淺談熱力二次管網的平衡調節

張漢友 張躍虎

摘要：熱力二次管網是一個復雜的流體網絡系統，其運行工況受工作條件、環境、時間和施工等多方面的影響。使得熱力二次管網在實際運行中往往存在水力失調問題，為了保障熱力二次管網運行的有效性，必須加強對其水力平衡進行調節，因此對供熱管網水力平衡的調節進行分析具有重要意義。

關鍵詞：熱力二次管網；平衡調節；重要性；原因；措施

1 引言

近年來我國一些大型熱電企業越來越重視集中供熱和熱電聯產項目，并在市場上不斷拓展。如何在這些項目中提高供熱系統的效率，達到節能減排的效果，達到環保節能的目標，已成為當前的主要問題。因而二次管網的平衡調節成為解決這一問題的最重要的環節。本文就熱力二次管網的平衡調節問題進行闡述，并提出了具體措施。

2 二次管網水力平衡調節的重要性

從節能的角度來看，合理的二次管網水力平衡的調整，可以有效降低水、電、熱的單耗，節約水、電、熱的運行成本，為供熱企業節省成本支出，提高企業效益。在二次管網水力工況存在不平衡的情況下，有的樓棟尤其是近端住戶，室內溫度偏高，遠端住戶室溫偏低不達標。這時會產生以下幾種情況：一方面為了保證上述住戶室溫達標，供熱企業要提高整個二次管網供熱溫度參數，普遍提高住戶室內溫度，熱的用戶室溫更加熱，冷的用戶室溫接近達標，浪費了大量的熱能；另一方面，供熱企業加大二次管網循環泵的流量，使管網趨于平衡，浪費了大量的電能；同時，不達標住戶在散熱器各末端私接水龍頭泄放供熱系統水，也導致系統熱能和水的流失。如果能夠做好二次管網水力平衡調節，將消除供熱系統的水力失調，節省水、電、熱的單耗，避免通過簡單提高供熱溫度參數和循環泵流量或在用戶端加水龍頭的方法來應付解決。

3 熱力二次管網水力平衡失調的表現

在集中供熱系統的室外管網中，水力失調主要表現是：各個環路的流量輸配不均衡，致使各個用戶的室溫冷熱不均，距循環泵較近的室溫偏高，用戶被迫開窗散熱，大量熱能流失；距循環泵較遠的用戶卻因室溫偏低經常投訴，甚至拒交采暖費；另外一些問題也和水力失調密切相關，例如系統在大流量小溫差的工況下運行，鍋爐或換熱器等熱源設備難以達到其額定出力，投入運行的設備超過實際負荷的需求，水泵的工作點偏離高效區，能量輸配效率低，無法進行整體調控和節能運行，燃料和輸熱電能的消耗過高等等，水力失調已成為集中供熱系統中普遍存在又難以治愈的頑疾。

4 熱力二次管網水力平衡失調的原因

4.1 設計導致的失調

在供熱管網設計時，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。

4.2 供熱管網的老化

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”也同樣會造成水力的失調。

4.3 運行導致的失調

系統中用戶用熱量發生變化時，要求各管段流量重新分配，從而導致水力失調。另外，由于目前絕大多數的用戶系統是單管順流式采暖系統，缺少必要的調節設備，也會導致水力失調。改造導致的失調，在熱網需要擴大供熱范圍和供熱負荷時，需要對熱網進行必要的擴建和改造，從而導致水力失調。

5 熱力二次管網平衡調節的措施

5.1 利用分支處安裝的自力式調節閥來調節

供熱管網中使用的自力式調節閥是自力式流量控制閥或自力式壓差控制閥。由于自力式流量控制閥可以通過改變閥門開度，使通過自身的流量維持在設定流量值附近，所以使用自力式流量控制閥的關鍵設定流量的確定，設定流量等于設計流量，設計流量可以根據建筑物的熱負荷和供回水溫差方便地求出，這種方法簡便易行，但是由于自力式流量控制閥價格較高，初投資較大。自力式壓差控制閥，可以使分支的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，由于計算這個壓差較為復雜，所以對于定流量系統一般不采用，而主要用于用戶改變自身流最的情況。

5.2 實施分布式混水加適當調控手段

常規供熱系統二次網采用換熱站內集中設置循環水泵的，若實施分布式混水循環方式可以消除近端壓差大遠端壓差小的弊病，再適當輔以調控手段，則可有效地解決水力失調問題。該方式在解決水力失調的同時還節約了電耗。換熱站集中循環系統造成近端熱用戶壓差過大，以至于不得不加裝流量調節裝置進行限流，造成大量電能的無謂浪費。采用分布式混水泵系統，會造成上述電能的浪費，而且大力降低主循環泵配套電機功率，從而在最小的耗電功率的條件下達到合理供熱量的輸送，因此分布式混水技術備受青睞。

5.3 采用溫差法，通過在用戶入口安裝壓力表來調整系統

使整個系統首先達以熱力穩定。使網路供水溫度保持60℃以上的某個溫度不變化，若熱源的總回水溫度不再變化就可以認為整個系統已達到熱力穩定。此時記錄下熱源的總供水及回水溫度和所有熱用戶處、回水壓力和供、回水溫度，然后按照用戶的規模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調節次序。先對規模較大且溫差的偏離也較大的熱用戶進行調節。

5.4 加強人員教育與運行管理

可以通過確定失水控制指標的方式，制定發現失水獎勵和責任失水的處罰規定，從而提高人員的責任意識；定期檢杏管網腐蝕及老化情況，采暖期結束要進系統的管網檢查，找到腐蝕結垢的根源，并加以治理；提高巡線檢查的頻率和力度，及時，更換受損附件，保證井室環境，發現“跑”“冒”“滴”“漏”立即搶修，保證設施的完好性；加大供熱執法監察力度，杜絕查漏不到位現象的發生。

6 結語

在國民經濟總體拉動下，國家建設正朝著基礎設施建設傾斜。近年來熱水供熱管網逐漸增多，但管網運行中普遍存在水力不平衡，導致近端過熱、遠端過冷。這不僅降低了加熱系統的效率，而且使加熱質量下降，使加熱系統的能耗和運行成本大大增加。如何實現供熱管網的水力平衡，消除不平衡運行狀況，提高供熱管網的經濟性、安全性和可靠性，提高供熱質量是我們目前面臨的一個嚴重問題。

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（作者單位：德州市建筑規劃勘察設計研究院1

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