淺談供熱管網(wǎng)水力平衡的自動調(diào)節(jié)

宋永俊

【摘 要】 供熱管網(wǎng)在建成投入運行后總有一些用戶的流量達不到要求，流量偏大或偏小，某些用戶的室溫不符合規(guī)定值，室溫過高或過低，即所謂冷熱不均的熱力失調(diào)現(xiàn)象。隨著對供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)試工作的重視，需要加強對供熱管網(wǎng)水力平衡的進行自動調(diào)節(jié)。基于此，本文分析了供熱管網(wǎng)水力失調(diào)原因，對供熱管網(wǎng)水力平衡常用的自動調(diào)節(jié)裝置及其自動調(diào)節(jié)方法進行了論述分析。

【關(guān)鍵詞】 供熱管網(wǎng) 水力失調(diào) 原因 水力平衡 自動化 調(diào)節(jié)裝置 調(diào)節(jié)方法

一、供熱管網(wǎng)水力失調(diào)原因的分析

供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)就是供熱公司不能夠按照居民生活中所需要的熱量進行下放，這樣就使得居民在生活中存在熱量不平等的問題。用來檢測供熱系統(tǒng)水力問題出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象的介質(zhì)就是水力的不平等的程度。水力平衡失調(diào)度定義為用戶的實際流量與規(guī)定流量的比值，其數(shù)學(xué)表達式為：X=G/G0，式中X為水力平衡失調(diào)度，G為實際流量（m3/h）， G0為規(guī)定流量（m3/h）。造成供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的原因主要表現(xiàn)為：第一、工程設(shè)計是根據(jù)水力學(xué)理論進行計算而選取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而實際管材的數(shù)值與標準是有差別的；第二、由于施工條件的限制，使管路的實際情況與設(shè)計情況有很大不同，供熱管網(wǎng)在實際運行中不能達到平衡；第三、管網(wǎng)建成后的新用戶增加，使原有的水力平衡遭到破壞；第四、管網(wǎng)維護不當(dāng)，使管網(wǎng)水力平衡受到影響。

二、供熱管網(wǎng)水力平衡常用的自動調(diào)節(jié)裝置

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(nèi)，它可以有效地控制通過的流量。當(dāng)閥門前后的壓差增大時，通過閥門的自動關(guān)小動作，保持流量不增大；反之，當(dāng)壓差減小時，閥門自動開大，以保持流量恒定。目前，供熱管網(wǎng)（主要為二次供熱管網(wǎng)）的熱力平衡措施，主要有裝設(shè)孔板，普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥幾種，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(diào)節(jié)，所以采用較少，孔板平衡措施由于管網(wǎng)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(shè)具有一定調(diào)節(jié)能力的截止閥進行管網(wǎng)的水力平衡調(diào)節(jié)，由于其成本低，且管網(wǎng)具有可調(diào)性，得到了廣泛的應(yīng)用。

三、供熱管網(wǎng)水力平衡的自動調(diào)節(jié)方法分析

1、供熱管網(wǎng)水力平衡的自動調(diào)節(jié)方法分析。

1.1 溫差法。利用用戶引入口安裝壓力表溫度計，對系統(tǒng)進行初調(diào)節(jié)。使整個系統(tǒng)首先達到熱力穩(wěn)定。使網(wǎng)路供水溫度保持60℃以上的某個溫度不變化，若熱源總回水溫度不再變化就可以認為整個系統(tǒng)已達到熱力穩(wěn)定。此時記錄下熱源的總供水及回水溫度和所有回水壓力和供、回水溫度，然后按照用戶的規(guī)模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調(diào)節(jié)次序。先對規(guī)模較大且溫差的偏離也較大的熱用戶進行調(diào)節(jié)。待第一輪次調(diào)節(jié)完畢系統(tǒng)穩(wěn)定運行幾小時后，重新記錄總供水溫差及各用戶入口處供回水壓力及溫度進行下一輪的調(diào)節(jié)。如此反復(fù)進行，直到水力平衡。

1.2比例法。其基本原理是如果兩條并聯(lián)管路中的水流量以某比例流動（例如1：2），那么當(dāng)總流量在+30%范圍內(nèi)變化時，它們之間的流量比仍然保持不變（1：2）。具體操作為利用兩臺便攜超聲波流量計，測得閥門的流量（如平衡閥新型入口裝置）及步話機來完成。

1.3CCR法。由采集數(shù)據(jù)，計算機計算和現(xiàn)場調(diào)整三步構(gòu)成，是對全系統(tǒng)實行一次調(diào)整的方法。CCR法的基本思路是先測出被測管網(wǎng)現(xiàn)狀的各管段阻力數(shù)S值，再根據(jù)所要求的各支路流量計算出各調(diào)節(jié)閥所相應(yīng)的開度，最后根據(jù)計算結(jié)果一次將各調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到所計算的開度。此方法降低了運行費用，是未來發(fā)展的方向。上述方法各有優(yōu)缺點，綜合分析如上各調(diào)節(jié)方法的優(yōu)缺點，有研究者提出了一種新的調(diào)節(jié)方法，此方法具有比例法和CCR法的一些特點，因此，稱為綜合調(diào)節(jié)法。

2、合理應(yīng)用綜合調(diào)節(jié)法。其有別于現(xiàn)行的調(diào)節(jié)方法，該方法對目前解決供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)問題，比較適合我國國情。綜合調(diào)節(jié)法有兩種調(diào)節(jié)形式，一種為動態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)法，另一種為利用簡易快速法與溫度調(diào)節(jié)法相結(jié)合來進行調(diào)節(jié)。供熱管網(wǎng)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(guān)鍵是設(shè)定流量的確定，設(shè)定流量可根據(jù)供熱系統(tǒng)總循環(huán)量和各建筑的熱負荷分別計算出各建筑的相應(yīng)流量，這種方法簡便易行，適用于定流量系統(tǒng)，不適用于變流量系統(tǒng)。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(shè)定壓差值附近，設(shè)定壓差可取設(shè)計流量下該分支處的供回水壓差，主要適應(yīng)變流量系統(tǒng)，調(diào)試簡單，但必須準確計算系統(tǒng)壓降。由調(diào)節(jié)原理知，并聯(lián)支路的任一支路阻力改變必然引起整個供熱管網(wǎng)流量的重新分配，某一支路閥門關(guān)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(diào)節(jié)前，系統(tǒng)的閥門處于全開狀態(tài)，初調(diào)節(jié)應(yīng)在關(guān)小閥門的過程中進行。用上述調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)后，在供熱階段可采用溫度調(diào)節(jié)法進一步調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)法的原理步驟如下：由于建筑室內(nèi)溫度與供回水平均溫度之間存在簡單的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)供回水平均溫度相同時，室內(nèi)溫度必然相等。所以，溫度調(diào)節(jié)法就是通過調(diào)節(jié)各用戶流量，使各用戶的供、回水平均溫度達到一致，從而實現(xiàn)各熱用戶室內(nèi)溫度彼此相同的目的。由于供熱管網(wǎng)中各用戶的供水溫度一般相等，可采用回水溫度調(diào)節(jié)法來簡化操作。回水溫度法可采用如下操作方法：以各用戶回水溫度的平均值或粗略的以熱源的總回水溫度作為基準溫度，然后逐個調(diào)節(jié)各個分支的閥門，當(dāng)某分支的回水溫度高于基準溫度時，關(guān)小閥門；反之，開大閥門，使該分支的回水溫度等于基準溫度。

結(jié)束語

綜上所述，供熱管網(wǎng)是一個復(fù)雜的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其運行工況受工作條件、環(huán)境、時間和施工等多方面的影響。使得供熱管網(wǎng)在實際運行中往往存在水力失調(diào)問題，為了保障供熱管網(wǎng)運行的有效性，必須加強對其水力平衡進行自動化調(diào)節(jié)，因此對供熱管網(wǎng)水力平衡的自動化調(diào)節(jié)進行分析具有重要意義。

【參考文獻】

[1] 賀平孫剛.試析供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的措施[J].華東科技.2013