一些，而等到晚上气温下降时，再将温度提高一些。这种调节方式，不仅可以保障用户室内的温度在一个较为恒定的温度，提高其供暖服务的品质，而且适时的降低温度可以有效的节约能源。当然，虽然这两种方法都十分有效，但其对于供暖的传输设备都有较高的要求，因此具有一定的局限性。
4、智能化控制
4.1智能化供热原理
如何在城市供热中实现智能化控制和管理是本文探讨的核心问题，但首先我们得明确一个概念，究竟什么是智能化控制和管理？其实在物理学研究中，智能化控制管理的核心目的就是在运动中保持热量的收支平衡。在智能化控制和管理的过程中，我们要注意两个问题。第一是进行热量平衡控制。这是进行性智能化控制管理的基础条件。它是指各热源和各换热站在一个周期内提供的热量总体平衡。物理学上热平衡的方程式如下所示：
∑Q=∑H出-∑H入
其中，ΣQ代表整个系统与环境的热量交换和，ΣH出代表换热站供给用户的热量总和，ΣH入则代表是供热源提供给换热站的热量总和。
热平衡式属于物理学上能量平衡的特例，在实际的供热过程中，换热站供给的热量与热源供给的热量往往不相等。
第二则是进行无人值守模式。 无人值守模式其实是对热量平衡控制的进一步深化，即在无人操作的情况下尽可能地使热源和换热站提供的热量保持相对的平衡，从而维持城市供热系统的正常运作。
4.2 智能化控制和管理
4.2.1气候补偿
气候补偿，是智能化控制中常见的方式，即通过控制换热站二次间接供水的温度降低换热站提供的热量，从而既可以减少成本，又可以提高用户在接受供热过程中的舒适度，一举二得。 其中最好的做法是在实际的操作中，不直接采用热量平衡方式进行供热控制，而是先建立二次供热温度和室外温度对应曲线，再通过换热站的转换中针对具体情况进行具体调整，按阶段分季节地进行所谓的曲线供热，这样做可以尽量减低供热的复杂性，提高供热的实际效果。
4.2.2 无人值守操控
上面讲到无人值守操控是智能化控制和管理的第二种模式，通过在换热站内设置自控设备，进行如自动控制水温、补水、排查故障等作业，而无需操作人员进行值班管理。 这种模式的好处之一在于降低了实际操作的劳动强度，既减少了劳动人员的使用成本，又相对地提高了劳动效率。其次由于采用智能化控制管理后，极大地降低了由于人为因素而产生的安全问题，从而增强了城市供热系统的精确性和可靠性。
4.2.3 换热站控制
通常情况下，对换热站进行控制的几个方面主要包括调节二次供水温度，控制蒸汽压力，管理换热器水位及保持热网定压稳定等，换热站的主要作用就是用锅炉提供的高温热水或电厂提供的蒸汽转变成可供用户直接使用的二次中、低温水。在整个城市供热过程中，一般会有一个总换热站和好几个可调峰换热站同时对用户进行供热取暖。
5、运用调度管理系统对城市供热进行智能化控制和管理
5.1 调度管理系统
调度管理系统是针对大型建设所开发出来的一套管理体系，主要包括调度中心和通讯网。调度中心的主要任务是通过以太网将相关信息提供给用户，用以显示数据、管理资源及内容等。通讯网则主要负责数据的传输。以城市供热系统为例，通过通讯网，可以将锅炉房、电厂及换热站等热源的相关资料传输到调度中心，再由调度中心进行分析，将数据信息等给用户。
5.2 智能化控制和管理的基本方式
调度管理系统即是对城市供热进行智能化控制和管理的最好方式之一，但是根据城市及用户的实际情况，我们应综合其他因素总体考察研究最佳的控制模式。不仅要对相关操作人员进行必要的技术培养和指导，还应当对整个供热系统进行科学的分析，通过对各热源和换热站的供热量调整，可以更有效地控制整个城市供热系统，降低投资成本，提高运行效率。