供热规划中环状管网和枝状管网的比较

供热规划中环状管网和枝状管网的比较

张鸿凯

天津泰达西区热电有限公司   天津 300462

摘要：本文主要分析了城市供热管网规划中环状管网和枝状管网的设计思路，以及在满足一定热负荷和压力要求下，进行管网规划时的水力工况分析的对比、经济性方面的比较、技术比较、运营管理比较，并且在环状管网的基础上进行枝状管网的优化，使供热工程投资有所降低。

关键词：供热规划；环状管网；枝状管网；比较

1 引言

随着我国经济的发展，我国的供热事业也在飞速的发展，并且随着人们生活水平的提高，对于供热系统要求也越来越高。因此，如何在保证供热质量和节约能源方面做出巨大贡献成为了我国当前最重要的研究课题之一。在这一背景下，对于城市供热系统的规划工作显得尤为重要，一个成功的城市供热系统规划工作不仅可以使供热用户得到满意的服务质量，还可以降低能源消耗、减少污染排放，使整个社会环境得到保护。在城市供热系统规划中，主要有两种设计方式，一是传统的环状管网设计，二是新型的枝状管网设计，这两种方式各有其不同和优势。在城市供热管网规划中，当进行管网规划时，由于受到城市面积、热源热负荷和热网规模的限制，难以实现全部管网的统一规划，所以需要根据不同的城市设计不同的供热规划方案，在对这些方案进行经济分析比较后，确定最佳的方案。

2供热规划中环状管网和枝状管网的比较

2.1 水力工况分析的对比

对于供热规划中的环状管网，其流量是根据热源来进行计算的，同时在供热区域中，其水力工况也是依据热源的实际运行情况而进行的计算。如果在热源运行过程中发生了故障，那么此时，就要对环状管网的水力工况进行重新计算，并根据实际情况来进行调节。通常情况下，环状管网的循环流量在2~6倍。

对于枝状管网而言，其在管网中的循环流量是根据其负荷来进行计算的。通常情况下，一个大型小区内有多栋建筑物，那么就要将各个建筑之间的环状管道作为循环供水管道。在每一栋建筑物内，其所需要的循环流量是不同的。在进行计算时，通常情况下，其流量的分配是根据建筑物内各用户所需要的流量来进行的，根据各建筑物内所需热水压力的不同，然后再将各建筑物内用户所需的流量进行分配。在管网中的水量是根据小区居民人数来进行计算的，每一个用户所需流量也是不同的。

在对环状管网和枝状管网进行对比时，其在计算方面相对简单一些。通常情况下，环状管网中只有一个循环水泵，而枝状管网中有两个循环水泵。在对两个循环水泵运行时，其流量是不同的，通常情况下是一个循环水泵先运行几分钟之后，再转换为另一个循环水泵继续运行。

2.2 经济性方面的比较

在实际应用中，不管是什么供热方式，在经济方面都是要比单独供热要节约的，也是最为显著的，由于蒸汽的输送管网在设计时会根据用户的需求和使用情况来进行合理的设计，并且不会出现任何的浪费和错误情况，所以说蒸汽的输送管网在实际使用过程中其投资和维护费用都比较低，如果一座城市中设置了蒸汽供暖系统的话，那么也是可以将其供热面积进行合理控制和管理的。但是就目前的发展趋势来看，蒸汽供热系统要比热水供热系统更加稳定可靠。如果说在对蒸汽供热系统进行设计时将其设置成环状管网的话，那么就可以使用比较低的价格进行建设，在投资方面也就会相应地减少。

而对于蒸汽的供热系统来说，如果想要对其进行更加可靠的运行的话，那么就可以采用枝状管网来进行建设，这样的话就可以将其投资费用降低很多，在运行过程中也会更加稳定，所以说在以后对蒸汽供热系统进行设计时是可以采用环状管网的，对于枝状管网来说，在应用中可以将其使用效率提升很多，因为这就是对其进行了科学的规划和设计。

而且对于环状管网来说，在运行过程中也不需要对其进行维护管理工作，如果出现了任何的问题都可以通过更换阀门或者是更换管道等方法来对其进行有效处理。因此对于环状管网来说它也是比较节约成本和投资费用的。

2.3 技术比较

在技术方面，供热技术的好坏与供热系统的经济性、安全性、可靠性以及供热质量都有着密不可分的联系，其中管网的设计对供热系统的安全性、可靠性以及经济性有着重要的影响。

在环状管网系统中，由于其具有明显的环状结构，并且能够实现对热网中各个环路压力和流量的调节，因此能够实现各环路压力和流量的平衡，避免出现局部环路超压、失压现象，并且可以将热网中各个环路之间的压力损失进行有效降低，确保热网能够处于安全稳定运行状态；而在枝状管网系统中，由于其采用了枝状管网结构，且不能够实现对热网中各个环路压力和流量的调节。因此，在供热规划中，需要对环状管网结构进行充分考虑，可以采取以下措施：

（1）在供热规划中，环状管网的设计应该结合各个供热区域的实际情况进行设计，而不能只按照供热区域的大小、供热面积、热用户等进行设计；

（2）在环状管网系统中，应该将热源之间、热源与换热之间的距离以及热网与换热之间的距离进行充分考虑；

（3）在环状管网系统中，应该考虑到管损对供热质量和效益所产生的影响，应该进行分阶段进行设计。在设计中，可以通过选取不同型号的管径以及管长，来确定最大流量和最小流量；

2.4 运营管理比较

从区域供热规划和热负荷预测方面看，由于环状管网的热力循环半径较大，所以热用户的服务半径一般在500米以内，热源到热用户的输送距离较短，在不发生事故的情况下可以做到连续稳定供热。而枝状管网在热网规划时，通常是按照热源到热用户的输送距离进行供热规划的，因此对于一些热源距热用户较远或热网末端供热量较小的区域（如用户少、供热量小等）一般采用枝状管网，而对于一些热用户较多、供热量大的区域（如用户多、供热量大等）一般采用环状管网，所以对于枝状管网的热网规划和热网建设具有很强的灵活性。

从供热系统运营管理方面看，由于环状管网热力循环半径较大，所以在热源和热用户之间必须设置换热站，如果换热站设置的过多，不仅会增加投资，还会增加热网的占地面积；而枝状管网由于热力循环半径较小，所以热源和热用户之间没有换热站的设置，也不存在因热网占地面积大而增加投资的问题。

从热源控制方式上看，由于环状管网热力循环半径较大，所以采用区域锅炉房集中供热的方式，可以通过换热站间的管网连接将热源送来的热输送给热用户，同时可以对换热站进行远程调控及自动调节；而枝状管网则只能通过热力站间的管网连接将热源送来的热输送给用户。

从热网控制方式上看，由于环状管网热力循环半径较大，所以在热网末端必须设置换热站进行补水，同时热用户还必须安装热量计量表，否则无法对热量进行计算；而枝状管网只需要将热负荷信息通过控制系统传给热网调度中心即可对热网的流量、温度进行控制；同时由于枝状管网是环状管网的延伸，所以只需要在每个热力站设置一台阀门调节系统即可。

从节能效果上看，由于环状管网热力循环半径较大，所以在热源和热用户之间必须设置换热站才能实现供热，同时由于各换热站间的管网连接是固定的，所以总的热量损耗较大；而枝状管网不存在热网散热损失问题。

3 结束语

总而言之，供热管网规划设计时，主要需要考虑热源和热用户两个因素，通过对两种管网规划方案的比较，可以使供热管网的投资成本降低，这就是城市供热管网规划的优化设计思路。并且在环状管网的基础上进行枝状管网的优化，可以使供暖的压力更加稳定，并且在满足一定热负荷和压力要求下，进行供热工程投资有所降低，并且提高了城市的供热水平。目前我国正在逐步重视供热事业，希望通过对供热管网规划设计时环状管网和枝状管网的比较分析，使供热规划设计更加科学、合理、先进。希望通过本文对城市供暖方式方面的阐述可以为相关工作者提供参考和借鉴。

参考文献

[1]王鹏飞,吴志湘,岳斌佑.动力分布式二级泵供热系统在环状管网的应用分析[J].绿色科技,2018,(04):185-189.

[2]杨静,黄鸾.供热规划中环状管网和枝状管网的比较[J].区域供热,2013,(05):51-56.

[3]福鹏,张晓松,陈敏.燃气规划中环状管网与枝状管网的比较[J].煤气与热力,2005,(12):39-41.