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摘要：集中供热相比分散式供热的能源利用效率要高，在我国主要有热电联产和区域锅炉房集中供热两种形式，其主要由热源、热力管网和热用户组成，其中用于连接热源和热用户的热力管网在整个热力系统中投资最大，施工也较为繁琐.在热力管网的计算过程中，用于确定管径的比摩阻的选取是一个很重要的问题。
关键词：集中供热;热力管道;比摩阻
引言
集中供热作为一种能源服务，具有显著的经济效益和社会效益。供热系统可以通过优化减少其对环境的负面影响，集中供热系统的年环境影响主要受供热管网的影响。比摩阻在供热管网的设计中有着非常重要的作用，当比摩阻增大时，管道直径和管网的热损失逐渐减小，而水泵会消耗更多电力。相反，比摩阻的减小会导致管道直径和管网的热损失的增大，而水泵所需消耗的电力会减小。因此，热力管道的比摩阻存在一个最优值，此时供热管网对环境的影响会得到最大化降低。
1概述
选取合适的经济比摩阻，有利于控制供热管网使用寿命周期内的成本，比摩阻的取值影响管网的初投资与运行费用.本文针对热水管网的经济比摩阻进行计算分析，以寿命周期内费用年值最小为优化目标，研究了经济比摩阻的确定方法.
2基于环境影响的比摩阻
集中供热不仅能给城市提供稳定、可靠的高品位热源，改善人民生活，而且能节约能源，减少城市污染，有效地利用城市有效空间。所以，集中供热具有显著的经济效益和社会效益。然而，目前的集中供热系统主要以化石燃料为主要燃料，其燃烧的排放物会对环境产生不利影响。2017年，北方城镇供暖的碳排放总量为5.41亿t，因供热所造成的NOx排放总量为42 万t，SO2的排放量为64 万t，粉尘为44 万t。集中供热系统可以通过优化减少其对环境的负面影响。集中供热系统的年环境影响包括热源的年环境影响和管网的年环境影响。当集中供热系统的年供热负荷确定后，即可确定供热系统热源的年环境影响。因此，供热管网的设计主要影响集中供热系统的年环境影响。当设计供热外网时，确定管路各管段的管径和压力损失，是供热外网水力计算最重要的一步。为了确定各管段的管径，必须知道各管段上平均比摩阻的大小。通常情况下，管段的压降值是未知的，这就要求在计算时预先选定一个比摩阻。为了降低集中供热系统对环境的不利影响，选择一个合理的比摩阻值是至关重要的。
3优化方案的提出
对于集中供热管网，当管网的设计热负荷和设计供、回水温度后，即可获得每个管段的设计质量流量。集中供热外网的年总环境影响主要由管道的年环境影响、管网的年热损失环境影响和水泵的年输配环境影响组成。当比摩阻增大时，泵的输配环境影响增加，而管道和热损失的环境影响减少。相反，比摩阻的减小会导致泵的输配环境影响减小，而管道和热损失的环境影响增大。为了更清晰地显示比摩阻的变化对供热管网环境影响的情况存在一个最佳的比摩阻值可以使供热管网的年总环境影响最小。因此，以年总环境影响最小为目标函数，基于管道的年环境影响、管网的年热损失环境影响和水泵的年输配环境影响建立数学模型。最后通过数学求解或者借助计算机数值求解得到基于环境影响的热力管道比摩阻最优值。
4我国供热管网存在的主要问题
4.1水力失调
水力失调主要是管网在运行过程中，由于设计、阻塞等原因造成的运行不平衡现象，如水流变小，供热功能下降。水力失调是管网常见的问题之一。管网供热水力失调的原因中，设计是最关键因素。在设计过程中，管道的直径、流量等设计没有按照规定进行，都会影响管网水流的正常运行，出现水力失调。另外，用户具有差异性，每个用户的数值并非固定的。
4.2热网失水
热网失水属于技术上的问题，一般在管网施工中，没有按照设计标准进行，是出现这一问题的原因。首先，技术精度不够，在管道安装、焊接上存在施工缺陷，这是管道运行后出现漏水的主要原因;其次，制度管理不善，换热站未经供热管网总管理中心的同意，私自进行放水，造成未经检测的供热管网失水，致使漏损系数增大，严重影响供热效率，也为维修带来极大的困难，即使通过二次网的补水流程也很难解决这一问题;最后，管网安全运行及维护，管网运行复杂，需要注意其运行安全，在管理和检查过程中，要随时关注其存在的漏水、老化现象并及时维修。
5供热管网节能改造的相关措施
5.1优化管径设计
通过优化管径设计，可以有效降低水力失调问题的发生概率，从而提高整个系统运行的稳定性。在具体应用过程中，首先，需要对外网的水力情况进行计算，确定最佳的水力参数，通常情况下，可以借助CDG软件对相关参数信息进行计算，在完成数据计算之后，还需要借助人工调整的方式，从而实现管网内部水流动态调整，加强近端用户阻力的作用。其次，结合设计图纸，对于管网节点的具体位置进行标注，可以在各个管道节点上进行编号，同时还需要结合计算结果标注管道的受压载荷情况，为后续管径调整提供科学性的数据参考。最后，做好相应的数据统计工作，结合统计数据对目前管道的回水温度进行科学设计，将该温度作为基准数值，以该标准来完成管网运输过程中的管理工作。
5.2管网系统的平衡设计
通过完成管网系统的平衡设计，可以提高整个系统运行的节能性，提高资源的利用效率。目前供热管网的主要热量来源是煤炭燃烧產生的热量，随着社会经济的快速发展，煤炭的存储量也在快速减少，为了更好地满足供热需求。需要做好相应地平衡设计工作，在具体操作过程中：①考虑到原有供热管网系统中，节流孔板和闸阀的可控性相对较低，对此在平衡设计过程中，需要对节流孔板进行调整，平衡其运行功能，从而有效改善供热官网系统的运行情况;②可以利用平衡阀来取代以往的闸阀或截止阀，相较于原有结构，平衡阀会与智能测压设备进行关联，监督阀门前后的压差情况，根据压差情况进行阀门运行情况的调整，从而提高系统应用的稳定性。需要注意的是，为了确保系统运行的可靠性，需要做好安全管理工作，不允许他人随意调整阀门，提高结构运行的可靠性。
5.3平衡阀阀门开度设计
通过合理调整平衡阀阀门开度，可以稳定整个供热管网运行的稳定性，降低运行失调问题的发生概率。在具体操作过程中，平衡阀的型号选择应满足既定的使用要求，在选择过程中，主要考虑的因素在于阀门直径、通过流量、压差等内容，综合考虑各类因素之后，选择最合适比例的平衡阀阀门。
5.4管网敷设方式改造
通过加强管网敷设方式改造，可以提高管网使用寿命，减少维护成本的经济支出。在具体应用过程中：①在保温材料选择方面，应结合具体应用环境情况来进行选择，如在潮湿环境中，应选择防水性能与保温性较强的材料作为主施工材料，从而降低供热成本;②结合区域实际情况来选择合理的管道敷设方式，并且需要积极引进新型材料，如泡沫保温材料、钢管结构等，从而提升系统运行过程所带来的企业经济效益与基础社会效益。
结语
随着环境污染的日益加剧，基于环境影响确定热力管道的最优比摩阻在供热系统的设计中有着重要的作用。采用最优的比摩阻可使供热管网的年环境影响最小，进而可以减少集中供热系统的年环境影响。
参考文献
[1]卢宽勇.供热管网节能改造及输热能效初探[J].质量与商品，2018（7）.
[2]张八一，苏余昌.低温热水散热器供暖系统经济比摩阻研究[J].山西建筑，2014，40（5）：122-124.
[3]姚莎.基于经济计算的供暖管网优化设计研究[D].陕西：西安理工大学，2009.
关键词：集中供热;热力管道;比摩阻
引言
集中供热作为一种能源服务，具有显著的经济效益和社会效益。供热系统可以通过优化减少其对环境的负面影响，集中供热系统的年环境影响主要受供热管网的影响。比摩阻在供热管网的设计中有着非常重要的作用，当比摩阻增大时，管道直径和管网的热损失逐渐减小，而水泵会消耗更多电力。相反，比摩阻的减小会导致管道直径和管网的热损失的增大，而水泵所需消耗的电力会减小。因此，热力管道的比摩阻存在一个最优值，此时供热管网对环境的影响会得到最大化降低。
1概述
选取合适的经济比摩阻，有利于控制供热管网使用寿命周期内的成本，比摩阻的取值影响管网的初投资与运行费用.本文针对热水管网的经济比摩阻进行计算分析，以寿命周期内费用年值最小为优化目标，研究了经济比摩阻的确定方法.
2基于环境影响的比摩阻
集中供热不仅能给城市提供稳定、可靠的高品位热源，改善人民生活，而且能节约能源，减少城市污染，有效地利用城市有效空间。所以，集中供热具有显著的经济效益和社会效益。然而，目前的集中供热系统主要以化石燃料为主要燃料，其燃烧的排放物会对环境产生不利影响。2017年，北方城镇供暖的碳排放总量为5.41亿t，因供热所造成的NOx排放总量为42 万t，SO2的排放量为64 万t，粉尘为44 万t。集中供热系统可以通过优化减少其对环境的负面影响。集中供热系统的年环境影响包括热源的年环境影响和管网的年环境影响。当集中供热系统的年供热负荷确定后，即可确定供热系统热源的年环境影响。因此，供热管网的设计主要影响集中供热系统的年环境影响。当设计供热外网时，确定管路各管段的管径和压力损失，是供热外网水力计算最重要的一步。为了确定各管段的管径，必须知道各管段上平均比摩阻的大小。通常情况下，管段的压降值是未知的，这就要求在计算时预先选定一个比摩阻。为了降低集中供热系统对环境的不利影响，选择一个合理的比摩阻值是至关重要的。
3优化方案的提出
对于集中供热管网，当管网的设计热负荷和设计供、回水温度后，即可获得每个管段的设计质量流量。集中供热外网的年总环境影响主要由管道的年环境影响、管网的年热损失环境影响和水泵的年输配环境影响组成。当比摩阻增大时，泵的输配环境影响增加，而管道和热损失的环境影响减少。相反，比摩阻的减小会导致泵的输配环境影响减小，而管道和热损失的环境影响增大。为了更清晰地显示比摩阻的变化对供热管网环境影响的情况存在一个最佳的比摩阻值可以使供热管网的年总环境影响最小。因此，以年总环境影响最小为目标函数，基于管道的年环境影响、管网的年热损失环境影响和水泵的年输配环境影响建立数学模型。最后通过数学求解或者借助计算机数值求解得到基于环境影响的热力管道比摩阻最优值。
4我国供热管网存在的主要问题
4.1水力失调
水力失调主要是管网在运行过程中，由于设计、阻塞等原因造成的运行不平衡现象，如水流变小，供热功能下降。水力失调是管网常见的问题之一。管网供热水力失调的原因中，设计是最关键因素。在设计过程中，管道的直径、流量等设计没有按照规定进行，都会影响管网水流的正常运行，出现水力失调。另外，用户具有差异性，每个用户的数值并非固定的。
4.2热网失水
热网失水属于技术上的问题，一般在管网施工中，没有按照设计标准进行，是出现这一问题的原因。首先，技术精度不够，在管道安装、焊接上存在施工缺陷，这是管道运行后出现漏水的主要原因;其次，制度管理不善，换热站未经供热管网总管理中心的同意，私自进行放水，造成未经检测的供热管网失水，致使漏损系数增大，严重影响供热效率，也为维修带来极大的困难，即使通过二次网的补水流程也很难解决这一问题;最后，管网安全运行及维护，管网运行复杂，需要注意其运行安全，在管理和检查过程中，要随时关注其存在的漏水、老化现象并及时维修。
5供热管网节能改造的相关措施
5.1优化管径设计
通过优化管径设计，可以有效降低水力失调问题的发生概率，从而提高整个系统运行的稳定性。在具体应用过程中，首先，需要对外网的水力情况进行计算，确定最佳的水力参数，通常情况下，可以借助CDG软件对相关参数信息进行计算，在完成数据计算之后，还需要借助人工调整的方式，从而实现管网内部水流动态调整，加强近端用户阻力的作用。其次，结合设计图纸，对于管网节点的具体位置进行标注，可以在各个管道节点上进行编号，同时还需要结合计算结果标注管道的受压载荷情况，为后续管径调整提供科学性的数据参考。最后，做好相应的数据统计工作，结合统计数据对目前管道的回水温度进行科学设计，将该温度作为基准数值，以该标准来完成管网运输过程中的管理工作。
5.2管网系统的平衡设计
通过完成管网系统的平衡设计，可以提高整个系统运行的节能性，提高资源的利用效率。目前供热管网的主要热量来源是煤炭燃烧產生的热量，随着社会经济的快速发展，煤炭的存储量也在快速减少，为了更好地满足供热需求。需要做好相应地平衡设计工作，在具体操作过程中：①考虑到原有供热管网系统中，节流孔板和闸阀的可控性相对较低，对此在平衡设计过程中，需要对节流孔板进行调整，平衡其运行功能，从而有效改善供热官网系统的运行情况;②可以利用平衡阀来取代以往的闸阀或截止阀，相较于原有结构，平衡阀会与智能测压设备进行关联，监督阀门前后的压差情况，根据压差情况进行阀门运行情况的调整，从而提高系统应用的稳定性。需要注意的是，为了确保系统运行的可靠性，需要做好安全管理工作，不允许他人随意调整阀门，提高结构运行的可靠性。
5.3平衡阀阀门开度设计
通过合理调整平衡阀阀门开度，可以稳定整个供热管网运行的稳定性，降低运行失调问题的发生概率。在具体操作过程中，平衡阀的型号选择应满足既定的使用要求，在选择过程中，主要考虑的因素在于阀门直径、通过流量、压差等内容，综合考虑各类因素之后，选择最合适比例的平衡阀阀门。
5.4管网敷设方式改造
通过加强管网敷设方式改造，可以提高管网使用寿命，减少维护成本的经济支出。在具体应用过程中：①在保温材料选择方面，应结合具体应用环境情况来进行选择，如在潮湿环境中，应选择防水性能与保温性较强的材料作为主施工材料，从而降低供热成本;②结合区域实际情况来选择合理的管道敷设方式，并且需要积极引进新型材料，如泡沫保温材料、钢管结构等，从而提升系统运行过程所带来的企业经济效益与基础社会效益。
结语
随着环境污染的日益加剧，基于环境影响确定热力管道的最优比摩阻在供热系统的设计中有着重要的作用。采用最优的比摩阻可使供热管网的年环境影响最小，进而可以减少集中供热系统的年环境影响。
参考文献
[1]卢宽勇.供热管网节能改造及输热能效初探[J].质量与商品，2018（7）.
[2]张八一，苏余昌.低温热水散热器供暖系统经济比摩阻研究[J].山西建筑，2014，40（5）：122-124.
[3]姚莎.基于经济计算的供暖管网优化设计研究[D].陕西：西安理工大学，2009.