探究熱力管道設(shè)計的水力平衡調(diào)節(jié)

1、探究熱力管道設(shè)計的水力平衡調(diào)節(jié)（國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院 北京100095） 摘要：本文從熱力管道水力失調(diào)的概述著手，分析水力失調(diào)的原因，探討了熱力 管道水力平衡的調(diào)節(jié)方法。關(guān)鍵詞：熱力管道；設(shè)計；水力；平衡；調(diào)節(jié)在供熱系統(tǒng)中，水力平衡調(diào)節(jié)是一個關(guān)鍵，對供熱效率以及對環(huán)境 有著至關(guān)重要的影響，但是在實際的供熱系統(tǒng)中，存在著水力失衡的現(xiàn)象，對熱 力管道的供熱產(chǎn)牛了消極的影響，因此需要根據(jù)熱力管道水力失衡的原因進行分 析，并采取相應(yīng)的措施實現(xiàn)熱力管道水力的平衡調(diào)節(jié)，最大限度的提高供熱的效 率，推動城市集中供熱的可持續(xù)發(fā)展。一、熱力管道設(shè)計的水力失調(diào)概述在供熱系統(tǒng)中，熱力管道設(shè)計的水力失調(diào)是比較常見的

2、問題，這是由于 系統(tǒng)運行中各個熱力站的實際流量與規(guī)定流量不一致，即熱網(wǎng)未能按照用戶的需 求進行流量的分配,進而出現(xiàn)各個位置冷熱不均的現(xiàn)象。在熱力管道水力調(diào)節(jié)中, 主要的參數(shù)熱力管道的實際流量與設(shè)計流量的比值。一般而言，熱力管道的水力 失調(diào)主要分為以下三種情況：在熱力系統(tǒng)中，當水力失調(diào)度大于一或者是小于一 時，會導(dǎo)致各個用戶的流量大于或者是小于規(guī)定的流量，這稱為一致失調(diào)，分別 會產(chǎn)牛采暖房過熱或者是采暖達不到舒適標準的問題，前者造成了資源的浪費, 后者對人們的生活質(zhì)量產(chǎn)生了較大的影響；在供熱系統(tǒng)中，熱力管道的失調(diào)度有 的大于一有的小于一時，就會出現(xiàn)不一致的失調(diào)，這樣會使部分用戶的流量大于 規(guī)定的

3、流量，造成室內(nèi)溫度過高，部分用戶的流量小于規(guī)定的流量，致使室內(nèi)溫 度過低；在供熱系統(tǒng)中熱力管道的各個用戶的失調(diào)度相等時，稱為等比失調(diào)，是 指各個用戶的流量和規(guī)定流量的差距是一致的，進而導(dǎo)致各個房間的過冷或者是 過熱的程度是一致的。二、熱力管道設(shè)計的水力失調(diào)原因分析在城市集中供暖中，環(huán)狀管網(wǎng)成為發(fā)展的趨勢，其水力平衡有了很大的 提高，但是在實際的運行中存在著水力失調(diào)的問題，出現(xiàn)這i現(xiàn)象的原因主要有 以下幾個：首先，是在管材的實際施工中，管材的選用與設(shè)計的管材不i致以及 管材設(shè)計的參數(shù)的不合理會引起熱力管道的水力失調(diào)。在設(shè)計的開始需要根據(jù)水 力學(xué)以及熱力學(xué)的相關(guān)理論進行設(shè)計，進而選擇合適的管材數(shù)據(jù)

4、，同時材料的參 數(shù)變化會對水利變化產(chǎn)生較大的影響，容易引發(fā)水力失調(diào)。其次，供熱系統(tǒng)的不 斷發(fā)展和壯大，越來越多的用戶增加，這樣就為系統(tǒng)產(chǎn)生了新的阻力，進而破壞 了管網(wǎng)的水力平衡狀態(tài)。再次，在實際的熱管敷設(shè)過程中，會出現(xiàn)施工與設(shè)計不 符合的情況，因此與原來的預(yù)計值存在差異，進而產(chǎn)生了部分管網(wǎng)的水力失調(diào)。 此外，在供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)維護中，需要對閥門或者是管件進行更換，這樣就會使 局部的阻力產(chǎn)生一定的變化，進而產(chǎn)生失調(diào)的現(xiàn)象。當然出現(xiàn)熱管的水力失衡現(xiàn) 象主要是由于設(shè)計和施工人員的工作失誤，缺乏對管網(wǎng)的合理設(shè)計，進而引起水 力失調(diào)導(dǎo)致室內(nèi)溫度過高或者是過低，嚴重的影響了用戶室內(nèi)的舒適度，不僅造 成了資源

5、的浪費，還對供熱質(zhì)量產(chǎn)生了消極的影響。三、熱力管道設(shè)計的水力平衡調(diào)節(jié)方法為了最大限度的節(jié)約資源，并提高供熱的質(zhì)量，需要針對熱力管道設(shè)計 的水力平衡調(diào)節(jié)的現(xiàn)象進行改進，實現(xiàn)對熱力管道的水力平衡調(diào)節(jié)，本次論文主 要分析使用平衡閥調(diào)節(jié)的方法：3.1靜態(tài)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)在熱力管道系統(tǒng)的運行中，靜態(tài)調(diào)節(jié)閥起著基礎(chǔ)性的作用，對供熱效率 以及供熱的質(zhì)量起著不可忽視的影響，因此對于熱力管道的水力失衡調(diào)節(jié)要從調(diào) 節(jié)靜態(tài)調(diào)節(jié)閥著手。靜態(tài)平衡閥由于只能接受手動的調(diào)節(jié)，因此無法根據(jù)系統(tǒng)的工況變化對阻力的系 數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整，并且是以阻力為調(diào)節(jié)對象的，通過對阻力的適當調(diào)節(jié)，實現(xiàn) 對孔板的調(diào)節(jié)，進而使管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力達到平衡，

6、滿足整個系統(tǒng)運行的需求。因 此在對靜態(tài)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)中，要根據(jù)系統(tǒng)運行的工況變化，進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，根 據(jù)系統(tǒng)的特點以及用戶的需求，進行手動調(diào)節(jié)，以便滿足供熱的質(zhì)量和效率要求。3.2動態(tài)流量平衡閥的調(diào)節(jié)熱力管道除了可以安裝靜態(tài)平衡閥，動態(tài)平衡閥也是比較多見的控制裝 置，對動態(tài)的平衡閥進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，特別是對自力式流量控制閥的調(diào)節(jié)，對系 統(tǒng)的運行尤為重要，進而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的最大流量的限制，一方面滿足用戶對 供熱的需求，提高供熱的質(zhì)量和效率，另一方面通過對流量的控制起到節(jié)約資源 的作用。在系統(tǒng)的運行中，流量控制閥在一定的差壓范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)對通過的 流量的有效控制，當閥門的前后壓差較大時，閥門可以進

7、行自動的關(guān)小，這樣就 避免了因為閥門開口過大而引起的流量增加的現(xiàn)象，反之則亦然，通過對自力式 流量控制閥的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)流量的恒定，實現(xiàn)對流量的合理控制。3.3動態(tài)壓差平衡閥的調(diào)節(jié)(1) 對動態(tài)壓差平衡閥的調(diào)節(jié)和控制，可以利用平衡閥上的測壓導(dǎo)管 對各個控制點的壓差進行測試，進而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運行情況的把握，以此作為 系統(tǒng)調(diào)節(jié)的依據(jù)和參考。當被控介質(zhì)的流量發(fā)生一定的變化時，自力閥的閥芯會 岀現(xiàn)上下移動的現(xiàn)象，進而使閥芯和閥座在一個新的位置上實現(xiàn)平衡，進而使得 自力閥的流量面積和流量系數(shù)產(chǎn)生改變，但是差壓值保持不變。(2) 以上三個方面的內(nèi)容會對熱力管道的工作產(chǎn)生重要的影響，因此 需要采取必要的手

8、段和方式對其進行有效的調(diào)節(jié)，進而滿足用戶的供熱需求，并 起到節(jié)能的效果。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 冋水壓差維持在設(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冋水壓 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。(3) 同時還可以利用簡易快速法與溫度調(diào)節(jié)法相結(jié)合來進

9、行調(diào)節(jié)由于 建筑室內(nèi)溫度與供冋水平均溫度之間存在簡單的對應(yīng)關(guān)系。當供冋水平均溫度相 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，使各熱 用戶的供、冋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，可采用冋水溫度調(diào)節(jié)法來簡化操作。 冋水溫度法可采用如下操作方法：以各用戶冋水溫度的平均值或粗略的以熱源的 總冋水溫度作為基準溫度，然后逐個調(diào)節(jié)各個分支的閥門，當某分支的回水溫度 高于基準溫度吋，關(guān)小閥門，反之，開大閥門，使該分支的冋水溫度等于基準溫 度。結(jié)語對熱力管道的水力平衡調(diào)節(jié)是供熱系統(tǒng)發(fā)展的必然，同時該項工作也具 備較大的復(fù)雜性和專業(yè)性，這就需要加強對水力平衡調(diào)節(jié)的技術(shù)投入，實現(xiàn)對水 力平衡的有效調(diào)節(jié)，在節(jié)約能源和保護環(huán)境的基礎(chǔ)上，最大限度的提高供熱的質(zhì) 量，為人們生活質(zhì)量的提高創(chuàng)造有利的條件。參考文獻：林相忠城市熱網(wǎng)平衡技術(shù)理論的研究