城镇供热长输管线的优化设计研究

1.合理选型和布置供热管线

管线选型工作中，设计人员可基于管线选型是否合理直接影响优化设计的成果，依据城镇供热长输管线的优化所需，科学合理选型管线，确保管线具备一定的可行性和有效性，提高城镇供热长输管线的优化设计效率及质量。在该过程中，设计人员可基于钢管比较适用于高温高压的工作环境，在实际应用时具有良好的耐压性能，可延长使用寿命，但需要做好防腐处理，才能提高应用效果；聚乙烯管比较适用于低温供热系统，其在实际应用的过程中具有良好的耐腐蚀性，可让施工更为方便，但承压能力有待考虑；预制保温管可将钢管和保温材料结合为一体，适用于长距离输送热能管道中，其在实际应用的过程中具有良好的隔热效能，能体现防潮防水的特性等。依据实际情况，设计者确定管道材质，提高管道应用性。另外，设计人员也可基于聚氨酯泡沫导热系数比较低，绝热效果比较好，比较适用于供热管道优化设计。玻璃棉具有耐高温和防火性能好的优势，比较适用于高温环境，有针对性选择应用性较强的保温材料。需注意的是，设计人员也要注重参考最新《城镇供热管网设计标准》（CJJ/T 34-2022），基于其更新了设计标准，增加了长输管线、隔压站及综合管廊的规定，综合考虑管线选型[1]。

以我国某市长输供热干线设计优化为例，该管线全长20 余公里，设计人员依据实际情况，采用了聚氨酯发泡保温管，基于材料具有良好的机械性能和绝热性能，减少输送过程中的热损。此外，相关工作者对管线还进行了严格的施工准备和质量控制，确保了整个系统的安全性和可靠性。城镇供热长输管线优化设计人员可以以实际案例为鉴，积累经验，在管件选型的过程中确保选型的经济性和安全性，满足实际应用所需[2]。

管线布置中，设计者可基于城镇供热长输管线布置是比较复杂且系统的过程，合理规划管线走向、精准选择可行性较强的敷设方式，确保供热系统的高效性和可靠性。在该过程中，管线走向规划优化中，设计者可根据供热需求和地理环境以及交通状况等多方面的因素进行深层次的分析，有针对性的确定管线最佳走向。设计人员可以沿道路、铁路或河流等自然障碍较少的地带进行管线敷设设计。此外，设计人员要注重管线走向规划，尽量避开地下障碍物和地上障碍物，地下障碍物主要包括其他管道和电缆等，地上障碍物主要包括建筑物和桥梁等。确保管线走向规划的科学性和合理性，促进后续工作有序开展。管线敷设中，地上敷设方面，设计者可利用低托架、中托架以及高托架等有效方式，在交通繁忙或者地上空间受限的区域进行敷设。地下敷设方面，可通过直埋和顶管等有效敷设方式，在居民密集区或者大部分区域进行敷设。设计人员也要注重合理设置阀门和关断点，可通过设置分段阀门，增大间距，节省投资，便于检修，应对故障；可通过在关键位置合理设置关断阀门，让其在局部管网发生故障时能快速隔离，以便于避免影响其他管网正常供热，发挥关断阀门良好的保护作用[3]。

以某城市城镇供热长输管线优化设计工作为例，建设单位为了实现绿色低碳高质量发展，计划通过长输管线将多个城市热源输送到该市，总长约 130 公里，横跨三市六区县。管线实际布置中，工作者采用盾构机进行隧道掘进作业，根据地形地貌和城市发展的因素，应用架空敷设、直埋敷设等多种方式，如在穿越排水干渠和省级公路时，采用了架空跨越的方式，并设置了补偿器，以吸收热伸长。在直埋转架空处，设计人员科学合理设置了补偿器，吸收直埋段和架空段的热伸长，确保管道的安全运行。对于架空段，有针对性设计了加肋处理的支架，以增强管道的刚度，满足应力计算要求。此外，设计人员在受力均匀的部位合理设置关断阀门，以便于减轻和减少故障影响。设计人员选择导热性能比较好的材料，减少热传递过程中的能量损失。该项目完成之后，不仅增加了约 1 亿㎡的供热能力，还减少了城区及沿线区域的燃煤热源，减少环境污染，促进地区的可持续发展。相关设计人员在城镇供热长输管线优化设计中可以以此为鉴，或者参考其他实际案例，在复杂地理条件下，优化设计，实现长输供热管线的安全和高效运行。

2.做好供热管线的节能环保设计

现阶段城镇供热长输管线优化设计中，节能环保设计是重要的方向，设计人员可通过引入节能环保理念，加强节能环保设计力度，强化城镇供热长输管线优化设计的意义。在该过程中，设计人员除了可通过选用耐高温和低导热以及环保的材料，降低能耗，还可通过加强保温设计和智能化管理达成既定的目标。保温设计优化中，设计人员可通过在管网外层科学合理应用 HDPE 高密度聚乙烯护管，并注重在中间层加入保温层，提高管网的整体保温效果。相关工作者也可通过应用先进的保温施工工艺，充分发挥该工艺的作用，确保保温层的连续性和完整性，控制散热损失。相关工作者在加强智能化管理的过程中，可通过引入先进技术，部署温度和压力以及流量等传感器，借助先进技术手段，实时采集复杂的运行数据，构建中央控制平台，对数据进行集中处理，对数据进行深层次的分析，加强远程监控，提高管理成效。相关工作者也可通过应用人工智能算法对供热调度进行有效优化，可预防和防范潜在故障，并在整体上提高系统在运行过程中的效率和安全性。此外，相关工作者还可通过加强余热回收与利用，通过热泵和蓄热式锅炉等应用性较强的设备回收和再利用供热过程中产生的余热，显著提高能源的综合利用效率，以实现节能环保目标[4]。

以某供热管道工程为例，工程单位应用大温差长输供热技术，优化管道设计，取得了较为满意的工作成效，工程单位通过远郊电厂余热回收，承担基础负荷，减少市内燃煤热源的使用，显著降低了能源消耗，提高了热能利用率，减少了碳排放。管道设计优化中，工程单位有针对性选择高效保温材料，如聚氨酯泡沫，确保管道在传输热量时热损失降到最低。另外，应用直埋敷设先进工艺，减少热损失和环境污染。工程单位还应用智能控制系统紧随潮流，把握要点。工程单位通过智能控制系统实时监测管道的运行状态，有效优化热力供应，让系统高效运行。借助系统作用及时发现并处理管道泄漏和腐蚀等多元问题，减少维修成本，控制停机时间。工程单位还通过将工业余热并入供热管网，有效增加供热面积，提高能源的利用效率；以及通过废热回收装置将供热过程中产生的废热进行多次利用。相关工作者可以以此为鉴，探索技术创新，注重应用高效环保的材料和先进的施工工艺，充分利用工业余热和废热，让管道工程实现节能环保的目标[5]。

结语：城镇供热长输管线优化设计中，设计人员可通过合理选型管线和科学布置管线、加强供热管线的节能环保设计，确保设计成果，为我国城镇供热长输管线优化工作提供保障。

参考文献：

[1]刘薇.城市集中供热系统长输管线设计与管网优化研究[J].中国高新科技.2022,10(3):58-60.

[2]刘巍.城市集中供热系统长输管线设计与管网优化研究[J].中国高新科技, 2022(009):000.

[3]成浩.优化城市供热管网设计提升供暖效果[J].建材发展导向, 2021,019(009):6-7.

[4] 刘 壮 阔 . 计 量 供 热 系 统 阻 力 系 数 优 化 辨 识 研 究 [J]. 供热.2023,20(3):89-91.

[5]苏继承，毛明强.智慧供热技术在城市集中供热系统的应用分析[J].建设科技.2024,12(3):12-14.