供熱|水力平衡閥的選用-供暖熱網水力平衡閥的選用-

       在經濟較發達地區，用計算機對一些大型熱力網監控管理的優勢是可根據實際運行狀況，動態調節熱網的運行參數，使熱網高效可靠地運行，但因投資較高，應用范圍比較局限。就蘭州地區而言，供熱系統的實際調節仍依靠傳統方法即在建筑物采暖入口處加裝各類調節控制閥門來實現的。隨著熱量計量收費體制的改革，用戶通過散熱器上的溫控閥能自主調節流量，這使得熱網不再是定流量而成為變流量運行。在這種運行情況下，各類調節控制閥門必須正確設置，才能保證熱網繼續正常運行。 
    下面討論幾種常用控制閥門的調節原理和應用范圍。 

      一、水力平衡閥門

       1、設置條件  

        在采暖系統中，各熱用戶的實際流量與設計要求流量之間的不一致性稱為該用戶的水力失調。而水力失調直接導致各熱用戶之間的冷熱不均。水力失調分2種：靜態失調（穩態失調）和動態失調（穩定性失調）。簡單地說，靜態失調是指由于設計不合理造成的水力失調，動態失調是指系統在變負荷工況下運行造成的水力失調。 

     當管系設計的水力平衡不能滿足要求或運行條件多變時，就應配置水力平衡用調節閥，以消除因水力失調引起的各熱用戶之間冷熱不均的現象。 

        2、分類 

       水力平衡用調節閥有手動式和自力式兩大類，其中手動式包括普通調節閥和平衡閥。自力式包括流量控制閥和壓差控制閥。各類閥門的選用應根據管網的具體調節要求和技術經濟條件，合理選擇。 

        二、手動調節閥 

          1、 普通調節閥 

     手動調節各支路的相關閥門，使各熱用戶的流量基本達到設計流量。但支路上一般沒有流量測量裝置，因此不能直接觀測流量來判斷調節是否達到要求。一般通過觀測各支路的回水溫度，不斷調節支路的閥門，使各支路的回水溫度接近一致。 

       2、 手動平衡閥 

     手動平衡閥與普通調節閥相比，具有開度指示，并在兩端各有一個測壓孔，使用時測得閥門壓降和讀出開度，即可算得通過閥門的流量。其作用相當于調節閥和等效孔板流量儀的組合，使各支路的流最分配達到設計要求。 

     手動調節閥的缺點很明顯，在管網總體調節完成后，若整個網路的水力工況發生變化，例如新增用戶，或其他用戶進行較大的調節，每一個熱力入口處的外網壓差會發生變化。這時就需要重新進行手動調節，使售網在設計工況下達到平衡。 

      三、自力式調節閥 

       1、自力式流量控制閥 

       自力式流量控制閥的特點是依靠水系統自有的壓力差為動力工作。當閥門前后的工作壓差在額定范圍內發生變化時，根據壓差信號，自力改變閥的開度，使調節閥的阻力特性S值，與閥外的壓差△P等比變化，從而維持被調節對象的流量穩定。 

      2、自力式壓差控制閥 

      自力式壓差控制閥與自力式流量控制閥的調節原理基本相似，只不過該閥的壓力反饋管是接在用戶的回水管上。它是依靠水系統自有的壓力差為動力工作的，可消除系統內部用戶進行流量調節時引起的相互間干擾，也可克服系統外部網路壓力波動對本系統壓差的干擾，以維持所設定的控制壓差基本恒定。 

     自力式流量、壓差控制閥都是利用壓差的作用來調節閥門開度。利用流體通過閥芯時壓降的變化來彌補管路阻力的變化。從而在工況變化時能自動保持流量或壓差基本不變。避免了頻繁的人工手動操作。 

     四、定流量供熱網的調節控制 

      定流量供熱網是指在整個供暖季內熱網的流量保持不變，在此運行模式下，試比較一下上述幾種閥門的調節方式。 

     手動調節閥對應一定口徑閥門的允許流量范圍內。手動調節閥門的開度使各支路流量達到設計要求。這種調節屬于初調節，即在調節完成后保持各支路流量的分配比例不變，當用戶工況發生變化時需要重新調整。且在調節過程中。各用戶之間存在耦合關系，比如調節用戶B時，會使本已調整到設計要求值用戶A的流量發生變化，從而重新調整用戶A。 

     自力式流量調節閥設于各個支路熱力入口處，調整該閥的設定旋鈕，使其流量指示達到設計流量要求。同理，自力式壓差調節閥通過調整設定旋鈕，使其壓差指示值達到設計資用壓頭的要求。設計資用壓頭即各熱用戶管網的設計作用壓差，資用壓頭不僅與設計流量有關。而且與管路阻力系數有關，這樣即使把實際壓差調節到設計資用壓頭，也可能因阻力系數的差異使實際流量達不到設計流量，造成冷熱不均。 

     一般來說，對于整個供暖季都采用一個固定流量的熱力網，上述幾種閥門都可使用。自力式調節閥與手動調節閥的不同之處在于它不是保證流量分配比例，而是保證該閥門所負責支路上的流量或壓差保持不變。當用戶工況發生變化，原有支路的流量受到影響，自力式調節閥可自動調節適應這種變化，保持該支路的流量不變。 

      五、分階段變流量供熱網的調節控制 

       分階段變流量供熱網是指整個供暖季分為供暖初期- 嚴寒期- 供暖末期，熱網流量變化為小流量- 大流量-小流量。在整個供暖季內，流量不再是固定不變的，但在每個階段內流量仍保持不變。 

      按上述分析，平衡閥可以保持各用戶流量等比例變化。當總流量發生變化時，該閥能保證在各個階段內流量分配都達到使用要求。比如總流量為設計流量的70%時，通過該閥分配到各用戶的流量也為70%。因此平衡閥比較適合這種運行模式。 

     自力式調節閥的設定流量一般為系統的設計工況流量，當運行工況不在設計工況時，該閥就會自動調節，使該管路流量盡量接近設計工況流量當供暖初期和末期熱網小流量運行時，比如為設計流量的70%，此時各個用戶的流量也應變為70%，但是自力式調節閥感應到實際流量（70%）小于設定流量（100%），就會自動開大，這樣造成的結果是靠近熱源的用戶實際流量大于所需而過熱，遠端流量則小于所需而過冷。供暖嚴寒期的流量為100%，此時該閥可以保證各個用戶的流量達到要求，使所有用戶供熱均勻。總之，自力式調節閥不太適合這種運行模式。 

      六、分戶熱計量后變流量熱網系統的調節 

     目前蘭州市新建建筑物的分戶熱計量大多采用設共用立管且戶內為雙管的供熱系統，散熱器上均加裝溫控閥。隨著室內負荷的變化，溫控閥隨之自動變化，通過散熱器的流量也隨之變化，這使熱網的流量隨時都在變化。 

      平衡閥的初始調節是根據設計工況下各個管路的流量來進行，當調節完成且管路阻力系數不再發生變化，各管路的流量分配比例保持不變。溫控閥動作后，溫控閥的阻力系數發生變化，管路的流量也就發生相應的變化。由于溫控閥的實際開度隨著負荷的變化而變化，比如用戶A負荷增加，該管路上溫控閥開大，導致該管路流量增大，必然影響到總流量增大，其他用戶的負荷雖然沒有變化，但是受到用戶A的影響，流量也發生變化，溫控閥也必須動作以適應這種變化。因此在熱力入口加裝平衡閥雖有一定的調節作用，但是因各支路之間的相互耦合影響，促使平衡閥不斷動作調整，可能仍滿足不了要求。 

      自力式流量調節閥的功能是在工況發生變化時，盡量保持該管路的流量不變，而裝溫控閥后管路流量不斷變化，顯然與自力式流量調節閥的作用相矛盾。比如室內負荷減少，溫控閥自動關小，相應管路流量減少。而自力式流量調節閥在感知流量減少后為保持流量不變會自動開大，導致溫控閥進一步關小，如此循環，可能導致溫控閥關到最小而室溫仍高于要求。反之亦然。因此這種運行模式不能加裝自力式流最調節閥。 

     再看一下自力式壓差調節閥，假設用戶A負荷減少使溫控閥關小，相應管路流量減少，造成總流量減小。干管上的壓力損失也隨之減小，外網給用戶A處所提供的資用壓頭就會提高。而由于熱力入口處加裝了自力式壓差調節閥，該閥可根據壓差的變化自動關小，消耗額外的資用壓頭，使外網提供給用戶A的資用壓頭基本不變，以保證溫控閥正常發揮作用。 

     因此，由上分析可知，自力式壓差調節閥比較適合分戶熱計量后變流量熱網系統這種運行模式，而平衡閥和自力式流量閥則不宜在這種運行模式下使用。