供熱管網水力平衡的調節措施探討

李兵 楊正華 譚軍

摘? 要：供熱管網關系到國計民生，隨著國家對節能減排的控制，全面提高管網經濟性、安全性和可靠性，改善供熱質量，是供熱行業所面臨的重要課題。文章主要對供熱管網水力平衡調節方法進行探討和分析。

關鍵詞：供熱管網;水力平衡;調節方法

中圖分類號：TU833 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0126-02

Abstract： The heating pipe network is related to the national economy and the people. With the national control of energy saving and emission reduction， it is an important issue for the heating industry to improve the economy， safety and reliability of the pipe network and improve the quality of heating. In this paper， the hydraulic balance regulation method of heating network is discussed and analyzed.

Keywords： heating pipe network;

城市建設離不開熱網建設，熱網全面滿足了供熱需要，為人們的生活工作創造良好條件。只有全面提高熱網效率，保證水力平衡，才能確保管網安全穩定，更好地服務生活、服務社會。水力平衡問題主要是網路中各熱用戶在其他熱用戶流量改變時保持本身流量不變的基本能力，只有全面保證自身流量，才能實現熱量變現，保證熱力能力。城市的供熱管網相對復雜，整體看是一個流體網絡系統，通過熱源地向用戶擴散，進入千家萬戶，形成熱源供應。在運行過程中，其工況主要會受到條件、環境、時間、制造和施工等多種因素的影響，只有全面控制好各影響因素，才能實現用戶滿意的用熱需求，從技術上看，不論設計多科學合理，認真細致，熱管網建成投入使用后，都會產生一定的問題，影響到用戶用熱質量，也就是說，一些用戶流量始終達不到設計的標準，有些用戶流量偏大，也有些偏小，還有一些用戶室溫達不到供熱的標準，冷熱不均、熱力失調的情況，嚴重影響到了企業的社會形象，影響了供求關系，只有全面保證水力平衡，才能提高效益，讓用戶滿意。

1 供熱管網水力失調問題及原因

供熱管網關系到人們的切身利益，但是，在實際運行中，一些區域受條件的限制，存在水力失調現象，這就直接導致了熱水供熱系統供熱不穩定、不充分，實際到達熱用戶流量與設計流量存在一定的差距，無法滿足供熱標準需要。

水力工況失調是當前存在的普遍現象，在供熱管網運行中嚴重影響到供熱質量，這是一個普遍存在的問題，只有不斷采取科學措施，強化水力流量管理，才能解決水力失調，實現供熱管網水力平衡，確保管網經濟、安全運行。造成水力失調的主要因素較多，最為主要的有如下幾個方面：一是設計與實際不符。有一些工程在設計之初考慮較為周全，從工程設計角度看，不存在失調的問題，整體設計是依據當地水力學理論計算得出的，相關數據截取符合用量需要，但是，在實際施工過程中，相應使用的管材直徑、質量、標準卻千差萬別，設計與施工不符，影響到了水力流量，導致失調情況發生;二是施工質量影響。有一些區域施工時，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;三是新增用戶影響。有一些熱網建設進行設計時，其用戶總量不準確，設計偏小，管網建成后在用戶基數增加的情況下，使原有水力平衡受到一定破壞，滿足不了區域人口需要;四是管網維護不當。熱管網在長期使用后，沒有得到良好維護，一些管網堵塞，導致了管網水力流量變慢，熱量跟不上，出現水力不平衡現象。

2 平衡閥和自力式流量控制閥

為了解決好這一問題，在實際應用中，常常會使用平衡閥和自力式流量控制閥來進行控制，可以有效改變水力供應穩定性。

平衡閥在熱網中有著重要的作用，是一次性手動調節裝置，但是，在實際中，卻無法自動隨系統工況變化而變化水力的阻力系數，所以也稱為靜態平衡閥。平衡閥的主要功能是解決阻力的問題，通過一定的手動操作，利用調孔板對水力進行控制，確保管網水力平衡，改變管網系統阻力，這樣，就能夠基本達到各個環路阻力平衡作用。

自力式流量控制閥也是主要的裝置，也是定流量閥或最大流量限制器，對水力進行合理的控制與調節。自力式流量控制閥作用對象是針對流量來進行設計的，從其工作原理上看，水力達到一定壓力，在固定的工作壓差范圍內，其就啟動發生作用，有效控制通過的流量。根據閥門前后壓差大小，控制水力流量多少，如果壓差變大，閥門自動關小控制流量不讓其增加;反之，則會減少，確保壓差的穩定性，實現控制水流量的目的。

從當前的實際應用看，供熱管網熱力平衡措施主要是裝設孔板，普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥幾種方式，根據不同的條件做好水力控制，特別是對二次熱網中，其作用非常大，能夠保證區域熱力的均衡，確保水力流量符合設計要求。平衡閥及自力式平衡閥造價高，人力調節操作多，在實際應用中較少，孔板平衡存在誤差，在管網實際安裝中需要根據工況決定，做好科學的計算，通過數據控制，決定選擇使用標準，因為其誤差的原因，很多區域不建議使用。相比之下，截止閥較實用，在一些管網控制上，得到廣泛推廣與使用，其能夠有效實現水力平衡與調節，降低運行成本，實現經濟性、穩定性。

3 水力平衡調節方法

隨著技術的不斷創新與推廣，一些新技術、新工藝得到開發，目前來看，國內主要采用調節方法為溫差法、比例法及CCR法。

3.1 溫差法

溫差法是當前應用最多的一種方式，在實際熱量供應中起到重要作用。溫差法主要是在熱用戶引入口安裝壓力表溫度計，通過溫度計，對系統進行初步的調節，實現系統熱力穩定的目的。通過溫度控制，設計一個溫度值，一般情況下，網路供水溫度保持60℃以上，從溫度計上看，如果能夠長期處于恒定的某個溫度上，不產生巨大的變化，只要熱源總回水溫度不變化，此時，我們就可以認為整個系統已達到熱力穩定的效果。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。調節時，需要對供熱面積大、人口規模多、溫差偏離的熱用戶調節，確保第一輪次調節符合基本標準，觀察運行情況，如果幾小時內依然保持良好的穩定狀態，則需要再次做好記錄總供水溫差及各用戶入口處供回水壓力、溫度，根據數據參數，做好第二輪調節，不斷循環操作，達到合理溫度為止。

3.2 比例法

比例法是一種較為復雜的方式，其原理是兩條并聯管路水流量以1：2流動，就需要根據問題情況計算，當總流量+30% 范圍內變化時，各管路間的流量比仍然保持1：2，則表明水力達到了基本的平衡。在實際運行中，需要使用兩臺便攜工超聲波流量計，測得流量閥門流量情況，再使用步話機及時做好聯絡，保證各處水流量的均衡，通過協調控制，保證水力調節效果，這種方法在實際應用中并不多，主要是比例法調節對操作人員素質要求非常高，同時還需加兩臺相同流量計來完成，人員素質不高、設備沒有投入，則無法完成流量調節測試。

3.3 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，統一進行調節閥調節，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，能夠確保調整效果，同時也節省了時間與費用。

3.4 綜合調節法

綜合調節法有著良好的效果，與其他方法相比，有其自身的可行性，這種方法管路系統投資少、容易操作，能夠快速全面的解決好供熱管網水力平衡問題，在實際應用中得到了大力推廣，從我國的基本國情看，是完全符合中國國情的一種方法。綜合調節法有動態平衡閥調節法和溫度調節法兩種。動態平衡法包含自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥兩種類型。這種方法主要是針對流量，在一定程度上實現了流量的恒定，需要合理設計出流量標準，根據流量標準，做好控制閥開度，實現供熱系統總循環量和各分路管網的熱負荷流量，對于沒有進行分戶供熱的用戶，適合使用這種方法，做好水力調節，保證定流量系統穩定性。自力式壓差控制閥作用對象是壓差，準確計算系統壓降才能發揮其實用功能。

水力調節需要全面遵循規律，并聯支路任一支路阻力改變，都會導致整個供熱管網流量一輪新的分配，如果關閉支路閥門，就會出現其他支路增大流量的可能。第一輪調節需要全面檢查各處閥門，確保系統全開，這樣才能做好初步的調節，根據流量溫度，合理設置閥門大小。溫度調節法是最好的解決措施，受建筑室內溫度與供回水平均溫度差的影響，需要對水力進行科學的控制與調整，確保相互間對應關系更加合理。回水調節主要是按照用戶的需求進行，各用戶回水溫度不同，需要計算出用戶的均值，計算時，可以按照熱源總回水溫度為基準溫度，再對各分支閥門進行調整，如果一個分支回水溫度高于基準溫度，則需要關小閥門，確保各公支管路供熱均衡，最終實現基準溫度標準，保證供熱效果與質量。

4 結束語

供熱管網水力平衡調試專業性強，技術要求高，只有科學計量，合理測算，才能有效調節好管網水力，確保各支路水力均衡，要在實踐中不斷積累，總結經驗，有效實現供熱管網水力平衡，滿足用戶基本需求。

參考文獻：

[1]張慶.供熱管網水力平衡調節方法的研究[J].內蒙古石油化工，2011（12）.

[2]賀平，孫剛.試析供熱管網水力平衡調節的措施[J].華東科技，2013（05）.

[3]王婷.淺談供熱管網水力平衡[J].山西建筑，2010（30）.

balance; regulation method