單點(diǎn)定壓常壓熱水鍋爐進(jìn)水管設(shè)阻力調(diào)節(jié)閥之必要性實(shí)證

胡燚 王宇

摘要：通過(guò)對(duì)某工程供暖故障排除實(shí)例的定性分析，證明單點(diǎn)定壓常壓熱水鍋爐進(jìn)水管上設(shè)阻力調(diào)節(jié)閥的必要性。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)吸c(diǎn)定壓；常壓熱水鍋爐；調(diào)節(jié)閥；故障；實(shí)例

0 引言

常壓熱水鍋爐由于鍋爐本體的安全性，在小型工程及臨時(shí)建筑的供暖設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用。但如果對(duì)其系統(tǒng)調(diào)節(jié)不力，往往會(huì)造成供暖系統(tǒng)故障。本文通過(guò)某工程實(shí)例，為單點(diǎn)定壓常壓熱水鍋爐阻力調(diào)節(jié)閥設(shè)置的必要性提供佐證。

1 工程概況

工程地點(diǎn)位于大連瓦房店市，為廠區(qū)臨時(shí)建筑群，含5棟單體（其中公寓為最高建筑，供暖系統(tǒng)頂標(biāo)高20m），總建筑面積約1.6萬(wàn)m2。各單體內(nèi)供暖系統(tǒng)均為常規(guī)供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)放氣均位于頂層干管的最高處。供暖外線布置簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖中，0-鍋爐房，1-辦公樓（共4層），2-門(mén)衛(wèi)（共1層），3-公寓（共6層），4-餐廳、宿舍（共2層），5-活動(dòng)室（共1層）供熱管線用單線表示走向。

采用一臺(tái)燃煤常壓熱水鍋爐作為供暖熱源，為單點(diǎn)定壓開(kāi)式供暖系統(tǒng)[1]，鍋爐出力為2.1MW。循環(huán)水泵參照文獻(xiàn)2[2]計(jì)算后選定為：流量80m3/h，揚(yáng)程38m，一用一備（水泵吸入管軸線標(biāo)高0m）。供暖系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2。

圖中 1-常壓熱水鍋爐，2-平衡水箱，3-循環(huán)水泵，4-散熱設(shè)備（公寓），A-阻力調(diào)節(jié)閥，B-啟閉閥，C-靜態(tài)水力調(diào)節(jié)閥，D-蝶閥或閘閥

2 故障現(xiàn)象

現(xiàn)象一：供暖系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，公寓出現(xiàn)頂層（6層）不熱，立管位于5層上部的位置明顯聽(tīng)到水氣撞擊聲，頂層放氣閥手動(dòng)開(kāi)啟時(shí)，無(wú)氣、水排出，頂層散熱設(shè)備亦無(wú)水排出。而公寓5層以下及其余單體卻均能滿足使用要求。

公寓熱力入口處供水管壓力表讀數(shù)為0.18MPa，回水管壓力表已損壞，讀數(shù)為0MPa。

此現(xiàn)象表明，公寓入口處供、回水管壓力均未大于0.2MPa（供暖系統(tǒng)滿水時(shí)的靜水壓力），由于供暖系統(tǒng)為開(kāi)式，除去管路阻力損失，供、回管壓力不足直接導(dǎo)致公寓頂層未充滿水。

現(xiàn)象二：鍋爐房?jī)?nèi)，循環(huán)水泵出口壓力表讀數(shù)為0.28MPa，回水總管啟壓力表讀數(shù)為0.08MPa。

此現(xiàn)象表明，循環(huán)水泵揚(yáng)程約為28m，小于設(shè)計(jì)值，系統(tǒng)處于超流量，欠揚(yáng)程運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)水泵效率不高，再加上系統(tǒng)中夾帶空氣，水泵噪聲及管道振動(dòng)較為嚴(yán)重。

3 原因分析

文獻(xiàn)2中規(guī)定，常壓熱水鍋爐進(jìn)水管上安裝的阻力調(diào)節(jié)閥，宜選用調(diào)節(jié)范圍大的專(zhuān)用阻力調(diào)節(jié)閥，不宜用閘閥、球閥等調(diào)程短的閥門(mén)。

本工程實(shí)際并未安裝此閥門(mén)（圖2中的閥門(mén)A），各熱力入口回水管也未按設(shè)計(jì)安裝水力平衡閥（圖2中閥門(mén)C），而代之以蝶閥，且均未進(jìn)行初調(diào)節(jié)。循環(huán)水通過(guò)系統(tǒng)的自平衡，形成了超流量，欠揚(yáng)程的運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行水壓圖見(jiàn)圖3。

圖4 設(shè)調(diào)節(jié)閥回水節(jié)流后的水壓圖

由圖3可以看出，由于水量按最小阻力原則進(jìn)行自平衡，實(shí)際流量超過(guò)設(shè)計(jì)流量，導(dǎo)致采暖外線的阻力損失較大；系統(tǒng)遠(yuǎn)端供水管及全部回水管壓力小于20mH20，最高建筑采暖系統(tǒng)頂部有可能存在倒空現(xiàn)象。即便先天平衡使得各單體恰好滿足使用要求，此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行也是不可靠、不安全或不經(jīng)濟(jì)的（需要更換大出力循環(huán)水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)）。

若鍋爐進(jìn)水管上安裝阻力調(diào)節(jié)閥后進(jìn)行調(diào)節(jié)，則運(yùn)行水壓圖變?yōu)閳D4。

由圖4可以看出通過(guò)在鍋爐進(jìn)水管設(shè)置阻力調(diào)節(jié)閥，使系統(tǒng)各點(diǎn)壓力均大于靜水壓力，保證了系統(tǒng)的滿水、不倒空運(yùn)行。阻力調(diào)節(jié)閥消除的壓力即為循環(huán)水泵提供的靜水壓力。

4 解決措施

為盡快排除故障，先將自閉閥前的蝶閥關(guān)?。ㄏ喈?dāng)于起到圖2中的閥門(mén)A的作用，但受制于蝶閥的阻力特性，調(diào)節(jié)難度較大），直至循環(huán)水泵出口壓力表讀數(shù)達(dá)到0.38MPa。待公寓頂層充滿水后，再進(jìn)行各單體入口的阻力平衡調(diào)節(jié)。

通過(guò)以上措施，各單體供暖現(xiàn)已滿足使用要求。為避免蝶閥破壞造成供熱故障，后續(xù)應(yīng)在鍋爐進(jìn)水管上增設(shè)阻力調(diào)節(jié)閥，以保無(wú)虞。

5 結(jié)論

常壓熱水鍋爐單點(diǎn)定壓開(kāi)式供暖系統(tǒng)，鍋爐進(jìn)水管上應(yīng)安裝阻力調(diào)節(jié)閥以抵消回水管路的靜水壓力，從而使供暖外網(wǎng)系統(tǒng)各點(diǎn)壓力始終處于靜水壓力之上，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

阻力調(diào)節(jié)閥安裝的必要性暴露了常壓熱水鍋爐的運(yùn)行不節(jié)能的固有弊病，這也是常壓熱水鍋爐不適宜廣泛應(yīng)用的原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]李之光，王昌明，王葉福.常壓熱水鍋爐及其供暖系統(tǒng)[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2009）暖通空調(diào)·動(dòng)力分冊(cè)[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009

作者簡(jiǎn)介：

胡燚，男，1983年4月，哈爾濱工業(yè)大學(xué)供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)與空調(diào)工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)碩士，主任工程師，注冊(cè)暖通工程師，注冊(cè)動(dòng)力工程師，116021 大連市西崗區(qū)民運(yùn)街23號(hào)505室；

王宇，男，1981年11月，大連大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，主任工程師v