靜態(tài)平衡閥門講解

1、靜態(tài)平衡閥亦稱平衡閥、手動(dòng)平衡閥、數(shù)字鎖定平衡閥、雙位調(diào) 節(jié)閥等，它是通過(guò)改變閥芯與閥座的間隙靜態(tài)平衡閥（開(kāi)度），來(lái)改 變流經(jīng)閥門的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的， 其作用對(duì)象是系統(tǒng)的 阻力，靜態(tài)平衡閥能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配， 各 支路同時(shí)按比例增減， 仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需 求，起到熱平衡的作用。中文名靜態(tài)平衡閥外文名Static balance valve分類平衡閥功能調(diào)節(jié)水力1 性能1、優(yōu)秀的調(diào)節(jié)性能；2、優(yōu)秀的截止功能；3、精確到 1/10 圈的開(kāi)啟圈數(shù)顯示；4、理論流量特性曲線為等百分比（近似）特性，當(dāng)閥權(quán)度為30-50% 時(shí)，實(shí)際流量特性為線性；5

2、、具備開(kāi)度鎖定功能，非物業(yè) 管理人員 無(wú)法改變?cè)O(shè)定狀態(tài)；6、可方便有效地對(duì)壓力、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，配套智能儀表可方便 地顯示工作壓差與流量，指導(dǎo)和記錄平衡調(diào)節(jié)方案；7、聚四氟乙烯 密封，密封性能可靠，使用壽命長(zhǎng)；8、根據(jù)其開(kāi)度百分比和閥門前后壓差，可計(jì)算通過(guò)閥門的流量；9、內(nèi)部元件用 不銹鋼 、銅合金 制造，抗銹蝕性能強(qiáng)；10、內(nèi)升降閥桿無(wú)須預(yù)留操作空間；11、閥體材質(zhì)： DN15-DN300 為灰鑄鐵 ；DN350-DN600 為碳素 鑄鋼； DN15-DN32 為鍛壓銅合金 。(空侶網(wǎng)暖通專家提供)2 主要特點(diǎn) 平衡閥是一種特殊功能的閥門，閥門本身物特殊之處，只在于使 用功能和場(chǎng)所有區(qū)別。 在

3、某些行業(yè)中，由于介質(zhì)(各類可流動(dòng)的物 質(zhì))在管道或容器的各個(gè)部分存在較大的壓力差或流量差， 為減小或 平衡該差值， 在相應(yīng)的管道或容器之間安設(shè)閥門， 用以調(diào)節(jié)兩側(cè)壓力 的相對(duì)平衡，或通過(guò)分流的方法達(dá)到流量的平衡， 該閥門就叫平衡閥。(1) 直線型流量特性， 即在閥門前后壓差不變情況下， 流量與開(kāi)度 大體上成線性關(guān)系；(2) 有精確的開(kāi)度指示；(3) 有開(kāi)度鎖定裝置，非管理人員不能隨便改變開(kāi)度；表連接，可 方便地顯示閥門前后的壓差及流經(jīng)閥門的流量。 盡管平衡閥具有很多 優(yōu)點(diǎn)，但它在空調(diào)水系統(tǒng)的應(yīng)用還存在不少問(wèn)題。 如果這些問(wèn)題解決 不好，平衡閥的特點(diǎn)并不能充分顯現(xiàn)出來(lái)。 平衡閥的作用是為了調(diào)節(jié)

4、系統(tǒng)內(nèi)，各個(gè)分配點(diǎn)的（如每一個(gè)樓座）的預(yù)定流量。每一座樓的入 口處都安裝平衡閥，可以使供暖系統(tǒng)的總流量得到合理分配。3 原理介紹靜態(tài)平衡閥是一種具有數(shù)字鎖定特殊功能的調(diào)節(jié)型 閥門，采用直 流型閥體 結(jié)構(gòu)，具有更好的等百分比流量特性， 能夠合理地分配流量， 有效地解決供熱（空調(diào)）系統(tǒng)中存在的室溫冷熱不均問(wèn)題。同時(shí)能準(zhǔn) 確地調(diào)節(jié) 壓降 和流量，用以改善管網(wǎng)系統(tǒng)中液體流動(dòng) 狀態(tài)，達(dá)到管網(wǎng) 液體平衡和節(jié)約源的目的。 閥門設(shè)有開(kāi)啟度指示、 開(kāi)度鎖定裝置及用 于流量測(cè)定的測(cè)壓小閥， 只要在各支路及用戶入口裝上適當(dāng)規(guī)格的平 衡閥，并用專用智能儀表進(jìn)行一次性調(diào)試后鎖定， 將系統(tǒng)的總水量控 制在合理的范圍內(nèi)，

5、從而克服了 “大流量，小溫差 ”的不合理現(xiàn)象。 既 可安裝在供水管上，也可以安裝在回水管上， 一般要安裝在回水管上， 尤其對(duì)于高溫環(huán)路，為方便調(diào)試，更要裝在回水管上，安裝了平衡閥 的供（回）水管不必再設(shè)截止閥。 在管道系統(tǒng)中安裝靜態(tài)平衡閥， 通過(guò)對(duì)其的調(diào)節(jié)來(lái)改變系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值， 達(dá)到與設(shè)計(jì)要求一 致。系統(tǒng)調(diào)試合格后，不存在靜態(tài)水力失衡問(wèn)題。調(diào)試合格的系統(tǒng)如處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，在總流量減少時(shí)由靜 態(tài)平衡閥所調(diào)節(jié)的各分支管道會(huì)自動(dòng)同比減少流量， 但各分支管道所 設(shè)定的流量比值不變。4 應(yīng)用及選型采用先進(jìn)的 Y 型設(shè)計(jì)，具多回轉(zhuǎn)刻度調(diào)整、顯示開(kāi)度范圍，提供 最佳的控制能力，可對(duì)整個(gè)循環(huán)水或

6、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行精確的控制，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到所需求的流量平衡。廣泛應(yīng)用于冷、熱水系統(tǒng)， 可使能源得到有效的運(yùn)用， 以達(dá)到節(jié)能及提高供熱 （冷）效率的目的。首先看和管徑相同的靜態(tài)平衡閥最大流量能否滿足設(shè)計(jì)流量，如 果滿足設(shè) 計(jì)流量就行。不滿足就放大一個(gè)口徑。靜態(tài)平衡閥就是一個(gè)截止閥，只不過(guò)行程做的很長(zhǎng)，容易控制流 量。5 應(yīng)用分析平衡閥平衡閥正確地理解應(yīng)為水力工況平衡用閥。從這一觀念出發(fā)一切 用于水力工況平衡的閥門如調(diào)節(jié)閥、減壓閥、自力式流量控制閥、自 力式壓差控制閥都應(yīng)看成水力工況平衡用閥 平衡閥。而市場(chǎng)上稱 為平衡閥的產(chǎn)品，僅是附加了流量測(cè)試功能的一種手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。靜態(tài)平衡閥是指手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或手動(dòng)平衡

7、閥。動(dòng)態(tài)平衡閥是指自力 式流量控制閥和自力式壓差控制閥。 自力式流量控制閥也曾稱作自力 式流量控制器、自力式平衡閥。自力式壓差控制閥在北歐也稱為 Automotic Balance Valve 即自動(dòng)平衡閥。水力工況和水力工況平衡一般地說(shuō)供熱、空調(diào)的管網(wǎng)都是閉路循環(huán)的管網(wǎng)，其水力工況是 指系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力，各管段的流量、壓差。由公式 P=SG2P 壓差或稱阻力損失S管段或系統(tǒng)的阻力系數(shù)G管段或系統(tǒng)的流量可知，流量和壓力是相關(guān)參數(shù)，流量和壓力的調(diào)控互為手段和目 的。減壓手段是減少上游管路的流量； 減少流量也必然是減少管路前 點(diǎn)的壓力或增加管路后點(diǎn)的壓力。流量變化必然導(dǎo)致壓力的變化； S 值不變的系

8、統(tǒng)， 壓差的變化必然起因于流量的改變。 因此說(shuō)沒(méi)有一種 不影響壓力的流量控制閥，也沒(méi)有一種不影響流量的壓力控制閥。水力工況平衡是指流理的合理分配。在供熱和空調(diào)管網(wǎng)中，水是 熱載體介質(zhì)， 水流量的合理分配是熱力工況平衡的基礎(chǔ)。 以供熱系統(tǒng) 為例，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行水力工況計(jì)算時(shí)在各分支流量為設(shè)計(jì)值的假想情 況下進(jìn)行的。 由于管材及最高流速成的限制， 設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)水力平衡幾 乎是不可能的。這樣勢(shì)必造成近端阻力系數(shù)不能達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)， 形成近端流量過(guò)大，遠(yuǎn)端流量不足的失調(diào)現(xiàn)象。由于水力工況設(shè)計(jì)成了一個(gè)設(shè)計(jì)水壓圖，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)這一水壓 圖必須由閥門平衡調(diào)節(jié)而形成。 用閥門調(diào)節(jié)水力工況的過(guò)程是建立合 理水壓圖

9、的過(guò)程，在設(shè)計(jì)合理的情況下， 這兩個(gè)水壓圖會(huì)會(huì)合得很好。由于運(yùn)行水力工況是水泵的工作曲線與外網(wǎng)特性曲線交點(diǎn)形成 的。對(duì)于外網(wǎng)特性曲線 P=SG2 ，由于并聯(lián)的近端支路 S 值會(huì)小于設(shè) 計(jì)值，造成總 S 值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，循環(huán)水泵在小揚(yáng)程大流量工況下 運(yùn)行，使水泵在大軸功率， 低效率點(diǎn)運(yùn)行。嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)軸功率大 于電機(jī)銘牌功率，電機(jī)超額定電流，直至燒電機(jī)事故發(fā)生。調(diào)網(wǎng)的過(guò)程就是用平衡閥增加近端阻力， 使近端支路 S 值增大至 設(shè)計(jì)值，總 S 值增大至設(shè)計(jì)值。使遠(yuǎn)近流量分配均勻合理，循環(huán)水 泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，達(dá)到節(jié)熱、節(jié)電，提高供熱質(zhì)量的目的。運(yùn)行崗們工作者常對(duì)一些水力工況失衡現(xiàn)象形成誤解：（1

10、）水泵出力不足，水泵實(shí)際揚(yáng)程小于銘牌揚(yáng)程，導(dǎo)致辭末端 過(guò)不去水。實(shí)際上是由于近端支線阻力小、流量大，造成遠(yuǎn)端流量小，水泵 工作點(diǎn)偏移在大流量、小揚(yáng)程、低效率的工作點(diǎn)。（2）鍋爐或換熱器阻力大，所有鍋爐或換熱器廠商標(biāo)稱阻力都 遠(yuǎn)小于實(shí)際阻力。實(shí)際上總循環(huán)水量的加大必然導(dǎo)致辭鍋爐換熱器等阻力加大。水 流量增大 40% ，阻力增加 100% 。（3）鍋爐出力不足 ,實(shí)際上流量加大后供回水溫差不可能更大。 當(dāng)然煤質(zhì)和風(fēng)系統(tǒng)不正常也可能造成鍋爐出力問(wèn)題。調(diào)網(wǎng)水壓圖分析和平衡閥的安裝位置調(diào)網(wǎng)的過(guò)程是利用平衡閥使各分支達(dá)到合理流量的過(guò)程。近端資 用壓頭大于用戶需用壓頭必然導(dǎo)致流量過(guò)大。 必須用閥門消耗富裕壓

11、 頭富裕壓頭 =資用壓頭 -需用壓頭）戶內(nèi)實(shí)際供水壓力為 P2 ，回水壓力為 P3。如果壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致 運(yùn)行倒空，壓力過(guò)高導(dǎo)致耐壓等級(jí)較低的元件（如散熱器）的壓力破 壞。因此對(duì)地形高差大的管網(wǎng)應(yīng)按上述因素考慮平衡閥的安裝位置。 即在地形低洼處樓群平衡閥宜安裝于供水， 以保證戶內(nèi)不起壓； 在地 形較高位置平衡閥宜安裝于回水，以保證用戶不倒空。對(duì)于大型直聯(lián)管網(wǎng)，如電廠凝汽供熱管網(wǎng)，供熱半徑很大，外網(wǎng) 供回水壓差很大，因此對(duì)平衡閥安裝位置應(yīng)作特殊考慮。用戶主動(dòng)變流量和熱源主動(dòng)變流量的概念對(duì)于供熱系統(tǒng)在傳統(tǒng)的供熱體制下是一種平均分配的供熱模式， 這種供熱模式一般采取定流量的質(zhì)調(diào)節(jié)供熱方式。 也有少數(shù)大

12、型管網(wǎng) 出于節(jié)約運(yùn)行電能的目的， 采取質(zhì)量并調(diào)方式。 但在平均代熱的前提 下，流理的變化僅決定于室外氣溫變化，因此其控制方式，僅考慮采 用室外溫度單一參數(shù)控制熱源循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速， 實(shí)現(xiàn)變流量運(yùn)行。 這種 變流量運(yùn)可定義為熱源主動(dòng)變流量方式。在熱計(jì)量收費(fèi)的運(yùn)行方式下，供熱負(fù)荷及循環(huán)水流量的變化取決 于用戶需求， 系統(tǒng)總循環(huán)流量的變化決定于用戶的變化， 這種變流量 機(jī)制可定義為用戶主動(dòng)變流量方式。有一些業(yè)內(nèi)人士提出計(jì)量收費(fèi)的室內(nèi)系統(tǒng)采用水平跨越管式系 統(tǒng)，企圖沿用定流量方式運(yùn)行， 這里估且不論水平跨越是否可實(shí)現(xiàn)流 量運(yùn)行，單就定流量運(yùn)行方式浪費(fèi)運(yùn)行電能這一項(xiàng)就應(yīng)予以廢止。這種計(jì)量收費(fèi)流量控制方案，以

13、下述方案為最佳可行方案：取35 個(gè)末端供回水壓差信號(hào)為熱循環(huán)流量的控制信號(hào)，當(dāng)全部壓差信號(hào)都大于設(shè)定值時(shí)循環(huán)水泵降低轉(zhuǎn)速， 當(dāng)任意一個(gè)壓差小于設(shè)定值 時(shí)，循環(huán)水泵增加轉(zhuǎn)速。平衡閥的性能與用途1、手動(dòng)平衡閥手動(dòng)平衡閥具有造價(jià)低，元件使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)支路不多的 小型管網(wǎng)也可方便進(jìn)行水力工況平衡。 對(duì)于熱源主動(dòng)變量管網(wǎng)只能采 用手動(dòng)平衡閥，因?yàn)橹挥惺謩?dòng)平衡閥才能保證流量的一致等比變化， 而一切自力式平衡閥都不能保證熱源主動(dòng)流量運(yùn)行。 如前述大型直聯(lián) 管網(wǎng)手動(dòng)平衡閥可用于壓力工況的調(diào)整。1.1 手動(dòng)平衡閥的特性曲線1）截止閥特性曲線2）線性特性閥實(shí)際工作曲線（閥權(quán)度 0.2 ）3）線性特性4）等百

14、分比特性曲線 閥門特性曲線決定了閥門的調(diào)節(jié)性能，如截止閥的流量曲線，如 果認(rèn)為 95% 100% 之間的流量變化是沒(méi)有意義的，那么開(kāi)度從 05% 即實(shí)現(xiàn)了流量的全程變化， 這樣的閥門是不能作為水力工況平 衡調(diào)節(jié)使用的。由于閥門理論特性曲線是在定壓差下測(cè)試，而實(shí)際工況只要閥權(quán) 度不為 1 則閥門在小開(kāi)度下閥前后壓差大，大開(kāi)度時(shí)閥前后壓差小， 導(dǎo)至閥 dG/dC 值在小開(kāi)度變大，在大開(kāi)度時(shí)變小，使閥門實(shí)際工作曲線向快開(kāi)方向偏移， 閥權(quán)越小其偏移越大， 對(duì)于直線特性的閥門由 于實(shí)際性能的偏移會(huì)導(dǎo)致閥門的有效調(diào)節(jié)的開(kāi)度空間變小， 因此閥門 的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比（對(duì)數(shù)）特性

15、曲線閥門，在閥權(quán)度 0.3 0.5 時(shí)實(shí)際工作曲線可能接近直線特性。1.2 閥門的汽蝕振動(dòng) 通常閥門在小開(kāi)度情況下閥口的流速過(guò)高，在閥后會(huì)形成旺盛紊 流的蝸旋區(qū)， 蝸旋區(qū)核心壓力很低， 該處壓力低于水溫對(duì)應(yīng)的飽和壓 力時(shí)水蒸汽的閃發(fā)會(huì)導(dǎo)致氣水擊現(xiàn)象： 嚴(yán)重的噪章， 閥門及管道的振 動(dòng)，閥門、管道、管支架的破壞。防止這種事故的發(fā)生應(yīng)首先在閥門流道設(shè)計(jì)上考慮閥塞和閥座 在小開(kāi)度時(shí)形成狹長(zhǎng)的節(jié)流流道， 約束旺盛紊流蝸旋的形成； 其次選 用閥門時(shí)盡量加大閥權(quán)度，以避免閥門在小開(kāi)度下運(yùn)行。另外，在不 牽涉壓力工況問(wèn)題時(shí)盡量將平衡閥安裝在水溫較低的回水上。2、自力式流量控制閥2.1 自力式控制閥工作原理（

16、1）孔板流量計(jì) 導(dǎo)閥主閥原理。主閥前設(shè)置一個(gè)流量 孔板，導(dǎo)閥感測(cè)、比較孔板前后壓力差，如壓力差大于設(shè)定壓差，意 味著流量超過(guò)設(shè)定流量， 導(dǎo)閥控制主閥做關(guān)閥動(dòng)作。 如感測(cè)壓差小于 設(shè)定壓差，則意味著流量小于設(shè)定流量，導(dǎo)閥控制主閥開(kāi)閥動(dòng)作。導(dǎo) 閥上的設(shè)定壓差可調(diào)，調(diào)大調(diào)小設(shè)定壓差，可以調(diào)大調(diào)小設(shè)定流量。由于孔板流量計(jì)的流量壓差對(duì)應(yīng)關(guān)系受到前流態(tài)影響極重，如果 要求流量精度達(dá)到 10% ，則必須閥前有 10d 以上的直管段，而這一 點(diǎn)工程實(shí)際中極難保障。 另外這種閥出廠后的流量可調(diào)范圍很小， 在 保持流量精度的前提下，流量可調(diào)比不會(huì)超過(guò) 2： 1。（2）“Kv常=數(shù)”原理，自由彈簧和感壓膜構(gòu)成閥門開(kāi)

17、關(guān)動(dòng)力系統(tǒng) P/S=LS感膜工作面積， 彈簧的胡克系數(shù)， L 閥行程 由此可知閥門的每一個(gè)行程位置決定 P 值的大小，如果閥行程 位的 Kv 與 成反比，則 G=Kv 是恒定值。這一原理的閥最初做成流 量不可調(diào)的流量限制器， 生產(chǎn)的流量可調(diào)式一種是做成多管通道， 通 過(guò)堵管調(diào)整設(shè)定流量；另一種是用一手動(dòng)閥改變自力閥 Kv 與行程的 關(guān)系，但這種辦法很難保證 Kv 與 在每一調(diào)整位置的反比關(guān)系，造 成調(diào)整位的流量控制精度不高。 另外有的產(chǎn)品用波紋管制作感壓膜和 自由彈簧的一體化產(chǎn)品， 由于不銹鋼波紋管處在流動(dòng)死區(qū)， 在水中氯 離子含量較高時(shí)，極易產(chǎn)生腐蝕。（3）自力式壓差控制閥與手動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥組原

18、理。這種原理是現(xiàn) 在國(guó)產(chǎn)流量控制閥最廣泛采用的。 手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的每一個(gè)開(kāi)度位置對(duì)應(yīng) 一個(gè) Kv 值，由自力式壓差控制閥控制手動(dòng)調(diào)節(jié)閥前的壓差不變，則 G=Kv 不變，改變流量時(shí)只需調(diào)整手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的 Kv 值。這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差P=N/SN彈簧力S感壓膜工作面積 彈簧力在自力閥的行程內(nèi)會(huì)有變化，但使H/L=1/10H 自力閥最大位移行程L彈簧的預(yù)壓縮量則P 的變化僅為 5%，流量精度可達(dá) 3%。這咱自力式流量控制閥的缺點(diǎn)在于閥門有最小工作壓差的要求， 一般產(chǎn)品要求最小工作壓差 20KPa ，如果安裝在最不利回路上，勢(shì) 必要求循環(huán)泵多增加 2 米水柱的工作揚(yáng)程， 所以應(yīng)采

19、取近端安裝， 遠(yuǎn) 端不安的辦法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的 80% 時(shí)就不宜安裝 這種自力式流量控制閥。（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量戶內(nèi)阻力系數(shù) S ，在平均供熱的前提下是不變值，戶內(nèi)設(shè)計(jì)流量 G， P=SG2, 通過(guò)控制戶內(nèi)供回水壓差，一樣可以控制循環(huán)流量， 調(diào)節(jié)控制壓差就可調(diào)節(jié)循環(huán)流量。 用這種辦法調(diào)控流量， 只是必須借 助便攜式流量測(cè)試儀器如超聲波流量計(jì)。 這種方式對(duì)于遠(yuǎn)端用戶， 閥 門不會(huì)增加消耗壓頭。2.2 自力式流量控制閥的適用性 自力式流量控制閥在大型管網(wǎng)上應(yīng)用可以使流量分配工作變得 簡(jiǎn)單便捷。 尤其多熱源管網(wǎng)， 熱源切換運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)用戶流量產(chǎn)生影 響。但對(duì)于變流量運(yùn)行

20、的管網(wǎng)不可采用自力式流量控制閥。在熱源主 動(dòng)變流量的情況下， 近端回路維持流量不變， 而遠(yuǎn)端回路流量會(huì)嚴(yán)重 不足。在熱用戶主動(dòng)變流量的情況下，用戶主動(dòng)調(diào)小流量時(shí)，自力式 流量控制閥會(huì)開(kāi)大閥門，盡量維護(hù)原流量，直到全開(kāi)失效為止。用戶 主動(dòng)調(diào)大流量時(shí)， 自力式流量控制閥會(huì)關(guān)小閥門， 直到全閉失效為止。 亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動(dòng)的流量要求才能實(shí)現(xiàn)。3、自力式壓差控制閥3.1 自力式壓差控制閥的應(yīng)用意義（1）自力式壓差控制閥消耗系統(tǒng)的富裕壓頭。（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。 這兩項(xiàng)功能有的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為散熱器上的溫控閥可以起作用，實(shí) 際上如果讓溫控制閥產(chǎn)生這樣的作用必然導(dǎo)致溫控閥在小開(kāi)度下工 作，甚至于在振動(dòng)工況下工作。這對(duì)溫控閥是十分不利的，溫控閥最 初希望的作用僅限于利用自由熱量， 我們很多業(yè)內(nèi)人士對(duì)其寄予的希 望過(guò)大了。（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶