集中供熱系統(tǒng)
暖通南社發(fā)布的課件講了許多有關(guān)中央空調(diào)的知識，就是很少涉及集中供熱，今天我們就來講講，集中供熱。
集中供熱系統(tǒng)的定義
集中供熱是以集中熱源所產(chǎn)生的熱水或蒸汽作為熱媒，通過熱網(wǎng)向一個城鎮(zhèn)或較大區(qū)域的生產(chǎn)、采暖和生活熱用戶供熱的方式。集中供熱具有熱負荷多、熱源規(guī)模大、熱效率高、節(jié)約燃料和勞動力、占地面積少等優(yōu)點。集中供熱系統(tǒng)，可按下列方式分類：
（1）根據(jù)熱媒不同，可分為：熱水供熱系統(tǒng)和蒸汽供熱系統(tǒng)；
（2）根據(jù)供熱管道的不同，可分為：單管制、雙管制和多管制的供熱系統(tǒng)。
（3）根據(jù)熱源不同，主要有熱電廠供熱系統(tǒng)；區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)；利用工業(yè)余熱的供熱系統(tǒng)；以核能、太陽能、地熱能等作為熱源的供熱系統(tǒng)。
集中供熱系統(tǒng)的形式
按熱源形式的不同，可分為以下種類：
(1)區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)
1）區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)，其組成如圖1示。
2）區(qū)域蒸汽鍋爐房供熱系統(tǒng)，其組成如圖2所示。
(2)熱電廠供熱系統(tǒng)熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠，在熱電廠中高溫高壓蒸汽首先在汽輪機中膨脹作功,轉(zhuǎn)化為汽輪機基軸上的機械能,再由發(fā)電機轉(zhuǎn)變化成電能。汽輪機中的乏汽供給熱用戶，然后在用戶處放出汽化潛熱，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送回鍋爐。避免了蒸汽直接進入凝汽器而引起的熱量損失，提高了熱能利用率。
根據(jù)熱電廠供熱汽輪機的不同，可分為背壓式汽輪機和抽汽式汽輪機等。
(3)其它熱源供熱系統(tǒng)除了上述介紹的熱電廠與區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)外，還可以利用工業(yè)余熱、核能和地熱等能源形式作為系統(tǒng)的熱源，以節(jié)約在供熱系統(tǒng)中對一次能源的消耗。
1）工業(yè)余熱
工業(yè)余熱是指工業(yè)生產(chǎn)過程的產(chǎn)品和排放物料所含的熱或設(shè)備的散熱。
2）核能供熱系統(tǒng)
核能是指核裂變產(chǎn)生的能量，以這種能量為熱源的城市集中供熱稱為核能供熱。
3）地熱水供熱
地熱能具有蘊藏量豐富、相比于火力及核能發(fā)電要安全、污染較少、地熱能電站的全年利用率高、節(jié)省礦物燃料等優(yōu)點。
集中供熱系統(tǒng)熱媒種類及參數(shù)的確定
集中供熱系統(tǒng)熱媒主要有熱水和蒸汽兩種，其供熱參數(shù)及運行方式是由熱電廠、熱網(wǎng)、熱用戶的條件、特性和要求所決定的。
（1）供熱介質(zhì)比較：
熱水的主要優(yōu)點：
1）熱水介質(zhì)熱能效率高。
2）調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)室外空氣溫度進行熱水溫度調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能、保證室內(nèi)采暖溫度、滿足衛(wèi)生要求的目的；
3）熱水采暖系統(tǒng)的蓄熱能力高，熱穩(wěn)定性好；
4）輸送距離長。一般可達5～lOkm，甚至達到15～20km；
5）熱損失小。
蒸汽的主要優(yōu)點：
1）可以滿足多種熱用戶的需要，適用面廣；
2）蒸汽介質(zhì)的輸送靠自身壓力，不用循環(huán)泵，不用耗電。輸送凝結(jié)水所耗的電能較供熱管網(wǎng)輸送網(wǎng)路循環(huán)水所耗的電能少得多；
3）蒸汽的密度小，使用和輸送過程中不用考慮靜壓；
4）使用蒸汽介質(zhì)，熱用戶的散熱器或熱交換器中，因溫度和傳熱系數(shù)都比水高，所以散熱設(shè)備的面積可減小，設(shè)備投資費用降低。
(2)供熱介質(zhì)的選擇
對熱電廠供熱系統(tǒng)，可以利用低位熱能的熱用戶（如采暖、通風、熱水供應(yīng)等），應(yīng)首先考慮以熱水作為熱媒。
對于生產(chǎn)工藝的熱用戶，通常以蒸汽作為熱媒。
對民用建筑物，采暖、通風、空調(diào)及生活熱水供熱的城市熱網(wǎng)宜采用熱水作為其供熱介質(zhì)。
對既有生產(chǎn)工藝，又有采暖、通風等熱負荷的城市熱網(wǎng)供熱介質(zhì)的確定原則為：
1）當生產(chǎn)工藝為主要熱負荷，采暖用熱量不大，并且采暖時間又不長時，應(yīng)采用蒸汽作為供熱介質(zhì)；
2）當以水為供熱介質(zhì)能夠滿足生產(chǎn)工藝需要(包括在用戶處轉(zhuǎn)換為蒸汽)，且技術(shù)經(jīng)濟合理時，宜采用熱水作為供熱介質(zhì)；
3）當采暖、通風等熱負荷為主要熱負荷，生產(chǎn)工藝又必須采用蒸汽供熱，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較認為合理時，可采用熱水和蒸汽兩種供熱介質(zhì)。
(3)供熱熱媒參數(shù)的選擇
熱水熱力網(wǎng)最佳設(shè)計供、回水溫度，應(yīng)結(jié)合具體工程條件，考慮熱源、管網(wǎng)、用戶內(nèi)系統(tǒng)等方面的因素，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。當不具備確定最佳供、回水溫度的技術(shù)經(jīng)濟比較條件時，熱水供、回水溫度可按以下原則確定：
1） 以熱電廠為熱源時，設(shè)計供水溫度可取用110～150℃，回水溫度可取70～80℃或更低一些；
2） 以區(qū)域熱水鍋爐房為熱源，當供熱規(guī)模較小時，通常采用的供、回水溫度為95／70℃或80／60℃的水溫；當供熱規(guī)模較大時，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較可采用110／70℃、130／70℃、150／80℃等高溫水作為供熱介質(zhì)。
在熱水供熱系統(tǒng)中，根據(jù)熱網(wǎng)循環(huán)水是否被直接取出，用于生產(chǎn)或熱水供應(yīng)系統(tǒng)，可分為閉式熱水供熱系統(tǒng)和開式熱水供熱系統(tǒng)。
在閉式熱水供熱系統(tǒng)中，作為熱媒的熱網(wǎng)循環(huán)水，沿熱網(wǎng)供水管輸送到各個熱用戶，在熱用戶系統(tǒng)的用熱設(shè)備內(nèi)放出熱量后，沿熱網(wǎng)回水管返回熱源。閉式熱網(wǎng)只供應(yīng)用戶所需熱量，水作為供熱介質(zhì)不被取出，我們可認為系統(tǒng)的流量是不變的，但實際上熱媒通過閥門、水泵軸承、補償器（套筒或膨脹節(jié)）以及其它不嚴密處時，總會向外部泄漏少量循環(huán)水，使系統(tǒng)循環(huán)水流量減少。在正常情況下，系統(tǒng)的泄漏水量一般不超過系統(tǒng)總?cè)菟康?%，泄漏的水靠補水裝置來補充。
閉式雙管（由一條供水管和一條回水管組成）熱水供熱系統(tǒng)是我國目前應(yīng)用最廣泛的一種供熱系統(tǒng)形式。圖3所示為雙管閉式熱水供熱系統(tǒng)示意圖。
（1）直接連接直接連接是用戶系統(tǒng)直接連接于熱水網(wǎng)路上。
1）無混合裝置的直接連接(圖3a)
2）裝水噴射器的直接連接(圖3b)
3）設(shè)混合水泵的直接連接(圖3c)
(2)間接連接間接連接方式是在采暖系統(tǒng)熱用戶入口處設(shè)置表面式水-水換熱器(或在熱力站處設(shè)置擔負該區(qū)采暖熱負荷的表面式水-水換熱器)，用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路被表面式水-水換熱器隔離，形成兩個獨立的系統(tǒng)。用戶與管網(wǎng)水力工況不發(fā)生直接聯(lián)系的連接方式稱為間接連接，如圖3d。
間接連接系統(tǒng)的工作方式是：熱網(wǎng)供水管的熱水進入設(shè)置在建筑物用戶引入口或熱力站的表面式水-水換熱器內(nèi)，采暖系統(tǒng)熱用戶的循環(huán)水也進入表面式水-水換熱器，二者通過換熱器的表面進行熱量交換，冷卻后的熱網(wǎng)回水返回熱網(wǎng)回水管去，被加熱的采暖系統(tǒng)熱用戶的循環(huán)水由熱用戶系統(tǒng)的循環(huán)水泵驅(qū)動循環(huán)流動。
（3）通風系統(tǒng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接
通風系統(tǒng)中加熱空氣的設(shè)備的承壓能力較高，對熱媒參數(shù)也無嚴格限制，因此用戶通風系統(tǒng)與熱水供熱管網(wǎng)的連接，通常采用簡單的直接連接，如圖8-3e所示。
（4）熱水供應(yīng)熱用戶與熱網(wǎng)的連接
1）無儲水箱的連接方式(圖3f)
2）裝設(shè)上部儲水箱的連接方式(圖3g)
3）裝設(shè)容積式換熱器的連接方式(圖3h)
4）裝設(shè)下部儲水箱的連接方式 （圖3i）
蒸汽供熱管網(wǎng)與熱用戶的連接方式有直接連接和間接連接兩大類。蒸汽熱力網(wǎng)的蒸汽管道，可采用單管式（同一蒸汽壓力參數(shù)）、雙管式（兩種蒸汽壓力參數(shù)）或多管式（不同蒸汽壓力參數(shù)），凝結(jié)水可采用回收或不回收的方式進行。
當各用戶之間所需蒸汽參數(shù)相差不大，或季節(jié)性負荷占總負荷比例不大時，一般都采用一根蒸汽管道供汽，這樣最經(jīng)濟，也比較可靠，采用的比較普遍。當用戶間所需蒸汽參數(shù)相差較大，或季節(jié)性負荷較大時，可以采用雙管或多管。
熱用戶與蒸汽網(wǎng)路的連接方式
圖4為蒸汽供熱系統(tǒng)示意圖。鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽進入蒸汽管網(wǎng)，經(jīng)熱用戶放熱后產(chǎn)生凝水，經(jīng)凝結(jié)水管網(wǎng)返回熱源處的總凝結(jié)水箱，經(jīng)鍋爐給水泵加壓進入鍋爐重新加熱變成蒸汽。
圖4a為生產(chǎn)工藝熱用戶與蒸汽網(wǎng)路連接方式示意圖。
圖4b為蒸汽采暖用戶系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路的連接方式示意圖。
圖4c是熱水采暖用戶系統(tǒng)與蒸汽供熱系統(tǒng)采用蒸汽-水換熱器的連接圖。
圖4d是采用蒸汽噴射裝置的直接連接方式。
圖4e是通風系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路系統(tǒng)采用直接連接方式。
熱水供應(yīng)系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路的連接方式，見圖4f、圖4g、圖4h。
蒸汽在用熱設(shè)備內(nèi)放熱凝結(jié)后，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管道返回熱源的管路系統(tǒng)及其設(shè)備組成的整個系統(tǒng)，稱為凝結(jié)水回收系統(tǒng)。按驅(qū)使凝水流動的動力不同，可分為重力回水、余壓回水和機械回水等。
凝結(jié)水依靠自身重力，利用凝水位能差或管線坡度，流回鍋爐房的，稱為重力回水系統(tǒng)；
凝結(jié)水依靠疏水器的剩余壓力返回鍋爐房的，稱為余壓回水系統(tǒng)；
當凝結(jié)水先流入用戶（或凝結(jié)水泵分站）凝結(jié)水箱，再通過水泵加壓返回鍋爐房總凝結(jié)水箱的，稱為加壓回水（或機械回水）系統(tǒng)。
凝結(jié)水回收系統(tǒng)與大氣相通的，為開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)；凝結(jié)水回收系統(tǒng)不與大氣相通的，為閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)。
按凝水的流動方式不同，凝結(jié)水回收系統(tǒng)可分為單相流和兩相流兩大類，單相流又可分為滿管流和非滿管流兩種。滿管流是指凝水靠水泵動力或位能差，充滿整個管道截面，呈有壓流動的流動形式；非滿管流是指凝水并不充滿整個管道斷面，靠管路坡度流動的流動方式。
（1）非滿管流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)(低壓自流式系統(tǒng))
工廠內(nèi)各車間的低壓蒸汽采暖的凝結(jié)水經(jīng)疏水器或不經(jīng)過疏水器，依靠重力，通過坡向凝結(jié)水箱的凝結(jié)水管自流返回凝結(jié)水箱，如圖5所示。
（2）兩相流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)(余壓回水系統(tǒng))工廠內(nèi)各用汽點的高壓蒸汽凝結(jié)水，通過疏水器后直接進入室外凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水器后的背壓將凝水送回開式凝結(jié)水箱，由凝結(jié)水泵將凝水送回管網(wǎng)，如圖6所示。
（3）閉式余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)工廠內(nèi)各用氣點的高壓蒸汽凝結(jié)水，通過疏水器后直接進入室外凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水器后的背壓將凝水送回閉式凝結(jié)水箱；從凝結(jié)水箱分離出來大量的二次汽和漏汽，通過換熱器，加熱鍋爐房的軟化水或上水，用于熱水供應(yīng)或生產(chǎn)工藝用水，如圖7所示。
系統(tǒng)熱源形式與熱媒的選擇
城市供熱有分散和集中供熱兩類。分散供熱有單戶、單棟樓房和單位自供等形式。集中供熱根據(jù)負荷性質(zhì)、數(shù)量、供應(yīng)對象，范圍、地形、地勢和周圍條件等分區(qū)、分片集中實行區(qū)域供熱。
集中供熱由于熱源容量大、熱效率高、單位燃料消耗少、節(jié)約勞動力和占地面積小，因此在城市供熱中，應(yīng)以集中供熱為主。
集中供熱的首要問題是熱源的選擇，包括用熱電聯(lián)產(chǎn)、鍋爐房、地熱、核供熱等多種形式的選擇。
一 熱源的選擇：
熱源是城市供熱的核心。熱源類別和容量的選定取決于用戶性質(zhì)、負荷、供熱介質(zhì)和供熱方式等因素，有條件時，應(yīng)盡量利用地方現(xiàn)有能源，充分挖掘天然資源。目前，普遍采用的熱源是以燃煤為主的火力發(fā)電廠的熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房。但若大量汲取地下水會造成水資源的損失。
1.熱電聯(lián)產(chǎn)
熱電聯(lián)產(chǎn)在國內(nèi)外都是城市供熱采用最多的熱源形式。目前我國供熱機組容量有300MW及以下，形式有背壓機組、抽氣背壓機組、抽氣機組、凝汽機打孔抽氣的供熱機組、凝汽器循環(huán)水供熱機組、大型供熱兩用機組等多種形式。
2.區(qū)域鍋爐房
設(shè)置蒸汽或熱水鍋爐作為熱源。向一個較大區(qū)域供應(yīng)熱能的鍋爐房為區(qū)域鍋爐房。工礦企業(yè)比較多的區(qū)域以蒸汽作熱媒，供應(yīng)生產(chǎn)工藝熱負荷,因此，設(shè)置蒸汽鍋爐作為熱源，是工礦企業(yè)采用最普遍的型式。
沒有生產(chǎn)工藝負荷，只有采暖和生活用水的住宅區(qū)和公共設(shè)施時，可設(shè)置熱水鍋爐作為熱源。
在熱電聯(lián)產(chǎn)為主的城市，為了充分發(fā)揮熱電廠的供熱能力，也應(yīng)考慮以區(qū)域鍋爐房為主的調(diào)峰熱源，實現(xiàn)多熱源聯(lián)合供熱。
3.地熱
地熱不需供應(yīng)燃料，運行費用很低。有條件的地區(qū)，開發(fā)和利用地熱資源作為城市集中供熱的熱源。以一個或多個地熱田所產(chǎn)生出的地熱流為熱源，向工業(yè)及民用建筑供暖被稱為地熱供暖。近年來在東北、華北等城市人口集中區(qū)域，已取得了良好的效果。
4.核供熱
核供熱溫度可達150℃，熱效率達99%，不產(chǎn)生有害物CO、SO2及CO2等，可以凈化環(huán)境。核供熱的初投資高于相同功率的燃煤熱源，但燃料成本及其運行費用低，從哈爾濱核供熱站的初步經(jīng)濟分析知，核供熱的平均成本將比燃煤供熱低約20%。
隨著整體科技進步，核供熱技術(shù)將會更加安全成熟，為緩解我國能源短缺將起到積極的作用。
5.太陽能
太陽能的利用研究工作正在開展，太陽能熱水器、太陽灶已推廣使用，目前我國正在研究和應(yīng)用太陽能暖房，已初見成效。
二、熱媒的選擇：
供熱系統(tǒng)的熱媒以蒸汽和高溫水為主，應(yīng)根據(jù)用戶負荷的性質(zhì)，合理確定熱媒及其參數(shù)。
1.熱媒
對于生產(chǎn)工藝負荷，通常以蒸汽為熱媒。對于僅有供暖和生活熱水供應(yīng)的熱負荷，應(yīng)以熱水為熱媒。
當既有生產(chǎn)工藝熱負荷，也有供暖、通風等熱負荷時，通常以蒸汽為熱媒來滿足生產(chǎn)工藝的需要，但對于供暖系統(tǒng)的熱媒選擇，要根據(jù)各方面情況，通過全面的技術(shù)和經(jīng)濟比較確定，一般選用高溫熱水為熱媒。
在供暖系統(tǒng)中，水作為熱媒與蒸汽相比，具有如下優(yōu)點：
（1）熱水的熱能利用效率高，因沒有凝結(jié)水和蒸汽泄漏以及二次蒸發(fā)損失，熱效率比蒸汽系統(tǒng)高，可節(jié)省燃料。
（2）供暖系統(tǒng)以水作熱媒，可采用質(zhì)調(diào)節(jié)的運行調(diào)節(jié)方法，既節(jié)約熱量又能滿足衛(wèi)生要求。
（3）熱水供熱系統(tǒng)可以遠距離輸送，供熱半徑大，一般控制在20公里范圍內(nèi)，而蒸汽供熱系統(tǒng)的供熱半徑一般控制在8公里內(nèi)。
（4）熱水供熱系統(tǒng)由于水容量大、水的比熱大、蓄熱能力高，供熱工況較穩(wěn)定。
（5）如熱電廠作為熱源，可以充分利用汽輪機低壓蒸汽，提高其經(jīng)濟效益。
在供熱系統(tǒng)中，蒸汽作為熱媒，與熱水相比，具有如下優(yōu)點：
（1）供熱系統(tǒng)以蒸汽作為熱媒，適用范圍廣，可以滿足各種不同性質(zhì)熱用戶的要求。
（2）換熱器以蒸汽作為熱媒，因其熱量高傳熱系數(shù)大，可以減少換熱器的換熱面積。
（3）蒸汽密度小，不受地形高差影響，特別適合于大高差供熱系統(tǒng)，可有效降低管網(wǎng)系統(tǒng)的工作壓力。
（4）蒸汽作為熱媒的供熱系統(tǒng)，其凝結(jié)水量小，回送凝結(jié)水耗電少。
近年來也在研究以高溫熱水為熱媒，利用高溫水能遠距離輸送的特點，在用戶處擴容蒸發(fā)為飽和蒸汽供生產(chǎn)工藝用汽。該項技術(shù)投資較大，必須是用戶有特殊的衛(wèi)生要求，遠離污染源等條件或經(jīng)濟上合理才可選用。
2.熱媒的參數(shù)
熱媒參數(shù)，對于生產(chǎn)工藝熱負荷，要滿足整個用戶生產(chǎn)工藝用汽壓力、溫度、和蒸汽干度的要求；對于供暖負荷，要盡可能提高熱媒參數(shù)，可以降低熱網(wǎng)投資和減少輸送電能消耗。
對于熱電廠作熱源的供熱系統(tǒng)，一方面熱媒參數(shù)的確定涉及熱電廠的經(jīng)濟性。如提高熱網(wǎng)供水溫度，就要相應(yīng)提高抽汽（或背壓排汽）的壓力，增加煤耗、降低汽輪機的凈發(fā)電量（總發(fā)電量減去供熱循環(huán)泵功率）。另一方面，熱水管網(wǎng)采用直埋敷設(shè)時，供水溫度由于受保溫材料限制不宜過高。國內(nèi)熱電廠供熱系統(tǒng)，供水溫度一般控制在110℃~150℃之間，以供水130℃、回水70℃最為普遍。
對于區(qū)域鍋爐房作熱源的供熱系統(tǒng)，采用較高的供水溫度，熱源不存在降低熱能利用率問題。提高供水溫度，加大供回水溫差，可使熱網(wǎng)采用較小的管徑，降低網(wǎng)路輸送循環(huán)水量的電能消耗以及換熱系統(tǒng)設(shè)備投資。但供水溫度過高，對管道及設(shè)備的耐壓要求高，管道保溫材料及敷設(shè)方式也受到一定的限制，運行管理水平也相應(yīng)提高，所以應(yīng)通過綜合經(jīng)濟技術(shù)比較確定。當區(qū)域鍋爐房有可能與熱電管網(wǎng)并網(wǎng)運行時，設(shè)計供回水溫度應(yīng)與熱電廠管網(wǎng)設(shè)計溫度相同。
管網(wǎng)系統(tǒng)形式和敷設(shè)方式的選擇
管網(wǎng)的系統(tǒng)型式、路由和敷設(shè)方式在管網(wǎng)設(shè)計環(huán)節(jié)中有著重要的意義。不僅涉及到供熱系統(tǒng)的初投資和運行費用也影響到供熱的可靠性、后備性，以及管網(wǎng)的使用壽命。
一、管網(wǎng)系統(tǒng)的形式
1.枝狀管網(wǎng)
熱力管道布置成枝狀管網(wǎng)，系統(tǒng)簡單，管道的直徑沿途隨熱負荷的減少而減小，管道金屬耗量少，管網(wǎng)造價低、運行管理方便。但是供熱的后備性差，即當管道某處發(fā)生故障，在損壞地點以后的所有用戶供熱負荷中斷，甚至造成整個系統(tǒng)停止供熱?？紤]到建筑物具有一定的蓄熱能力，對于較小的管徑，排除熱網(wǎng)故障所用的時間短，短時停熱建筑物室溫不致大幅度降低。因此，枝狀管網(wǎng)是中小型供熱系統(tǒng)最普遍采用的管網(wǎng)形式。
2.環(huán)狀管網(wǎng)
環(huán)狀管網(wǎng)實際上指輸配管網(wǎng)成環(huán)狀。從熱源到輸配管網(wǎng)，從輸配管網(wǎng)到熱用戶或二級。
換熱站的管網(wǎng)仍布置成枝狀。環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)點是具備很高的供熱后備能力。當輸配干線某處出現(xiàn)事故時，可以切除故障段后，通過環(huán)狀管網(wǎng)由另一方向供熱。加之多熱源及其多條輸配干線通向環(huán)狀管網(wǎng)，因而極大的提高了供熱的可靠性，在多熱源聯(lián)合供熱的大型集中供熱系統(tǒng)中，確保不會發(fā)生大面積停熱。
環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)相比，初投資高、運行管理復(fù)雜，熱源和管網(wǎng)應(yīng)有較高的自動控制設(shè)施。
3.枝狀干線連通對于大型的單熱源長輸熱水供熱系統(tǒng)，自熱源向同一方向引出的干線之間宜設(shè)連通管線。連通管線應(yīng)結(jié)合分段閥門設(shè)置。連通管線可作為輸配干線使用，用來提高供熱的可靠性。
4.單管制和多管制
1）蒸汽熱力網(wǎng)的蒸汽管道，宜首先采用單管制。根據(jù)具體情況，也可采用雙管或多管制：
2）對于大型的單熱源長輸熱水供熱系統(tǒng)，有條件時，也可采用雙供水、單回水的三管制輸送干線來提高供熱的可靠性。
5.凝結(jié)水系統(tǒng)
蒸汽供熱系統(tǒng)應(yīng)采用間接換熱系統(tǒng)。當被加熱介質(zhì)泄漏不會產(chǎn)生危害時，其凝結(jié)水應(yīng)全部回收并設(shè)置凝結(jié)水管道。當蒸汽供熱系統(tǒng)的凝結(jié)水回收率較低時，是否設(shè)置凝結(jié)水管道，應(yīng)根據(jù)用戶凝結(jié)水量、凝結(jié)水管網(wǎng)投資等因素進行技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。對不能回收的凝結(jié)水，應(yīng)充分利用其熱能和水資源。
當凝結(jié)水回收時，用戶熱力站應(yīng)設(shè)閉式凝結(jié)水箱，當凝結(jié)水管采用無內(nèi)防腐的鋼管時，應(yīng)采取措施保證任何時候凝水管都充滿凝結(jié)水。
6.開式熱力網(wǎng)
當熱力網(wǎng)滿足下列條件，且技術(shù)經(jīng)濟合理時，可采用開式熱力網(wǎng)。
（1）具有水處理費用較低的豐富的補給水資源。
（2）具有與生活熱水熱負荷相適應(yīng)的廉價低位能熱源。
（3）開式熱水熱力網(wǎng)在生活熱水熱負荷足夠大且技術(shù)經(jīng)濟合理時，可不設(shè)回水管。
二、敷設(shè)方式的選擇
熱力管道的敷設(shè)方式分為：地上架空敷設(shè)和地下敷設(shè)。地下敷設(shè)又可分為：地溝敷設(shè)和無溝敷設(shè)即直埋敷設(shè)。地溝敷設(shè)又包括通行地溝、半通行地溝、不通行地溝。
熱水熱力網(wǎng)管道地下敷設(shè)時，應(yīng)優(yōu)先采用直埋敷設(shè)。直埋敷設(shè)技術(shù)經(jīng)濟不合理時才用地溝敷設(shè)。穿越不允許開挖檢修的地段時，應(yīng)采用通行地溝敷設(shè)，有條件時地溝橫截面積要考慮一定的富裕量。當采用通行地溝困難時，可采用半通行地溝敷設(shè)。一些環(huán)境允許開挖的地段應(yīng)優(yōu)先采用不通行地溝。
管網(wǎng)初調(diào)節(jié)和運行調(diào)節(jié)方式的選擇
一、供熱管網(wǎng)初調(diào)節(jié)
管網(wǎng)初調(diào)節(jié)前首先要對管網(wǎng)系統(tǒng)及其閥門配置有一個全面的了解。如單熱源還是多熱源；枝狀管網(wǎng)還是環(huán)狀管網(wǎng)；循環(huán)泵的特性曲線、流量、揚程等相對于管網(wǎng)及用戶的大小；管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥類型、調(diào)節(jié)閥的安裝位置，調(diào)節(jié)閥的特性系數(shù)和開度有無對應(yīng)關(guān)系；管網(wǎng)各管段以及用戶系統(tǒng)內(nèi)部的阻抗獲得途徑，通過計算還是需要實測等。其次擁有的初調(diào)節(jié)設(shè)備及儀器如實測流量可以采用超聲波流量計，實測壓力需要有壓力表，實測溫度可以通過溫度計或紅外線測溫儀等。第三，調(diào)節(jié)技術(shù)人員的編程能力等。
1.比例調(diào)節(jié)法
對于循環(huán)泵流量相對于設(shè)計流量偏少或比較簡單的系統(tǒng)，應(yīng)首選比例調(diào)節(jié)的方法。通過比例調(diào)節(jié)后，實現(xiàn)均勻供熱。比例調(diào)節(jié)可以在冷態(tài)下進行，也可以在熱態(tài)下進行。
比例調(diào)節(jié)方法要求管網(wǎng)各用戶入口、各分支點、以及每條干線都要安裝調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥可以是平衡閥或普通調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)前必須對所有調(diào)節(jié)閥進行兩次以上的流量測量并計算其水力失調(diào)度。調(diào)節(jié)過程中，由于被調(diào)用戶（或支線）的調(diào)節(jié)又影響到末端用戶（支線），所以末端必須保持適時監(jiān)控和運算。
2.補償調(diào)節(jié)法
對于循環(huán)泵流量相對設(shè)計流量偏大或系統(tǒng)較大，采用比例調(diào)節(jié)方法，測量、計算工作量過多的供熱系統(tǒng)，選用補償調(diào)節(jié)方法較好。補償調(diào)節(jié)方法要求三組調(diào)試人員、兩組智能儀表。補償調(diào)節(jié)法要求系統(tǒng)配置的調(diào)節(jié)閥門具備開度指示功能，具備按照通過的流量和閥門壓降計算確定開度值的條件。
補償法除最末端用戶外，每個熱用戶的調(diào)節(jié)閥只測量一次，節(jié)省人力；調(diào)節(jié)閥是在允許的最小壓降下調(diào)節(jié)的，因而和比例調(diào)節(jié)法相比降低了供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚程，從而節(jié)省循環(huán)泵的運行功率。
3.回水溫度調(diào)節(jié)法
當管網(wǎng)配置、調(diào)節(jié)儀表、或技術(shù)人員等不具備條件，不能采用上述任一調(diào)節(jié)方法時，回水溫度調(diào)節(jié)法就是唯一可以采用的初調(diào)節(jié)方法。該調(diào)節(jié)方法只需要一臺紅外線測溫儀。在調(diào)節(jié)過程中，如果能結(jié)合比例調(diào)節(jié)法的原理，會適當提高調(diào)節(jié)速度。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整，該方法同樣能夠達到理想的調(diào)節(jié)效果。
4.初調(diào)節(jié)應(yīng)注意的問題。
1）系統(tǒng)最大調(diào)節(jié)流量確定
2）幾種特殊情況的調(diào)整
二、供熱管網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)
1.集中質(zhì)調(diào)節(jié)：以供熱量和用戶在某室外溫度下的熱負荷相平衡為目的一種調(diào)節(jié)方式。只需在熱源處改變網(wǎng)路的供水溫度，管理簡單，操作方便。網(wǎng)路循環(huán)水量保持不變，網(wǎng)路的水力工況比較穩(wěn)定，不會因為調(diào)節(jié)導(dǎo)致用戶水力失調(diào)。集中質(zhì)調(diào)節(jié)適用于直聯(lián)網(wǎng)，是目前應(yīng)用最多的一種調(diào)節(jié)方法。但由于在整個供暖期中，網(wǎng)路循環(huán)水量保持不變，所以調(diào)節(jié)過程不節(jié)省輸送電能。
2.分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)需要在供暖期中按室外溫度高低分為幾個階段。在室外溫度較低的階段中保持較大的流量，而在室外溫度較高的階段中保持較小的流量，在每一階段內(nèi)管網(wǎng)的循環(huán)水量保持不變，供暖調(diào)節(jié)采用改變管網(wǎng)供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)。
3.量調(diào)節(jié)。
量調(diào)節(jié)方法以調(diào)節(jié)供熱量和節(jié)電為出發(fā)點的一種調(diào)節(jié)方式。量調(diào)節(jié)按照流量的變化規(guī)律分為：固定供水溫度的量調(diào)節(jié)和固定供回水溫差的量調(diào)節(jié)，以及流量按指數(shù)變化規(guī)律的量調(diào)節(jié)和分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。
目前該方法流量變化規(guī)律采用等于熱負荷的變化規(guī)律，和固定供水溫度的量調(diào)節(jié)相比控制難度較大，但是不需要換熱器面積的輔助調(diào)節(jié)。
4.間歇調(diào)節(jié)。
間歇調(diào)節(jié)一般在室外溫度較高的初寒期和末寒期采用，作為一種輔助的調(diào)節(jié)措施，用于小型的直聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)較普遍。
調(diào)節(jié)方法與閥門配置
當系統(tǒng)配置自力式流量控制閥時，熱源調(diào)節(jié)不能采用變流量調(diào)節(jié)，那樣會因近端用戶自力式流量調(diào)節(jié)閥的動作，出現(xiàn)近熱遠冷的水平失調(diào)。
當系統(tǒng)配置自力式壓差控制閥時，熱源同樣不能采用變流量調(diào)節(jié)。當主動量調(diào)流量小于用戶的流量時，同樣會引起系統(tǒng)的水平失調(diào)。
另外，在選用集中調(diào)節(jié)的方法時，一定要因時、因地制宜，根據(jù)每個供暖系統(tǒng)的實際情況，管網(wǎng)閥門配置和自動控制系統(tǒng)的配置、運行管理水平等靈活選用。在實際應(yīng)用中，一個采暖期有時需要幾種方法結(jié)合起來使用。
供熱系統(tǒng)定壓方式的選擇
熱水供熱系統(tǒng)常見的定壓方式有多種，如：膨脹水箱定壓、補水泵定壓、氣體定壓罐定壓、蒸汽定壓等。供熱系統(tǒng)定壓方式的選擇應(yīng)考慮下列因素：定壓點的位置、系統(tǒng)壓力允許波動范圍、突然停電的危害程度、初投資和運行費用、系統(tǒng)規(guī)模的大小、熱媒溫度等因素。
a、膨脹水箱定壓
b、補水泵定壓
c、氣體定壓罐定壓
d、蒸汽定壓
e、用一次網(wǎng)回水給二次網(wǎng)定壓補水
換熱器、水泵的選擇
換熱站以蒸汽、高溫熱水為熱源，利用各種類型的換熱器，進行間接換熱或直接加熱，經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)水泵將熱水供給熱網(wǎng)系統(tǒng)各用戶。所以，換熱站的設(shè)計必須遵循國家能源政策，遵守有關(guān)規(guī)范和安全規(guī)程，合理推行熱能綜合利用，保護環(huán)境，選用成熟可靠、技術(shù)先進的換熱設(shè)備。
一、換熱器的選擇
（一）換熱器的類型
換熱器一般可分為間壁式換熱器和直接混合式換熱器。間壁式換熱器在供熱系統(tǒng)中，因高低溫兩種熱媒互不摻混，一、二級網(wǎng)具有不同的壓力而運行管理方便，可靠性好，技術(shù)經(jīng)濟性高等優(yōu)點而被城市集中供熱普遍采用。
間壁式換熱器根據(jù)換熱面形狀可分為螺旋管殼式換熱器、等截面不等截面板式換熱器 、浮動盤管換熱器、容積式換熱器等。
1.管殼式換熱器：
優(yōu)點：耐溫耐壓能力強、結(jié)構(gòu)簡單，造價低，流通截面寬，易清洗。
缺點：傳熱系數(shù)低，占地面積較大。
2.板殼式換熱器：
優(yōu)點：耐溫耐壓能力強、易于大型化、傳熱系數(shù)大，換熱面積大、結(jié)構(gòu)緊湊。
缺點：不能拆卸清洗。
3.容積式換熱器：
優(yōu)點：易清垢，有清水功能能用于有熱水負荷的要求。
缺點：傳熱系數(shù)更低，占地面積大。
4.板式換熱器：
優(yōu)點：傳熱系數(shù)很高，結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)性大，拆洗方便，省管材。
缺點：易堵塞，對水質(zhì)要求高。
5.螺旋板式換熱器：
優(yōu)點：傳熱系數(shù)較高，流通截面較寬，不易堵塞。
缺點：不能拆卸清洗。
（二）換熱器的選擇原則：
1.換熱器的容量和臺數(shù)應(yīng)根據(jù)熱負荷調(diào)節(jié)并按照最不利工況進行選擇，一般不設(shè)備用。但一臺換熱器停用時，其余的應(yīng)滿足60~75%熱負荷的需要。通常供熱面積在5萬平米以下選擇一臺，10萬平米以下2臺，15萬平米以下3臺。20萬平米以上3~4臺。
2.換熱器應(yīng)滿足熱媒（一、二次）的工作壓力、溫度等參數(shù)的要求，以保證熱網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的運行。
3.當采用板式換熱器時，單臺的板片數(shù)不宜太多或太少；從造價和維修的角度看，控制在50-100片較宜；考慮到橡膠墊片的耐溫性，板式換熱器的介質(zhì)溫度不宜高于180℃。
4.單臺換熱器應(yīng)綜合考慮傳熱系數(shù)和流動阻力。
（三）換熱器傳熱系數(shù)推薦值概略范圍
（1）管殼式換熱器的傳熱系數(shù)K的一些概略數(shù)值，可按表16-6查得。
（2）螺旋板式換熱器傳熱系數(shù)K推薦概略值：
汽水換熱器（逆流） K=1510~1750 W/(m2·K)
水水換熱器（逆流） K=2100~2330 W/(m2·K)
（3）板式換熱器傳熱系數(shù)K推薦概略值
水水換熱器（逆流） K=3490~6000 W/(m2·K)
二、循環(huán)泵的選擇
循環(huán)水泵在供熱系統(tǒng)中所占比例，無論是容量還是設(shè)備數(shù)量都是很大的，運行中的問題也比較多。因此，正確選擇、合理使用和管理，對于確保正常供熱和提高經(jīng)濟效益是十分重要的。選擇的原則是：設(shè)備在系統(tǒng)中能夠安全、高效、經(jīng)濟地運行。選擇的內(nèi)容主要是確定它的型式、臺數(shù)、規(guī)格、轉(zhuǎn)速以及與之配套的電動機功率。
三、補水泵選擇
1.閉式熱力網(wǎng)補水泵的流量不應(yīng)小于系統(tǒng)循環(huán)流量的2%；事故補水量不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的4%。
2.開式熱力網(wǎng)補水量，不應(yīng)小于生活熱水最大設(shè)計流量和供熱系統(tǒng)泄漏 流量之和。
3.補水泵揚程的選擇計算與補水點和定壓點（壓力控制點）的相對位置有關(guān)。
4.閉式熱力網(wǎng)補水泵不應(yīng)少于兩臺，一般選擇兩臺。
5.對于大型集中供熱一級網(wǎng)系統(tǒng)，補水泵應(yīng)考慮熱源突然停止加熱的事故補水量。
高低層建筑共建小區(qū)供熱方案選擇
在高低層建筑混合小區(qū)，供熱系統(tǒng)可以有多種選擇方案。但是對于特定的供熱對象總存在一個最優(yōu)的方案，便于實施，節(jié)省初投資和運行費用。
1.在低區(qū)供熱系統(tǒng)有個別高層建筑需要供暖時，高層建筑室內(nèi)采暖系統(tǒng) 宜設(shè)計成雙水箱系統(tǒng)或其他雙水箱變異式系統(tǒng)。此時在用戶引入口，通過供水加壓泵進行輔助供熱是最好的選擇。
2.在低區(qū)供熱系統(tǒng)有個別高層建筑需要供暖時，高層采暖為非雙水箱系統(tǒng)時，用戶引入口宜采用供水加壓、回水減壓且在高區(qū)加壓泵停電時，能夠切斷高低區(qū)系統(tǒng)的連接方式最省。
3.當?shù)蛯咏ㄖ膳到y(tǒng)的散熱設(shè)備能夠承受和高層建筑相同的靜水壓力時，熱源采用旁通管定壓系統(tǒng)最優(yōu)。
4.當高、低層建筑都有一定的規(guī)模，高低層建筑供暖熱媒溫度相同時，可以在熱源內(nèi)分水器后對高區(qū)加壓，集水器前對高區(qū)回水減壓的四管制分別高低區(qū)進行供熱。
5.當高低區(qū)建筑都有一定的規(guī)模，高低區(qū)采暖系統(tǒng)熱媒溫度不同時，可以采用獨立設(shè)置熱源，四管制供熱的方式。
地暖、散熱器用戶共建小區(qū)供熱方案選擇
同一建筑小區(qū)既有散熱器供暖系統(tǒng)又有地板輻射供暖系統(tǒng)的情況也越來越多，這就對小區(qū)熱力站的設(shè)計提出了更高的要求。目前這種混合小區(qū)的供熱系統(tǒng)有三種設(shè)計方法。
1、對于散熱器用戶為主要用戶，有少量地暖用戶的供暖小區(qū)，熱源及管網(wǎng)按照散熱器用戶設(shè)計，地暖用戶采用散熱器用戶的回水供給；當散熱器用戶回水不能滿足要求時，在地暖用戶入口采用水-水噴射泵；當水-水噴射泵不能滿足使用要求時，采用混水泵的連接方法。
2、當散熱器用戶為主，有一定量的地暖用戶的供熱小區(qū)，在站內(nèi)設(shè)置一組換熱器和集中設(shè)置混水泵四管制分別供給兩種用戶。
3、當?shù)嘏脩艉蜕崞饔脩粝喈?，站?nèi)設(shè)置兩套獨立的供熱系統(tǒng)、四管制分別供給各種用戶。
