供熱管網水力平衡失調問題探討

高　巍　蔣興旺

摘要:本文針對供熱管網水力平衡失調問題進行詳細的分析,進而提出實現供熱管網水力平衡,解決失調問題的措施以減少因熱網水利失調所造成的經濟損失, 對提高供熱的效果、降低成本支出和提高供熱質量都將會起到非常重要的作用。

關鍵詞:供熱管網;水力工況;水力平衡;失調

隨著市場經濟的發展,人們商品意識的增強,用熱居民對供熱質量的要求也越來越高,供熱質量不達標是供熱上訪的主要因素。目前,供熱管網建成后,在實際運行中,往往存在水力失調問題,針對這一問題,我們發現有些供熱單位在供熱設施、設備檢修過程中下了很多工夫,更新改造了鍋爐及附屬設備,但是供熱效果不理想。關鍵問題在于對鍋爐房設備進行改造的同時,忽視了對供熱系統及管網的初調節,熱力工況的水平失調,導致供熱系統冷熱不均,出現質量不達標現象。所謂“初調節”就是為了使供熱管網系統的實際運行與理論設計一致,而對系統閥門的開度進行定量調節的一種方法。

1 熱力工況的水平失調主要表現

供熱系統各熱用戶室溫的不均勻性即熱力工況的水平失調。近端熱用戶水流量是設計流量的2倍～3倍,遠端熱用戶水流量是設計流量的0.2倍～0.3倍。中端水流量大體接近設計流量。近端熱用戶平均室溫在20℃左右,遠端熱用戶平均室溫在10℃左右。

2 熱力工況的水平失調原因分析

2.1 工程設計人員在進行供熱工程設計時,已經進行了精確的管網水力平衡計算,選定了適當合理的管徑,但是由于施工人員在實際施工中沒有嚴格按照設計圖紙要求和施工規范進行安裝施工,造成實際施工情況和理論設計之間出現較大偏差。這些人為因素都將造成水力工況的不平衡。

2.2 設計人員設計時存在設計不合理的問題。工程設計是根據水力學理論進行計算而選取相應的數據,而實際管材的數值與標準是有差別的。設計圖紙中采取的管網管徑普遍偏大,造成管網建成后近端用戶和遠端用戶的水力不平衡問題非常突出,近端用戶供熱系統水流量遠大于設計流量,遠端用戶供熱系統水流量遠小于設計流量已必須通過管網的初調節才能使近端用戶和遠端用戶趨于平衡。

2.3 供熱管網長期運行中有部分管網附件(閥門)會出現磨損,甚至失靈,供熱管網的銹蝕、結垢嚴重,使管網阻力系數增大,破壞管網原有平衡,供熱管網的“跑冒滴漏”也同樣會造成水力工況的失調。

2.4 在供熱系統維修、改造時,忽視系統的設計工況,隨意改變管道的敷設線路、管徑,改變系統的連接方式,隨意加設管道閥門,以普通閘閥代替調節閥。

2.5 在進行供熱并網工程時,對新并入的供熱小區只采取簡單的管網連接,沒有根據并網后的熱負荷分布情況,重新做好整個供熱系統的設計,導致供熱系統管網水力失調。

2.6 個別熱用戶偷竊系統供熱用水、擅自改動室內管線布置、擅自對室內的散熱器加片等情況。這些都將增大管網的阻力系數,加大管路實際流量與理論設計流量的偏差,對供熱管網的水力工況產生很大影響。

以上幾方面的問題已成為水力失調的主要原因。我們亟需改變這種現狀,使供熱系統的運行趨于正常,減小各個熱用戶室溫的差值。做好管網的水力平衡,一方面,有利于熱能的合理配置,節約熱能;另一方面,供熱效果達到設計目的,滿足供熱質量要求。為了實現供熱管網水力平衡,解決失調問題,在施工和運行管理上應采取相應措施。

3 實現供熱管網水力平衡、解決失調問題的措施

3.1 加大施工監督管理力度,實行工程質量終身責任制,加強對施工過程的監督管理,嚴格按設計圖紙施工,對需變更設計的一定要經設計人員確認后,方可按照設計變更單的要求更改。

3.2 對供熱管網中存在損壞、失靈的附件要及時維修或更新,確保系統位水力平衡。供熱管網實行定期檢查、專人負責,尤其對有突出問題的營同要重點巡查,發現“冒滴漏”立即搶修,保證設施的完好性。

3.3 加大供熱執法監察力度。嚴格按照國家相關法規和條例的規定,對私自更改管路及增加散熱設施的熱用戶,進行嚴歷的處罰,恢復供熱系統原始形式和散熱器設置數量,切實有效的杜絕人為造成的系統管網失調。

3.4 在鍋爐房并網工程中,要根據并網后的熱負荷新的分布情況,進行管網的水力平衡校核計算,重新設計調整,使管網達到新的平衡。其次要采取一定的技術措施,依靠科學方法,有效的進行管網的初調節,消除管網的水力不平衡。初調節的方法有如下十種:阻力系數法、預定計劃法、比例法、補償法、計算法、模擬分析法、模擬阻力法(CCR法)、溫度調節法、自力式調節法和簡易快速法。其中阻力系數法,是反復測試系統各熱用戶的流量和供回水壓力差,根據 ΔP=SQ2(ΔP一系統水壓損失,S一阻力系數,Q一系統水流量),進而計算出相應的阻力系數,直到用戶的實測阻力系數與設計值為止。各熱用戶流量的測量一般采用超聲波流量計。溫度調節法是利用用戶室溫與系統供回水溫度具有特定關系的原理進行的。當用戶室溫一定時,不管系統循環流量大小,室外溫度所對應的系統供回水平均溫度始終不變。同樣,當近似看作各用戶供水溫度相同時,則用戶室溫對應的回水溫度也相同。溫度調節法,就是依據上述原理或調回水溫度或調供回水平均溫度。該方法由于系統的滯后性,實際也不易操作,多用于計算機自動控制。

我們提倡簡單快速法初調節的方法,如在終端設置自力式流量平衡閥或其它有效措施。 從大量的調查實踐中注意到:對于供熱面積在10萬m2左右的供熱系統中,調節過程中的過渡流量一般在其理想流量的20%的范圍內變動,當開大某一用戶的調節閥時,其它用戶流量減小,當關小某一用戶的調節閥時,其它用戶流量呈增大趨勢。因此調節閥在調節時皆采用開大閥門的操作手段,為了使各熱用戶最終調為理想流量,先調用戶其過渡流量必須大于理想流量,愈先調的用戶,其偏差值愈大。當用戶調節閥為關小趨勢時,已調用戶流量應小于理想值。調節時采用“由遠及近”的原則。

4 結論

供熱管網的初調節是一種經濟有效且簡單易行的一種調節方法。它是系統正常運行不可缺少的一個重要組成部分。它對系統正常運行起著至關重要的作用,我們應大力提高對初調節的重要性的認識。同時要積積采用這種方法,盡最大力量減少熱網不平衡率,使我們的供熱管網的水利工況趨于合理,減少因熱網水利失調所造成的經濟損失,對提高我們供熱的效果、降低成本支出和提高供熱質量都將會起到非常重要的作用。