供熱管網水力平衡調節(jié)的應用分析

王馥堯

摘要：在建筑能耗中，供暖能耗占有很大的比重，供熱管網的不合理運行導致供暖能耗的增加，其中最常見的是供熱管網水力失調問題。本文在詳述水力平衡調試重要性、水力失調原因和水力平衡調節(jié)方法的基礎上，結合實際項目案例，敘述了水力平衡調節(jié)在提高供熱質量和降低成本支出的重要性。

關鍵詞：供熱管網;水力平衡調節(jié);應用

1???? 引言

水力平衡是熱力管網中的一個關鍵，它直接關系到熱力管網的運行性能和供熱效能，所以水力平衡的調節(jié)工作在工程實施中十分重要，一般來說在系統運行前必須調節(jié)完成，才能使人民享受到正常的溫度，但是水力平衡的失調已經成為常事，這就造成了供熱系統的紊亂和人民生活水平的下降。當出現問題時，如果不及時解決就會加大供熱系統的損壞程度，滿足不了人民的正常生活需求，從而降低了集中供熱系統在社會和人民心中的地位。所以本文分析了一些保證熱力管網水力平衡的調節(jié)方法，希望能幫助完善集中供熱系統。

2???? 水力失調的原因

2.1? 供熱管網施工建設未嚴格按照供熱設計方案執(zhí)行

一般情況下，供熱企業(yè)在供熱管網建設前期階段，從供熱面積、供熱管網的材料、設備等各個因素綜合考慮，將各種影響供熱管網水力平衡因素全部納入設計方案衡量因素中，在此基礎上制定符合需求的供熱管網設計。但是，實際施工過程中，部分承建施工單位在材料、設備等各項內容的應用方面，沒有嚴格按照設計選擇，導致二者之間相差較大，最終導致完工后的供熱管網投入使用后，因與設計的不符，因材料、設備等因素的出入，導致出現水力失調的情況。

2.2? 施工質量影響

有一些區(qū)域施工時，受各方面條件限制，無法全面鋪開，在施工條件不利的情況下，強行施工，導致一些管路不符合建設標準，走向不合理、埋設有問題，影響了水力供應效果，供熱管網在實際運行中不能達到水力的平衡。

2.3? 熱力管網損壞、老化

當熱力管網進行長時間的運作后，會受到空氣、空間和環(huán)境的影響，使得熱力管道的使用壽命降低，出現老化、損壞的現象，這是導致水力平衡失調的最根本的原因。如果工作人員沒有進行及時的維修，任由其老化下去，造成長時間的水力平衡失調，就可能導致不可逆轉的結果，如造成房間的供熱性能失靈，必須重新設計安裝新的熱力管網才能解決，造成了資源的浪費。

3???? 供熱管網中的水力平衡常用調節(jié)裝置

目前供熱管網（主要為二次供熱管網）的熱力平衡措施主要有裝設孔板，普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥等，因為平衡閥及自力式平衡閥造價較高，并且也需要一定的人工調節(jié)，所以采用較少，孔板平衡措施由于管網實際安裝與計算工況很難相同，所以會有一定的誤差，在實際使用中有一定的困難。而裝設具有一定調節(jié)能力的截止閥進行管網的水力平衡調節(jié)，由于其成本低，且管網具有可調性，得到了廣泛應用。平衡閥是一次性手動調節(jié)，不能夠自動地隨系統工況變化而變化阻力系數，所以稱靜態(tài)平衡閥。平衡閥作用對象是阻力，能夠起到手動可調孔板的作用來平衡管網系統的阻力，達到各個環(huán)路的阻力平衡的作用。自力式流量控制閥又稱作定流量閥或稱作最大流量限制器。自力式流量控制閥作用對象是流量。從機理上看，在一定的工作差壓范圍內，它可以有效地控制通過的流量。當閥門前后的壓差增大時，通過閥門的自動關小動作，保持流量不增大;反之，當壓差減小時，閥門自動開大，以保持流量恒定。

4???? 供熱管網水力平衡調節(jié)方法

4.1? 溫差法

首先要保證供熱管網系統的熱力穩(wěn)定性?？梢詫⒕W路中的水溫控制在60%以上的某個溫度保持不變，如果熱源的總回水溫度也保持不變，這時候整個系統的熱力就處于穩(wěn)定狀態(tài)。這時候對熱源的供水回水溫度用戶的供回水溫度進行記錄。其次，根據溫度記錄找出熱用戶中供回水溫度差小于熱源總供回水溫度差的對象，然后分析用戶的規(guī)模和溫差程度，合理的確定調節(jié)次序。對于溫差比較大的而且規(guī)模大的熱用戶優(yōu)先進行調節(jié)。第一輪調節(jié)完成后，觀察供熱系統幾小時，如果運行穩(wěn)定，就重新對用戶溫差和熱源總部溫差進行記錄，根據結果進行下一輪的調節(jié)丁作。這種溫差法對于供熱管網水力平衡的調節(jié)使用范圍有一定的限制，因為這種方法需要反復的測量用戶和熱源總部的供回水溫差，而且需要多次的調節(jié)，需要較長的調節(jié)周期，只適用于保溫效果好的供熱網絡。

4.2? 比例法

比例法是工作人員通過兩臺便攜式超聲波流量計，通過步話機進行交流，共同對可以測得流量的閥門進行調節(jié)從而實現水力平衡的調節(jié)工作。這種方法的主要原理就是如果兩條并聯供熱管道中的水流量按照某個比例流動，那么總流量在提高百分之三十的變化范圍內，這兩個管道中的水流量是保持不變的。這種方法需要投入兩臺便攜式超聲波流量計的成本，而且要求兩名工作人員操作水平要高，相互的協調和溝通能力要強，所以在操作中的難度較大，很容易發(fā)生操作失誤的情況。

4.3? CCR法

CCR法是一個系統方法，操作時，需要完成數據、計算和調整，任何一個步驟都決定了調節(jié)的精度。需要對全系統阻力進行科學的分析及計算，通過對全系統的調整，確保流量合理。CCR法需要提前測出管網各段阻力數值，根據阻力值獲取各支路流量閥門開度，按照開度標準，統一進行調節(jié)閥調節(jié)，確保整體開度一致性，確保流量分配的合理性、均衡性，通過這種方式進行調節(jié)，能夠確保調整效果，同時也節(jié)省了時間與費用。

4.4? 合理應用綜合調節(jié)法

綜合調節(jié)法對目前解決供熱管網中的水力平衡調節(jié)問題，比較適合我國國情。綜合調節(jié)法有兩種調節(jié)形式，一種為動態(tài)平衡閥調節(jié)法，另一種為利用簡易快速法與溫度調節(jié)法相結合來進行調節(jié)。供熱管網中使用的動態(tài)平衡法分為自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥作用對象是流量，能夠保持流量恒定，所以使用自力式流量控制閥的關鍵是設定流量的確定，設定流量可根據供熱系統總循環(huán)量和各建筑的熱負荷分別計算出各建筑的相應流量，這種方法簡便易行，適用于定流量系統，不適用于變流量系統。自力式壓差控制閥作用對象是壓差，可以使供回水壓差維持在設定壓差值附近，設定壓差可取設計流量下該分支處的供回水壓差，主要適應變流量系統，調試簡單，但必須準確計算系統壓降。由調節(jié)原理知，并聯支路的任一支路阻力改變必然引起整個供熱管網流量的重新分配，某一支路閥門關小，流量減少時必引起其他支路流量的增大。簡易快速法就利用了這個原理。在進行初調節(jié)前，系統的閥門處于全開狀態(tài)，初調節(jié)應在關小閥門的過程中進行。用上述調節(jié)方法調節(jié)后，在供熱階段可采用溫度調節(jié)法進一步調節(jié)。溫度調節(jié)法的原理步驟如下：由于建筑室內溫度與供回水平均溫度之間存在簡單的對應關系。當供回水平均溫度相同時，室內溫度必然相等。

5???? 結語

現代城市中，建筑的數量和規(guī)模不斷增加，熱用戶的數量也在逐漸擴大，使建筑能耗進一步加大。所以，建筑節(jié)能的實現，需要對供熱管網進行改造和優(yōu)化，對水力平衡進行有效的調節(jié)。提高供熱管網的供熱效率改善水力失衡的問題，減少不必要的資源浪費，從而有效的降低建筑能耗，實現城市集中供熱能夠可持續(xù)性的發(fā)展。

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