旁通管定壓方式在集中供熱系統(tǒng)中的應用

金厚明

(太原市熱力公司，山西太原 030001)

1 概述

旁通管定壓的意義是:整個管網(wǎng)系統(tǒng)具有相同的靜水壓線，通過調(diào)整旁通管調(diào)節(jié)閥的開度，來改變管網(wǎng)動水壓線和靜水壓線的相對位置。當動水壓線在上、下限范圍內(nèi)浮動時，應始終處于靜水壓線之上，且必須保證系統(tǒng)不超壓、不汽化、不倒空。

2 旁通管定壓技術的理論研究

2.1 旁通管定壓的原理

對于大型集中供熱系統(tǒng)，為便于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行壓力，可采用在循環(huán)泵進、出口進行旁通管定壓。利用旁通管補水定壓方式，可適當降低系統(tǒng)運行時的動水壓線。同時，通過調(diào)節(jié)旁通管上的兩個閥門m和n的相對開度，使得定壓點壓力與補水、泄水緊密耦合，從而達到控制系統(tǒng)動水壓線升高或降低的目的(旁通管定壓系統(tǒng)見圖1)。

圖1 單熱源旁通管定壓系統(tǒng)

2.2 旁通管定壓的調(diào)節(jié)過程

管網(wǎng)系統(tǒng)動水壓線的升降范圍是:當調(diào)節(jié)閥m處于關閉狀態(tài)而調(diào)節(jié)閥n處于某一開度時，整個網(wǎng)路的動水壓線均在靜水壓線之上，即為動水壓線的最高位置;當調(diào)節(jié)閥m處于某一開度而調(diào)節(jié)閥n處于關閉狀態(tài)時，整個網(wǎng)路的動水壓線均在靜水壓線之下，即為動水壓線的最低位置;當調(diào)節(jié)閥m和n均處于某一開度時，動水壓線處于上、下限范圍之內(nèi)。

在調(diào)節(jié)過程中，通過關小閥門m或開大閥門n，均可使定壓點壓力下降，間接實現(xiàn)補水泵補水，從而達到管網(wǎng)壓力增大、動水壓線上升的目的。但系統(tǒng)壓力必須滿足熱網(wǎng)及戶內(nèi)管網(wǎng)不超壓這個條件，所以補水泵應與動水壓上限(最大值)連鎖;相反，開大閥門m或關小閥門n，均可通過升高定壓點壓力間接實現(xiàn)系統(tǒng)泄水、動水壓線下降的目的。但管網(wǎng)壓力必須滿足系統(tǒng)不汽化及循環(huán)泵進口不汽蝕這兩個條件，即管網(wǎng)不能無限泄水。因此，管網(wǎng)泄水還應與動水壓線的下限(最小值)連鎖，從而起到保護作用。

2.3 調(diào)節(jié)閥的節(jié)流控制原理

調(diào)節(jié)閥又稱為控制閥，是改變系統(tǒng)流量的設備，其工作原理是:根據(jù)控制信號的大小和方向，通過改變閥芯行程來改變閥體阻力特性系數(shù)，從而達到流量改變的目的，具體公式如下:

其中，V，V1，V2分別為平均速度和節(jié)流前后速度，m/s;P1，P2分別為節(jié)流前后壓力，100 kPa;F為節(jié)流孔面積，cm2;ρ為密度，kg/cm3;Q為流量，cm3/s;＆為阻力系數(shù);g為加速度，m/s2。

2.4 補水泵在旁通管定壓系統(tǒng)中的作用分析

補水泵向管網(wǎng)系統(tǒng)補水是實現(xiàn)旁通管定壓的重要環(huán)節(jié)，具體工況分析如下:1)由于管網(wǎng)跑、冒、滴、漏需向系統(tǒng)補水。2)旁通管定壓點壓力決定補水泵的啟停。3)系統(tǒng)因故障停運時，補水泵向管網(wǎng)補水以維持靜水壓線。

3 調(diào)節(jié)閥及旁通管管徑的選擇

3.1 旁通管管徑的選擇

在旁通管定壓系統(tǒng)中，旁通管管徑太小容易發(fā)生管路堵塞;但是旁通管管徑越大，旁通流量就越大，循環(huán)水泵無用功也就越大。因此旁通管管徑宜選DN25。

3.2 調(diào)節(jié)閥的選擇

調(diào)節(jié)閥(也稱控制閥 Control Valve)，閥體與一個或多個執(zhí)行機構(gòu)相連接，內(nèi)部有一個改變流體流率的組件，執(zhí)行機構(gòu)用來響應控制元件傳送來的信號，是一個由動力操作裝置形成的終端原件。因此，在選擇調(diào)節(jié)閥時應充分考慮其品種及閥體結(jié)構(gòu)。

根據(jù)不同的使用要求，調(diào)節(jié)閥有:套筒型調(diào)節(jié)閥、直通單座調(diào)節(jié)等。本論文是針對一次供熱系統(tǒng)的旁通管定壓方式，調(diào)節(jié)閥安裝在與循環(huán)泵進出口并聯(lián)的旁通管道上，主要用于節(jié)流。系統(tǒng)介質(zhì)是設計供回水溫度為130℃/70℃，設計壓力為1.6 MPa的高溫水，所以綜合考慮應選擇直通單座調(diào)節(jié)閥。

4 結(jié)語

旁通管定壓作為一種定壓方式，相比其他定壓方式不同的是:旁通管定壓不僅有定壓作用，也具有調(diào)壓功能，系統(tǒng)動水壓線隨旁通管上調(diào)節(jié)閥開度的變化而變化，因而得到了廣泛的應用。但在實際運行中，管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式會隨著室外氣溫的不同而變化，所以必須根據(jù)實際情況，詳細分析管網(wǎng)系統(tǒng)的運行工況，從而制定出適合系統(tǒng)運行的調(diào)節(jié)控制措施，以保證管網(wǎng)的安全。

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