张锐

摘 要 为了能够满足城市居民的供热需求，提升居民的生活水平，城市集中供热正在逐步得到人们的认可。由于我国科技水平的提高促使城市集中供热正在变得更加方便操作，利用率得到提高，供热时间变长等，让城市集中供热得到了良好的发展。

关键词 直热式;供热网;热力站

前言

直供式供热管网热力站则是采用更加科学、合理的自动化控制系统对热力站的设备和其他方面进行全方位的监控，以此来提升热力站的管理水平，节约能源，促进城市中央供暖的发展。

1直供式供热管网热力站设计的意义

直接供热网络热站简称配热站，又被称作分配站。这种热力站主要是在热源处添加了一个单泵系统，然后在循环水泵人口定压，这是传统的供热系统所使用的方法。当城市集中供热的半径相对来说比较大时，才会选择这个系统，这个系统在城市集中供热时会导致近端供水压力比较高、供回水压较低，而远端则是出现回水压力较高、供回水压较小，这种现象会对城市居民的用水产生比较大的影响，无法为居民的用水提供足够的压力，同时当居民在使用时会出现倒灌或者超压等现象，而这对于热用户来说是一种较差的体验。

由于城市规模的逐渐扩大，原有的城市建筑无法满足现有的需求，需要对老旧的建筑进行整改或者重建，然后在接驳供热管网，但是在这种建筑施工当中，由于环境因素和其他客观因素，导致存在某些部分的供热管网接入过程并未采用科学、合理的方式进行，并未在管道铺设之前进行比较科学的计算，而在铺设的过程当中通常都是采用单一树枝的模式实施的，并未采用网状的结构进行铺设和延伸。而在另外一方面，原有的供热管网无法提供足够的供热能力，因此在施工时会对管道进行加粗，以此来提升供热管道的热负荷能力，而这种对管道加粗的施工也属于违规操作。在城市的供热系统当中，供热管网是基础，只有将供热管网在施工之前就预先规划好，对城市规划建筑当中的所有区域都要进行合理的布局，才能够为城市的发展提供一个良好的基础，促进城市的全面发展。因此，在城市集中供热网建设之前，必须先行采用科学、合理的方式进行全面布局的设计[1]。

2供热管网的优化设计要素

2.1 输水温度与管道外径

输水温度与管道外径都会对管道热量输送造成一定的影响，在供热管网设计时要考虑到这两个方面。其中，管道损失的热量与不同管径的水温成正比。保持输水管道的管径不变，当输水温度较低时，管道所散失的热量比较低（温度越低所散失的热量越少），随着温度的升高，管道所散失的热量会逐渐提升（温度越高所散失的热量越多）。

2.2 热导率的影响热导率

城市供热网的热效应的影响主要因素为以下两者：第一是土壤的热导率，当供热管网的管径保持不变时，管道的热损失与土壤的导热系数成正比。土壤导热系数越高，管道损失的热量越大。第二是管道的热导率，当供热管网的管径保持不变时，管道的热损失与绝缘材料的导热系数成正比，绝缘材料的导热率越高，损失的热量越多[2]。

3直供式供热管网热力站设计

3.1 基本情况

2013年我国曾对新疆某市的城区进行过供热改造，改造的主要目标时热源，此次改造将热电厂凝气器的作为供热的热源，达到节约能源的目的。新疆该城区传统的热源主要有地热井、锅炉，另外老旧的小区的散热端主要为铸铁散热器。由于新疆该城区的城市规模较小，同时城区地处平原地带，地势相对来说比较平缓，因此，在转化过程中使用了直接埋地直接加热，通过使用这种方式来防止热用户在使用时不会出现倒空或者超压现象，根据城市划分区域，依据区域规模的大小来判定压力损失，对于一般的家庭管网，庭管压力通常保持在10～15m左右，而当所处区域位于环路时，庭院管网压力下降到10m。

3.2 不同情况下热分配站的设计

（1）无高层建筑的热用户。对于无高层建筑的热用户，为了满足整栋建筑居民的供热需求，需要将定压维持在30m以上才能够保证热用户的最低要求。当城市区域内老旧小区较多时，它的终端散热器通常是传统的铸铁散热器。另外在计算统铸铁散热器承压能力时，要考虑到老旧的小区内部供热管网老化这一个问题，我们还需要确保地板上的压力不超过4000米，在本文当中，考虑到供水管网的安全性，防止出现倒空现象，有必要将用户建筑后壁管道的压力维持在30至38m之间（本文选择38m以减少其他因素的影响）。根据上述热用户压降的假设，还需要将热量分配站的二次网络热水供应管压力设定为45m，并将回流管压力设定为33m。这个设定是为了保证能够满足所有的热用户的需求。现在，就根据以及網供回水压力的实际情况，以及其他出现的影响因素对热分配站的设计进行详细的探讨。这个旁通管道的作用一方面是为了当施工竣工时，需要对整个的一级网内部的管道进行清理，防止各种杂质或者垃圾进入二级网;另外一方面是当二级网与一级网断开时，一级网的热水可以通过该旁通管他排除，保证一级网的安全。因此，在设计热量分配站时为原网络的回压，必须考虑到除污器，保证二级网的卫生和安全性。

（2）有高层建筑的热用户。对于无高层建筑的热用户，为了满足整栋建筑居民的供热需求，将定压维持在30m以上时就无法保证热用户的最低要求。因此，当遇到这种建筑时需要对高层建筑划分区域，采用相应的措施来防止供热管道出现倒空现象。面对建筑内部已经设置了防倒空手段时，那么热分配站就无须考虑这种问题，但是面对那些并未设置防倒空手段时，那么热分配站就需要考虑这个问题，通常为了解决这个问题，配热站通常采用阀前调压防止放空。在本文中假设建筑的高度为54m，为了达到阀前压力调节阀工作的最低值，保证阀前压力调节阀的正常工作，需要将调节弹簧开发压力值调节到57m。在另外一方面，还需要考虑到阀前压力调节出现意外情况而出现关闭，为了保证高层建筑的回水压力要不低于60m，在结合其他的实际要求，需要将二级热分配站内的回水管压力设置为67m。而对于那部分接近或者正处于一级网近端的热用户，为了防止供水管道由于压力过大而出现爆裂现象，需要在其使用的供水管上添加一个减压阀，而对于高层的热用户，有必要在后管区域添加一个预阀压力调节阀。

3.3 分布式变频泵供热系统

选择分布式变频泵压头的原因是由于传统的分布式变频循环水泵的供热系统，因此为了保证供热管网能够获得足够的压力需求，在选择水泵时会考虑扬程较大的水泵，但是这种水泵在提供足够的压力时，将导致在热网前端的资金引脚过剩，损耗更多的能源。分布式变频泵系统由变频泵提供，因为提供了每个管网所需的功率。因此能够节省更多的动力，减少多余的消耗。

对于上面所描述的系统，其主要的特点就是将独立的热网循环泵移除，其中热用户循环泵拥有两个方面的作用，第一个是热网循环泵输送热水，第二个是为热用户提供资用压头;而热源循环只会对内部的热源循环起作用[3]。

4结束语

城市集中供热对于一个城市的发展极为重要，能够促进整个城市的协调发展，保证良好的供热能够提高城市居民的生活质量和水平。而城市集中供热首要考虑的问题就是节约能源、保护环境和降低成本，在为城市提供足够的供热需求的同时减少污染，这样才能够在提高人民生活质量的同时，也能够保证城市的基本发展需求，促进城市的发展速度。

参考文献

[1] 林艳.集中供热网智能控制方法的研究[D].大连：大连理工大学，2003.

[2] 卢雪松.集中供热网数值模拟仿真研究[D].大连：大连理工大学，2009.

[3] 果俊梅，刘金平，李孝平.热力站调节控制方法的探讨[J].区域供热，2010，（04）：58-65.