随着供热技术的迅速发展和人们生活水平的提高,热力管网已逐渐走进人们的生活。城市集中供暖管网投资大、运行费用高,资金问题已成为供暖事业发展的瓶颈,严重制约了该行业的快速发展。热网作为重要的基础建设,因其规模大、结构复杂、投资大等特点,对其进行深入的研究受到广泛的关注。传统的设计方法主要考虑的技术指标往往偏离经济指标很远,不但浪费了大量的资金,而且会给运行、维护、管理等诸方面带来问题。管网优化技术在工程实践中运用不仅能节省大量的资金,而且还能改善整个管网的水力条件,将产生巨大的经济效益和社会效益。
本文在阅读大量国内外参考文献的基础上,主要针对热网设计中布局的优化和热网设计过程中经济计算问题进行了初步的探讨。
经济比摩阻的计算是热网优化设计的重要内容。在我国,对管网主干管比摩阻的传统取值为：30-70pa／m或.40-80pa／m,但是这一参数的设定对于供暖规模较大的区域比较适合,对于供暖规模较小的区域会造成管网初投资费用的增大,以费用年值最小为目标建立数学模型,求解出不同供热规模、不同供回水温差下的经济比摩阻,并对其影响因素进行分析,为工程优化设计提供参考依据。
经济保温层厚度的确定对热网投资影响很大。管道保温可减少热媒输送过程中的热损失,确立合理的经济保温层厚度,有助于减少工程投资费用。以直埋敷设热网为研究对象,建立了经济保温层厚计算的数学模型,并探讨了不同埋深、不同土壤热导率和不同材料导热系数对保温层厚度的影响,为合理确定经济保温层厚度提供了依据。
在热网布线的过程中,以各个管段所赋权值总和最小为目标,运用图论理论中最小生成树算法中的弗劳德(Floyd)算法,采用MATLAB语言编写通用程序,很好的解决了设计中管网布线的问题。
论文以府谷县老城区集中供暖管网优化设计为例进行验证,实践证明：采用本文的优化设计方法以及所确定的工程参数与常规设计相比,经济效益显著,为工程设计提供一定思路。
