供热管网水力平衡的调节措施探讨

供热管网水力平衡的调节措施探讨

刘腾

葫芦岛市城乡规划设计院 125100

摘要：近年来，我国城市集中供热发展迅速，截至2014年底，全国集中供热面积61.1亿平方米，比上年增长6.9%。在我国集中供热快速发展的同时，也存在一些技术问题，如供热管网水力失调容易造成用户侧冷热不均。在目前的供热系统中，管网水力失调现象十分普遍，严重制约了供热效果。针对供热系统中的这一问题，研究并提出了一种新的解决方案：基于水力计算模型，通过自力式压差平衡阀的改造和调整，实现供热管网的水力平衡。

关键词：供热管网；水力平衡；调节措施

1 水力平衡调试的重要性

供热管网是由众多串并联管路和用户连接组成。由于设计、施工运行等方面的原因造成供热管路的水力平衡失调。供热系统的水力平衡失调会造成用户冷热不均和热费收缴困难等现象。目前，供热系统普遍出现水力失调现象。对于近端用户，供热热媒实际流量是设计流量的 2~3倍，造成近端用户室内温度过高现象。对于远端用户，供热热媒实际流量低于设计流量，出现室内温度不达标导致部分用户私自放水，造成水资源的浪费。供热公司为使用户室内温度达标，往往会提高供热温度热参数或者增加热媒介流量。这些方法虽能满足远端用户的供热需求，但会造成近端用户室内温度过热、系统能耗增加、热源效率降低等一系列问题。为解决上述问题，保证供热质量、为实施计量供热创造条件、发现和解决存在的问题，完善供热系统就需进行专业的水力平衡调试工作。

2 供热管网中的水力失调原因分析

供热管网建成投入运行后总有一些用户的流量达不到要求，流量偏大或偏小，某些用户的室温不符合规定值，室温过高或过低，即所谓冷热不均的热力失调现象。供热管网水力平衡失调就是供热公司不能够按照居民生活中所需要的热量进行下放，这样就使得居民在生活中存在热量不平等的问题。用来检测供热系统水力问题出现不平衡现象的介质就是水力的不平等的程度。水力平衡失调度定义为用户的实际流量与规定流量的比值，其数学表达式为：X=G/G0，式中X为水力平衡失调度，G为实际流量（m³/h）， G0为规定流量（m³/h）。造成供热管网水力失调的原因主要表现为：第一、工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据，而实际管材的数值与标准是有差别的；第二、由于施工条件的限制，使管路的实际情况与设计情况有很大不同，供热管网在实际运行中不能达到平衡；第三、管网建成后的新用户增加，使原有的水力平衡遭到破坏；第四、管网维护不当，使管网水力平衡受到影响。

3 供热管网水力平衡常用的调节装置

在实际应用过程中，最常见的就是自力式流量控制阀，这种控制阀主要是对流量进行控制，能够定流量控制或者起到最大流量的限制作用。这种控制阀从应用机理上看主要是有效控制通过的流量，与此同时也是有一定的工作差压范围限定。利用自力式流量控制阀能够自动关小流量限制动作，而关小动作主要是针对前后的压差增大的情况，这样一来就能够保证流量不会增大而影响水力平衡。如果压差降低，自力式流量控制阀就会自动开大，这样就可以保持流量处于恒定状态。为了能够保持供热管网水力平衡，常用的措施是装置孔板，使用平衡阀以及自力式平衡阀，由于平衡阀和自力式平衡阀价格比较高，而且对于运行人员调解能力要求也是比较高的，所以目前使用的情况比较不常见，而孔板平衡在应用过程中误差比较大，使用困难，所以在实际应用过程中一定要根据实际情况使用最合适的设施。

4 水力平衡调节方法

4.1温差法

对于温差法来说，它主要是将压力表温差计安装在用户的引入口，并对供热系统进行初调节，以此来确保供热系统的热力稳定。首先，供热公司可以将网路供水温度保持在 60℃以上的某一个温度，若热源的总回水温度没有发生任何变化，那么就可以确定供热系统已处于热力稳定状态。在此过程中，相关人员需要将热源的回水温度、总供水温度以及所有用户的处回水压力、供回水温度详细记录下来；其次，供热公司可以调节供回水温差小于热源总供回水温差的热用户，并根据用户的规模大小和温差的偏离程度大小，以此来确定初调节次序；最后，供热公司可以调节规模较大且温差偏离也较大的热用户，并根据以往经验，对这些热用户引入口安设回水阀门，以此来达到节流的目的，待初调节完毕供热系统稳定运行几小时之后，相关人员需要再次将热源的回水温度、总供水温度以及所有用户的处回水压力、供回水温度详细记录下来，为下一次调节奠定坚实的基础。

4.2比例调节法

比例调节法也是有效调节供热管网水力平衡方法的一种。这种方法是利用串并联系统的特点，分层次进行流量调解。通过改变平衡阀的流量系数，使回路终端的流量按相同比例发生变化的方法即为比例法。这种调节方法因此需要专业的技术人员进行操作，不断地进行测试和计算。并且，当进行后一个平衡阀的调节时，将会影响到前面已经调节过的平衡阀，产生误差。当这中误差超过允许范围时，还需要进行再一次的测量和调节。

4.3CCR 法

CCR 法作为一种全新的方法，它是由现场调整、计算机计算、采集数据三步构成的。首先，供热公司可以测出各管段阻力数 S 值；其次，供热公司可以根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度；最后，供热公司可以根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度，从而使供热系统达到所要求的分配流量。这种方法与比例法相似，都需要投入大量的资金。

4.4合理应用综合调节法

综合调节法对目前解决供热管网中的水力平衡调节问题，比较适合我国国情。综合调节法有两种调节形式，一种为动态平衡阀调节法，另一种为利用简易快速法与温度调节法相结合来进行调节。供热管网中使用的动态平衡法分为自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀作用对象是流量，能够保持流量恒定，所以使用自力式流量控制阀的关键是设定流量的确定，设定流量可根据供热系统总循环量和各建筑的热负荷分别计算出各建筑的相应流量，这种方法简便易行，适用于定流量系统，不适用于变流量系统。自力式压差控制阀作用对象是压差，可以使供回水压差维持在设定压差值附近，设定压差可取设计流量下该分支处的供回水压差，主要适应变流量系统，调试简单，但必须准确计算系统压降。由调节原理知，并联支路的任一支路阻力改变必然引起整个供热管网流量的重新分配，某一支路阀门关小，流量减少时必引起其他支路流量的增大。简易快速法就利用了这个原理。在进行初调节前，系统的阀门处于全开状态，初调节应在关小阀门的过程中进行。用上述调节方法调节后，在供热阶段可采用温度调节法进一步调节。温度调节法的原理步骤如下：由于建筑室内温度与供回水平均温度之间存在简单的对应关系。当供回水平均温度相同时，室内温度必然相等。

5 结语

能源是发展的动力，解决能源问题是我国经济可持续发展面临的艰巨任务。供热作为节约能耗的重要一环，其集中供热管网的水力平衡调试技术成为研究的重要课题。在供热管网的建设和维护中，不仅需要加强研究供热管网水力平衡的调试技术，也需要做好供热管网的日常维护和水力平衡的日常测试工作，以确保技术支持和管理服务同步到位，实现供热管网事业的可持续性发展。

参考文献：

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