集中供熱管網(wǎng)水力失調及應對措施探究

任魯彥

摘 ?要：水力平衡失調嚴重擾亂了用戶的正常生活，對供熱企業(yè)也產(chǎn)生了極大的影響。探究供熱管網(wǎng)體系水力失衡的內因，詳述了水力系統(tǒng)管理的基本準則，例舉了幾類有效的管網(wǎng)水力失衡的解決方案與方法。

關鍵詞：供熱管網(wǎng);水力失調;原因;措施

1 供熱管網(wǎng)水力工況失調原因分析

管網(wǎng)生產(chǎn)管理的好壞對整個城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運行效率與質量有著重要的影響，而實際管網(wǎng)運行管理中都存在不同程度水力工況失調問題，使得城市集中供熱質量頗受用戶質疑，同時對供熱公司造成較大的經(jīng)濟損失。供熱管網(wǎng)體制水力失衡的因素是多方面的。對城市集中供熱系統(tǒng)進行分析，得到供熱管網(wǎng)水力工況失調的原因主要為以下幾個方面[1，2]：

（1）供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中管道的類型有很多種，造成整個系統(tǒng)在用戶使用情況下出現(xiàn)失調現(xiàn)象，因此需要通過人為方式進行調試，但調試的結果并不樂觀。在供熱管網(wǎng)最初構建的時候，它的構想是要滿足最低級用戶的需求，而且其余的用戶供熱要正常使用。如采用此種流量分配方式，而不進行人為的控制調節(jié)，將會造成嚴重的水力失調現(xiàn)象。

（2）系統(tǒng)環(huán)路中使用較多的循環(huán)水泵，而所使用循環(huán)水泵規(guī)格型號并不一定滿足功能需求，存在流量或揚程不搭配的問題。循環(huán)水泵不搭配容易造成工作點的偏離，使得管網(wǎng)水力工況不能處于有效工作區(qū)間，產(chǎn)生水力失調問題。

（3）用戶對于熱量的使用量的不斷改變，造成供熱管網(wǎng)網(wǎng)絡一直處于變化狀態(tài)，使得網(wǎng)絡流量進行再次分配，所以出現(xiàn)管網(wǎng)水力系統(tǒng)失衡。

（4）對于取暖的系統(tǒng)大多數(shù)客戶都使用了單管順序式，而且缺少有效調節(jié)設備，這也是出現(xiàn)水力失衡的因素之一。

2 集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調治理

集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調問題的解決原則為：針對系統(tǒng)實際情況，采用單項或多項聯(lián)合技術手段，確保供熱質量以及技術經(jīng)濟的可行性。水力失衡的處理方式有重新購買設備管道或者更換其余配件、附加阻力、壓頭技術等，但在實際操作過程中應首先完成如下兩個方面：

一是校核性水力計算。校核性水力計算是發(fā)展和解決問題，制定出正確方案的宗旨。在舊系統(tǒng)改造項目中經(jīng)常會使用這種計算方法，其相關數(shù)據(jù)都已經(jīng)掌握，有利于水力計算后迅速找出問題所在。

二是優(yōu)化水泵配置與選擇。主要針對新的供熱系統(tǒng)設計，主要涉及附加壓頭水泵和循環(huán)水泵。在設計新的供熱管網(wǎng)時，應首先進行方案的比選，選擇更換主循環(huán)水泵或增加其他加壓水泵，通過多個方案的技術經(jīng)濟比較得出最佳的實施方案[3]。

3 供熱系統(tǒng)水力失調應對措施

3.1 附加阻力可減少用戶系統(tǒng)過多的資用壓頭

集中供熱網(wǎng)系統(tǒng)中包含了大量的用戶環(huán)路，用戶與用戶之間對于熱量和流量的使用情況有所差異，所以，在進行最初構建時很難滿足不同用戶的需求。在構建管網(wǎng)系統(tǒng)進行循環(huán)水泵選型時，為了讓它滿足最遠用戶的需求，采取最不合理的運行工況環(huán)路阻力計算方法，所以，系統(tǒng)所有支路都有壓頭的存在。而剩余壓頭是造成水力失調的主要根源，如在系統(tǒng)運行之初不能采取有效措施，降低或消除剩余壓頭，必將引起系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的水力失調現(xiàn)象。

目前采取的降低剩余壓頭措施為人工調節(jié)閥門，但其應用效果則不如人意。導致這一情況出現(xiàn)的原因是：系統(tǒng)中用戶之間的環(huán)路是有聯(lián)系的，比如，對其中一個用戶實行環(huán)路調節(jié)，其他用戶系統(tǒng)也會隨之改變，其結果往往需要多次反復調節(jié)才能達到較為滿意的效果;這種人工調節(jié)方式不僅費時、費力，而且應用具有非常大的局限性，當用戶系統(tǒng)數(shù)量出現(xiàn)變動時，則需重新進行調節(jié)。

配備自動調節(jié)設備是減少用戶多余壓頭的最好解決方法，利用設備自動調節(jié)進而實現(xiàn)平衡，稱之為“附加阻力平衡”。相較于人工調節(jié)方式，附加阻力平衡技術省時、省力，并且能夠確保循環(huán)水泵運行工況點在高效工作區(qū)間，具備較高的節(jié)能效果。

3.2 附加壓頭增加用戶不足的資用壓頭

此種方式主要針對循環(huán)水泵揚程不足，系統(tǒng)網(wǎng)絡用戶的增加對水泵能力提出更大的要求，供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水泵揚程不夠會造成阻力的不平衡，而運用附加阻力方法不能夠達到調節(jié)效果，更換設備與附件需要花費大量人力、物力。

通過附加壓力增加用戶不夠的資用壓頭，主要措施是在管網(wǎng)系統(tǒng)的出入口安裝一個不同規(guī)格的水泵，來填補用戶系統(tǒng)壓頭不足，進而使得各環(huán)路達到阻力平衡。附加壓頭平衡方法和附加阻力平衡方法，前者節(jié)能效果更強，可以減少水泵的用電量，所以，它具有很大的優(yōu)勢。

以往存在個別用戶安裝加壓水泵發(fā)生“搶水”現(xiàn)象，造成個別用戶供熱增加，但其他用戶循環(huán)水量減少。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是匹配了揚程不合理的加壓水泵，由于揚程較大造成附加壓頭增加，因此別的用戶資用壓頭被降低，導致水力失調發(fā)生。而隨著技術的進步，不同規(guī)格、性能的水泵涌現(xiàn)到市場，選擇合格水泵就可有效避免“搶水”情況的發(fā)生[4]。

3.3 選擇具備調節(jié)功能的雙管采暖系統(tǒng)

目前，根據(jù)我國現(xiàn)有熱量收費的方式，采用可調節(jié)的雙管采暖系統(tǒng)是相對合理的模式，它擁有必備的調節(jié)功能。這種系統(tǒng)在入口配備了先進的熱量計和流量控制閥，也可以采用熱量計和壓差控制閥模式進行調節(jié)。通過在散熱器安裝熱量調節(jié)設備，繼而實現(xiàn)用戶按自己需求進行流量與熱量的調節(jié)，供熱企業(yè)也能夠遵照用戶使用情況來實現(xiàn)按需收費。為了防止出現(xiàn)水力失調現(xiàn)象，熱網(wǎng)系統(tǒng)需流暢，使用的水泵必須擁有強大的能力，保證循環(huán)水的流量和動力。實踐證明，在用戶系統(tǒng)入口安裝調節(jié)設備能夠大幅度消除剩余壓頭，但對于已成型的集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)而言，如不具備此種調節(jié)功能，則需花費大量經(jīng)費、時間對舊系統(tǒng)進行改造。

3.4 運行模式選擇“大流量、小溫差”

此種運行模式主要針對的是供熱管網(wǎng)冷熱不均導致的水力失調問題。“大流量、小溫差”運行模式雖能夠在某種程度上提升過冷用戶供熱溫度，但依舊無法改善過熱用戶溫度過高問題;同時，流量的增加意味著能量消耗的能加，在不能夠保證供熱效果的前提下，會造成系統(tǒng)能量的浪費。因此，“大流量、小溫差”運行方式選擇不被推薦，但在某種情形下仍具備一定的應用價值。

4 結束語

水力失調對于供熱管網(wǎng)系統(tǒng)而言是一種經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，對用戶的生活造成了很大程度上的影響，還會產(chǎn)生一些不必要的浪費。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的因素不是單一的而是多方面的，設計院、供熱企業(yè)等應選擇最合理、最經(jīng)濟、最有效的方法來解決，根據(jù)實際供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀，可選其一或者多種調節(jié)措施，最大程度的保證供熱系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

[1]柳箭.根除熱網(wǎng)水力失調的節(jié)能技術[J].建設科技，2011，8：56-59.[2]張慶.集中供熱管網(wǎng)水力失調問題的分析及解決措施[J].山東工業(yè)技術，2015，4：70.

[3]韓忠.供熱管網(wǎng)水力失調的治理及其優(yōu)化[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2003，6：233-234.

[4]蔡啟林.供熱系統(tǒng)水力失調的綜合治理[J].煤氣與熱力，2002，4：300-302.