談機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)常見故障及對策

鄭 江 高福春 李悅龍

(1.華北石油管理局北戴河療養(yǎng)院，河北秦皇島 066100;2.中國石油華北油田公司華盛綜合服務(wù)處，河北任丘 062552)

在華北油田礦區(qū)，采暖期從每年的11月15日至下一年的3月15日共4個月，為機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)，各綜合服務(wù)處采暖系統(tǒng)均由高溫循環(huán)系統(tǒng)和低溫循環(huán)系統(tǒng)兩部分組成。高溫循環(huán)系統(tǒng)中，水在中心鍋爐房經(jīng)鍋爐加熱到所需要的溫度，并經(jīng)過循環(huán)水泵加壓使水沿高溫供水管流入到各小區(qū)換熱站，由各換熱站換熱器將熱傳遞給低溫循環(huán)系統(tǒng)水后沿高溫回水管返回鍋爐。低溫循環(huán)系統(tǒng)是在每個小區(qū)設(shè)有換熱站，水經(jīng)過換熱器換得高溫來水的熱量后由循環(huán)泵加壓運送到各用戶，再由回水管返回?fù)Q熱站，這樣，水不斷地在系統(tǒng)中循環(huán)流動，形成一個閉式循環(huán)熱水網(wǎng)，系統(tǒng)在運行過程中消耗的水量由補水泵將經(jīng)水處理裝置處理后的水從回水管補充到系統(tǒng)內(nèi)。熱水采暖系統(tǒng)具有熱能利用率高、輸送時無效熱損失小、散熱設(shè)備不易腐蝕、系統(tǒng)操作方便、運行安全等諸多優(yōu)點，并被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用建筑。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定北方地區(qū)冬季室內(nèi)采暖溫度為16℃ ～24℃［1］，但在實際采暖系統(tǒng)的建設(shè)和運行維護(hù)中，我們遇到了各種原因造成了暖氣不熱的故障，下面談?wù)剻C(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)不熱的常見故障及其排除方法。

1 系統(tǒng)水力平衡失調(diào)造成采暖不熱

機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)循環(huán)泵的壓頭是用來克服系統(tǒng)阻力的，系統(tǒng)水力平衡的好壞是影響采暖效果好壞的關(guān)鍵，系統(tǒng)本身如果存在先天性水力平衡失調(diào)，那么，其運行中就會出現(xiàn)上熱下冷現(xiàn)象。水力平衡失調(diào)常見的有水平失調(diào)和垂直失調(diào)兩種形式。

1)水平失調(diào)主要表現(xiàn)為水平面上距離熱源近端者用戶熱、距離熱源遠(yuǎn)端者用戶不熱。

在華盛小區(qū)，46號～50號樓離換熱站最近，每年采暖期這幾棟樓室內(nèi)溫度都比較高，而1號～6號樓及25號，26號樓距離換熱站最遠(yuǎn)，屬于小區(qū)供熱末端，居民經(jīng)常反映室內(nèi)溫度較低，入戶測試，末端這8棟樓在采暖期室內(nèi)平均溫度不到16℃，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度。經(jīng)現(xiàn)場查看分析，發(fā)現(xiàn)該小區(qū)采暖系統(tǒng)是隨著住宅樓的逐年建設(shè)分步設(shè)計、分步施工的，沒有一個整體統(tǒng)一的規(guī)劃，各住宅樓的采暖支線均在原有采暖主線上接分支，這樣就造成了管網(wǎng)水力平衡的失調(diào)，導(dǎo)致流入距換熱站近端建筑物的水量過多，而流入距換熱站遠(yuǎn)端建筑物的水量過少，雖經(jīng)閥門調(diào)節(jié)，仍達(dá)不到平衡。針對這種情況，物業(yè)服務(wù)單位從換熱站重新架空鋪設(shè)了一根DN150管線專供末端8棟樓，并將其供回水干線系統(tǒng)改用先供后回式，在小區(qū)的每棟樓前供水支線上安裝了平衡閥，便于調(diào)節(jié)流量，并根據(jù)經(jīng)驗，將距離換熱站近的區(qū)域流量調(diào)小，距離遠(yuǎn)的區(qū)域流量調(diào)大，經(jīng)改造后運行，這末端8棟樓室內(nèi)溫度比以前提高了，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)溫度。

造成這種水平失調(diào)的原因主要是在設(shè)計階段，由于熱源近端用戶距離熱源的管路路徑短，其壓力損失小，所需要的熱媒也小，而距離熱源遠(yuǎn)端用戶熱媒所經(jīng)過的管路路程長，壓力損失相對大些，所需熱媒也較大，在設(shè)計時熱負(fù)荷計算完成后，如果進(jìn)行管網(wǎng)布置的流量分配不均衡，就會導(dǎo)致近熱源端熱媒的流量過剩，超出實際所需值，而遠(yuǎn)端用戶熱媒流量相對短缺，小于所需值，從而造成先天性水平失調(diào)。

防止產(chǎn)生此問題的對策:在設(shè)計階段設(shè)計人員要全盤考慮，特別是分期建設(shè)項目主干線設(shè)計時，要認(rèn)真聽取建設(shè)方的建設(shè)規(guī)劃，要將現(xiàn)有建設(shè)與規(guī)劃建設(shè)結(jié)合在一起整體考慮，認(rèn)真進(jìn)行水力平衡計算，合理布置管網(wǎng)，正確選擇各管的管徑，對距熱媒遠(yuǎn)端的用戶管徑適當(dāng)放大，在余壓過大的用戶入口處安裝手動調(diào)節(jié)閥或平衡閥等方便調(diào)節(jié)流量，以此來克服熱網(wǎng)的水平失調(diào)。

2)垂直失調(diào)主要表現(xiàn)為在同一建筑垂直面上出現(xiàn)頂層過熱而底層不熱。

某辦公樓為4層磚混結(jié)構(gòu)，自建成最初幾年的采暖期普遍反映頂層溫度高，而1層溫度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，通過現(xiàn)場查看，該建筑室內(nèi)采暖采用上行下給式單管系統(tǒng)，室內(nèi)散熱片為鑄鐵散熱片，散熱效果應(yīng)該較好，最初懷疑是堵塞問題造成一樓不熱，通過多次疏通和排氣后效果仍不明顯，后來對一樓不熱的房間增加了散熱片，一樓采暖溫度提高了。

以上是上行下給式單管采暖系統(tǒng)，在上行下給式雙管采暖系統(tǒng)中也同樣存在上下層流量分配不均、冷熱不勻的現(xiàn)象。造成這種垂直失調(diào)的原因除了與水平失調(diào)有相同之處外，還有另外兩個設(shè)計方面的原因:a.計算冷風(fēng)滲透耗熱量的時候，由于忽略了建筑物的熱壓作用，導(dǎo)致下層計算出的熱負(fù)荷值比實際負(fù)荷值少，而上層的熱負(fù)荷值比實際值多;b.在散熱器片數(shù)計算時，單一的將房間的熱負(fù)荷全部算作散熱器的熱負(fù)荷，而沒有將室內(nèi)供暖管道及其他附件的散熱量考慮進(jìn)去，這樣，上層的供暖管道和散熱片及其他附件合在一起的散熱量比房間的熱負(fù)荷要大，而當(dāng)熱媒流經(jīng)上層管道及散熱片等散熱后流入下層房間時，由于未考慮室內(nèi)熱媒流經(jīng)管道沿途的溫降，下層散熱片數(shù)量計算少，其表面溫度低于實際需要值，導(dǎo)致上層房間溫度過熱，下層房間溫度不熱。

防止產(chǎn)生垂直失調(diào)問題的對策:設(shè)計時要將上下層的流量均衡分配，要充分考慮建筑物的熱壓作用來進(jìn)行熱負(fù)荷的計算;計算散熱器片數(shù)時，要扣減建筑物內(nèi)熱媒所經(jīng)管道沿途的散熱量，并按水流方向上游舍去、下游進(jìn)位的原則來處理散熱器片數(shù)的取整問題;在室內(nèi)系統(tǒng)每趟立管和散熱器的入口支管上安裝調(diào)節(jié)閥門來進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。

2 管道堵塞造成的采暖不熱

某小區(qū)架空采暖干線施工中，采暖管為DN150鋼管，由于管線較長，當(dāng)天未施工完，施工人員也未及時將敞口處做臨時封堵，夜間該小區(qū)經(jīng)常有野貓出入，第二天便有居民反映在管道泄水管處聽到有貓叫聲，施工人員現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)貓鉆進(jìn)采暖脹力彎高處了，通過將管線割開，敲打管道驅(qū)趕等方法，最終將貓引出，避免了給建成后的采暖系統(tǒng)運行造成堵塞。

上面這種現(xiàn)象只是個例，但大部分堵塞主要是施工原因造成的，由于施工人員不注意，很容易將砂子、石子、廢焊條、金屬管廢屑等落在系統(tǒng)管道內(nèi)。另外，系統(tǒng)經(jīng)過長期運行，金屬管道、管件及閥門等內(nèi)壁也會因腐蝕生銹產(chǎn)生銹渣脫落。這些砂石、廢屑、銹渣等雜物在系統(tǒng)內(nèi)長期積存，特別是在熱媒流向改變處，如三通、彎頭、變徑等地方最容易產(chǎn)生堵塞，使熱媒過流斷面變小或完全堵死，造成系統(tǒng)循環(huán)不暢甚至停止循環(huán)，導(dǎo)致采暖失效。

防止產(chǎn)生此問題的對策:1)施工前加強(qiáng)防范，做好技術(shù)交底工作，要求施工人員具備良好的職業(yè)素質(zhì)和責(zé)任心，在安裝時及時清理管材、配件及設(shè)備內(nèi)壁，要保證無泥砂、鐵屑、銹渣及麻絲等雜物進(jìn)入管道系統(tǒng)內(nèi)，在施工完后要加強(qiáng)檢查，當(dāng)天未施工完的敞口管道要及時做臨時封堵，以防貓、老鼠等小動物鉆入系統(tǒng)管道內(nèi)造成堵塞。在管線上開孔焊接分支管時，盡量將孔開到所需尺寸，避免洞口過小而人為縮小了熱媒的過流截面。施工監(jiān)理人員也應(yīng)該做好關(guān)鍵部位、隱蔽工程的檢查驗收。管道系統(tǒng)在安裝完成后要按規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)清洗，將系統(tǒng)內(nèi)的雜物清理干凈。2)可在每個建筑采暖供水入口處設(shè)計安裝除污器并定期進(jìn)行清洗，這樣可以減少干管內(nèi)雜物進(jìn)入室內(nèi)較細(xì)的支管道內(nèi)，以防發(fā)生堵塞。在華盛小區(qū)每棟樓的供暖干線入口處均安裝了除污器，每年采暖期過后還進(jìn)行了徹底清理，這些樓的堵塞現(xiàn)象也隨之減少。另外，在垂直雙管系統(tǒng)和單管系統(tǒng)的立管上也應(yīng)設(shè)置檢修閥門和泄水裝置，方便維修時拆卸疏通。3)一旦出現(xiàn)這種堵塞故障，可先查找出堵塞點，再在堵塞處將管子斷開，進(jìn)行疏通或更換該管段。一般堵塞點處溫度較其他點低，可用手摸查溫度來判斷，找到堵塞點后，將其兩端帶絲扣部分(如閥門、活接)用管鉗卸開，清理干凈堵塞處雜物或?qū)⒃摴芏胃鼡Q，系統(tǒng)就能正常運行了。

3 積氣或空氣塞造成系統(tǒng)不熱

在采暖維修過程中，維修人員經(jīng)常會遇到某一組散熱器部分熱、部分不熱的現(xiàn)象，如果該組散熱器末端安裝了排氣閥，只要將其打開，發(fā)現(xiàn)最初放出來的是氣體，等氣體放完了，隨后放出來的水就慢慢變熱了;在供暖運行初期，許多用戶報修暖氣不熱，維修人員上門找到集氣罐的放空閥，將里面積存的氣體排出后水也慢慢變熱了。

這種暖氣不熱的現(xiàn)象是因為系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入了空氣縮小了管道水流通的截面積或積氣嚴(yán)重時局部形成氣塞造成了循環(huán)不暢，從而出現(xiàn)局部不熱，影響正常的熱水循環(huán)。

防止產(chǎn)生此問題的對策:

1)設(shè)計方面。a.系統(tǒng)內(nèi)水的流速設(shè)計要滿足氣水同向流動，當(dāng)水流速不小于0.25 m/s時，空氣可以被水帶走，使氣體集中流向集氣裝置并排出，因此設(shè)計人員要以此數(shù)據(jù)作為參考。b.管線設(shè)計時應(yīng)有一定的坡度，規(guī)范規(guī)定:i≥0.002，一般情況下宜采用i=0.003［2］，供水管上坡抬頭走，回水管下坡低頭走，這樣，氣泡能隨水流的方向流動匯聚到系統(tǒng)最高點處，由最高點處的排氣裝置將空氣排除。散熱器支管的坡度應(yīng)為1%，坡向應(yīng)利于排氣和泄水。c.合理設(shè)置排氣裝置。熱水采暖系統(tǒng)中常用的排氣裝置可分為自動排氣和手動排氣兩類。在供水干管最高點安裝自動排氣閥、集氣罐或手動放氣閥，散熱器末端設(shè)置跑風(fēng)等均可以自動或手動將聚集的氣體排出。2)施工方面。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按圖紙設(shè)計施工，不能將管線坡度隨意變小甚至反坡。管道支架間距、數(shù)量應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置，避免支架間距過大導(dǎo)致管線蹋腰積氣。3)運行管理方面。供暖系統(tǒng)檢修完成后在每年的采暖初期送水前，要先打開系統(tǒng)最高點的排氣閥，沖水時先從系統(tǒng)下部開始，逐步向系統(tǒng)上部推進(jìn)，水在注入的同時將空氣擠走并從系統(tǒng)最高點的排氣閥排出，直到整個系統(tǒng)管道充滿水后將之前打開的排氣閥關(guān)閉，從而減少系統(tǒng)積氣的概率。

4 結(jié)語

機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)常見故障很多，有的是單方面原因造成的，有的是多方面原因綜合起來造成的，對于設(shè)計人員和施工人員，應(yīng)從提高自身專業(yè)技能入手，防患于未然，減少采暖故障產(chǎn)生的因素，對于后期運行管理人員，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，科學(xué)管理，從而給人們提供一個安全、健康、舒適的供暖環(huán)境。

［1］ GB/T 18883-2002，室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ 孫利華.熱水采暖系統(tǒng)中空氣的排除［J］.建筑工人，1997(3):22-23.