淺談小區(qū)熱力管道設(shè)計(jì)的水利調(diào)節(jié)

張祖鵬 曲忠冊(cè)

關(guān)鍵字：小區(qū)熱力管道靜態(tài)水力失調(diào)動(dòng)態(tài)水力失調(diào)靜態(tài)水力平衡閥

動(dòng)態(tài)水力平衡閥

在近幾年從事小區(qū)熱力管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深深體會(huì)到，目前國(guó)內(nèi)熱力管道設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展尚不成熟，很多細(xì)節(jié)問(wèn)題規(guī)范、圖集中尚無(wú)統(tǒng)一、明確規(guī)定，因此需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，多與施工隊(duì)交流，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)。另外很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中根本不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，而是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行大體估算，而且在管網(wǎng)布置后也不進(jìn)行水力平衡計(jì)算，這就造成了后期運(yùn)行中存在諸多問(wèn)題，像末端用戶不熱，整體循環(huán)不好等問(wèn)題.

小區(qū)熱力管道設(shè)計(jì)相對(duì)于市政熱力管線設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，介質(zhì)溫度低、壓力低，危險(xiǎn)系數(shù)較低，但是由于用戶多，分支多，管線布置較為復(fù)雜，水力損失較大，因此需要在管線布置后進(jìn)行水利平衡計(jì)算，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的水力調(diào)節(jié)。

熱力管線的水力失調(diào)分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。就靜態(tài)水力失調(diào)來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)在分支閥門(mén)井的回水管上安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備的方式來(lái)加以調(diào)整。下面我們以一個(gè)住宅小區(qū)為例進(jìn)行分析，該小區(qū)有4個(gè)熱力分支，分支1、2、3、4，在設(shè)計(jì)之后未安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備之前，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的末端設(shè)備流量即通過(guò)改造水泵來(lái)滿足流量的計(jì)算結(jié)果如下圖中表1所示，該系統(tǒng)為靜態(tài)失調(diào)的水力系統(tǒng)。

有圖表1可見(jiàn)，設(shè)計(jì)總流量為42t/h,但為了保證最不利環(huán)路達(dá)到設(shè)計(jì)流量，2實(shí)際水泵所需的最小流量54.5t/h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)總流量。

這樣的系統(tǒng)既不節(jié)能，也不舒適，因此必須安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

由表2可見(jiàn)，設(shè)計(jì)總流量為42t/h，系統(tǒng)靜態(tài)平衡后的實(shí)際總流量也是42t/h，且各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，即實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)水力平衡。

為保證熱力系統(tǒng)的最佳運(yùn)行，必須在初調(diào)試時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)水力平衡聯(lián)調(diào)，保證在系統(tǒng)調(diào)試合格后各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，即系統(tǒng)能均

衡的輸送足夠的水量到各個(gè)末端設(shè)備。

就動(dòng)態(tài)水力失調(diào)來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)安裝動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備的方式來(lái)加以調(diào)整。仍以上述小區(qū)為例進(jìn)行分析。假設(shè)分支1有2棟樓：樓棟1，樓棟2，假設(shè)樓棟1要求溫度18℃,樓棟2要求溫度20℃，假設(shè)某一時(shí)刻樓棟1已達(dá)到平衡狀態(tài)18℃，這是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度維持在某一位置以輸出一個(gè)恒定的流量。樓棟2此刻溫度為22℃，這時(shí)測(cè)定溫度和設(shè)定溫度在溫度控制器進(jìn)行比較，輸出信號(hào)將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2關(guān)小以減少分支2的流量，使分支2流量降低，測(cè)量溫度降低，接近設(shè)定溫度；但同時(shí)系統(tǒng)主管間的壓差會(huì)增大，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1流量增大，分支一的溫度會(huì)增大，仍然偏離平衡狀態(tài)。在該入戶井回水管上安裝動(dòng)態(tài)水力平衡閥后，由于該閥的動(dòng)態(tài)平衡作用，使樓棟1.2之間的壓差并不發(fā)生變化，因此樓棟1的流量維持不變，使該區(qū)域仍處于平衡狀態(tài)。樓棟2的調(diào)節(jié)對(duì)已經(jīng)平衡的樓棟1不產(chǎn)生影響，因此他們之間不產(chǎn)生動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

動(dòng)態(tài)水力平衡閥是根據(jù)設(shè)計(jì)流量由廠家在出廠前定制的，現(xiàn)場(chǎng)不需要進(jìn)行任何調(diào)試。

小區(qū)熱力管線在管道布置時(shí)，應(yīng)力求短、直，盡量避免“走彎路”，以減少運(yùn)行過(guò)程中水力損失。在管網(wǎng)布置完成后，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力平衡計(jì)算，工程竣工驗(yàn)收必須進(jìn)行水力平衡檢測(cè)。在進(jìn)行計(jì)算后，可以通過(guò)調(diào)節(jié)管網(wǎng)管徑，局部調(diào)整管網(wǎng)布置，設(shè)置水力平衡閥等方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行水力平衡調(diào)試。在建筑物熱力入口應(yīng)安裝靜態(tài)水力平衡閥，在室內(nèi)供暖系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)時(shí)，不應(yīng)設(shè)自力式流量控制閥，是否設(shè)置自力式壓差控制閥應(yīng)通過(guò)計(jì)算熱力入口的壓差變化幅度確定。靜態(tài)水力平衡閥或自力式控制閥的規(guī)格應(yīng)按熱媒設(shè)計(jì)流量、工作壓力及閥門(mén)允許壓降等參數(shù)經(jīng)計(jì)算確定，其安裝位置應(yīng)保證閥門(mén)前后有足夠的直管段，沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，閥門(mén)前直管段長(zhǎng)度不應(yīng)小于5倍管徑，閥門(mén)后直管段長(zhǎng)度不

應(yīng)小于2倍管徑。

小區(qū)熱力管道設(shè)計(jì)中的水利失調(diào)，是導(dǎo)致小區(qū)供暖效果不佳的重要原因之一，因此我們?cè)谌蘸笤O(shè)計(jì)中一定要加以重視。合理利用水力平衡閥，力求使系統(tǒng)達(dá)到水力平衡。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。