城市集中供热管网中存在的问题及优化设计

城市集中供热管网中存在的问题及优化设计

高杰

中国启源工程设计研究院有限公司    陕西省西安市    710018

摘要：随着我国经济的迅速发展，城市化的步伐也在不断加快，与此同时，北方城市冬天对供暖的需求也在不断增加，而随着人民生活水平的提高，供暖的品质也随之提升。目前许多居民对当前供热管网的供热质量不甚满意，城市化面临着集中供热的艰巨任务，尤其是北方城市集中供热问题已经成为社会各界广泛关注的焦点。基于此，本文对城市集中供热管网存在的问题进行了分析研究，以此能够推动集中供热管网问题的解决。

关键词：城市集中供热；供热管网问题；优化

1.目前我国城市集中供热暖管网设计存在的问题

供热管网的设计效果直接影响着集中供热效果，就以下几点分析我国集中供热管网存在的问题。

1.1管网布局不合理

对于城市供热系统设计而言，集中供热管网的布局是关键所在。为确保供热

质量，对于供热管网的布局必须经过科学的设计，否则在对供热管网铺设时极易出现管路长、管径大、布局乱等不良现象。供热管网布局缺乏科学的设计不但会使供热系统建设费用大大增加，而且会造成热力与动力的白白消耗，导致供热管网远端的用户供热不足，近端供热过剩的供热失调现象。

1.2凝结水问题

通过对多地供热管网设计调查发现，当前应用的集中供热管网蒸汽管道设计对于凝结水回收缺乏必要的考虑。在集中供热过程中，供热凝结水问题一直未得

到有效解决。凝结水不但会侵蚀管道，使管道的使用寿命大大缩短，还将对供热

管网的整体供热质量造成严重影响，使供热消耗大幅度增加，导致资源浪费，因

此凝结水问题也是集中供热管网优化必须考虑解决的问题。设备、管件等材料质

量不达标或者管道连接不牢靠、供热温度等等都是可能导致凝结水的原因。除此

之外，在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成

水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大

的音响和振动，导致凝结水回收管道产生水击现象，影响供热质量[1]。

1.3供热管道保温层存在问题

岩棉材料是目前我国架空管道中集中供热管道保温层普遍使用的材料，它属于质地较软的材料，在使用过程中容易发生沉降现象，导致上薄下厚的现象出现。作为供热管道设计中的重要部分之一，保温层的厚度对保温效果有直接的影响作用，一旦岩棉保温层的上部分发生沉降而变薄，保温效果就会大打折扣。而保温层的下半部分发生下沉使得管道与保温层间产生缝隙，在供热过程中，空气通过缝隙与管壁内发生对流换热，供热管网的热量损失将大大增加。

  1.4 信息化程度低

    依照智慧城市建设要求，各市政工程建设主体都在建立自身的智慧管理平台，在供热行业智慧平台侧重于热源及热用户的数据收集，因热力管线设计、施工等综合原因，管网系统的信息化程度较低，缺乏必要的检测手段，管网的运行管理存在较多盲区。

2. 对于城市集中供热管道的问题和优化

2.1优化供热热水管网的布局

对供热管网的布局问题必须符合经济合理和实用耐用的标准的，在供热管道方面，要先将管道的主要通道缩短，然后在中栓管道上合理地布置管道上的调节板，从而更好地提高管道对放气放水的灵活性，更有效地提高供热管道的工作效率。在技术人员的工作方面就需要保证供热管道的布局合理可靠，尽可能地避开可能会对供热热水管道造成灾害或险情的地段，比如疏松土质下的地段区域，在这样的地段下铺设供热管道会因为土质无法很好地承受重力而导致地面坍塌从而压坏供热管道，中断供热热水管道的工作；也不能将供热管道铺设在交通要道的下面，因为在道路长期的承重以后会造成道路的一些塌陷或者是直接遭到破坏，这样就容易对铺设在下方的供热管道造成难以挽回的伤害和损失。略谈了一些供热管道地面下的铺设，接着来说一说供热热水管道在地面上的布置，地面上的供热管道与地下的供热热水管道有所不同，不光要考虑到供热管道的安全性和带来的安全隐患，还要考虑到供热管道的美观性和铺设管道后对交通和建筑物的影响，所以对于地面上的供热管道应该要根据用户的需求来对供热管道的口径来进行选择，通过计算来确定供热管道的口径，尽量避免选择口径较大的管道，应该选择较为合适口径从而减少对周边建筑的美观和对交通的影响。

2.2对于供热管道内的水力失调问题的建议

水力失调就是说在供热管道中水力分布不均匀的现象，对于这种现象可以采取变频器来对供热热水管道中的流量进行调节，从而使供热热水管道中的水力能够得到均匀的分布，使得供热热水管道中的流量平衡。除了在供热热水管道中设置变频器以外，还可以在各个支干线和用户的管道入口处，设置调节挡板或者设置节流阀门，这样就能够很好地使供热热水管网内的流量逐渐平衡。就目前的情况来说，供热的范围逐年增大这就需要不断地校准节流阀门的频率，而且在校准的同时还需要密切的观察供热管道内的负荷的起伏变化，因为静态下平衡的原始系统不具备主动消除余压的能力。如果供热管道网的范围增大了以后，就需要更多的平衡阀来控制供热管道内的流量平衡，也会带来更高的经济负担减少利润，所以当范围增大了以后还需要一种最初的部件，它能在电力作用下维持流体力学的平衡，在动态下，可以使用来自力式流量控制器，这是一种可以根据供热管道内水力流量的大小，与静态下平衡水力原件进行组合的方法，根据控制器内的压力差自动调节供热管道内的水力带来的阻力

[2]。这样能够解决供热管道内出现的各种压强问题和产生的各种变化，管道系统都能够很好地应对，还能够很好地解决不同区域的供热管道中的水力失调的问题，保障供热管网很好地运行。

2.3对于变频技术的应用

正确地对变频技术的应用能够很好地提高供热热水管网的工作效率，充分利用到变频技术中的基本原理将电压型变频调速器内的整流器和逆变器整合在一起等等，这类对变频调速器中各个部分的组合的应用，就用整流器和逆变器的整合做来进行一个小小的论述，在整流器和逆变器的整合中，将交流电转变为直流电，能够很好地控制处理器中的脉动电压，当调速电动机在进行输出的时候，就可以控制电机的转速和电源的频率，这样就能够更好地利用到整流器和逆变器在变频调速器内的功能。变频技术主要运用在供热热水管网内的泵类机械中，以水泵为例，变频技术根据用户负荷的变化动态调节水泵驱动电机的输入频率，从而调节水泵的转速，达到调节水泵流量和扬程的作用，减少水泵的输送动力，起到节能的目的。这样既能够满足当一些支流中的输出流量的时候，降低水泵产生的水压，功率会逐渐减少，可以很好地观察到变频技术减少供热热水管道内的损耗，而且供热热水管道的工作效率也会得到提升，所以正确地使用泵类机械中的变频技术，能够很好地改善供热热水管道内的问题，还能够减少成本和提高管道的工作效率。不仅要从供热热水管道内的本身中改善管道中存在的问题，还必须借助辅助机械来对供热热水管道进行改善。

2.4 管线泄漏监测技术应用

目前在全国范围内许多城镇热力管线项目已采用管线泄露智能检测技术，其技术原理是在管网建设过程中埋入数据测点，当管线泄漏导致测点数据变化时，主控室会显示数据异常区域，方便管理人员进行管道泄漏施工，2016年国家也相应出台了《城镇供热直埋热水管道泄漏监测系统技术规程（CJJ/T 254-2016）

》，依据此规程，可建立直埋热水管道泄漏检测系统，提升管道安全性。

4.结束语

总之，需要对供热水管道的管网进行优化，以解决水力不平衡的问题，在经济上合理地采用变频技术，从而节约供暖、热水管道的建设，达到高效、节能的目的。

参考文献：

[1]张冬至.解决供热管网末端用户不热问题的方法研究[J].中国住宅设施,2020(1):98-99.

[2]王森.影响供热管网工程质量因素及控制措施分析[J].山西建筑,2020(15):108-109.

作者简介：高杰 (1988年2月17日)，男，汉族，陕西西安，工程师，本科，研究方向：城市供热 热管网问题的优化.