供熱管網(wǎng)水力平衡的調(diào)節(jié)措施探討

李兵 楊正華 譚軍

摘? 要：供熱管網(wǎng)關(guān)系到國計(jì)民生，隨著國家對節(jié)能減排的控制，全面提高管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性，改善供熱質(zhì)量，是供熱行業(yè)所面臨的重要課題。文章主要對供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法進(jìn)行探討和分析。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng);水力平衡;調(diào)節(jié)方法

中圖分類號：TU833 文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)離不開熱網(wǎng)建設(shè)，熱網(wǎng)全面滿足了供熱需要，為人們的生活工作創(chuàng)造良好條件。只有全面提高熱網(wǎng)效率，保證水力平衡，才能確保管網(wǎng)安全穩(wěn)定，更好地服務(wù)生活、服務(wù)社會。水力平衡問題主要是網(wǎng)路中各熱用戶在其他熱用戶流量改變時(shí)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(shí)現(xiàn)熱量變現(xiàn)，保證熱力能力。城市的供熱管網(wǎng)相對復(fù)雜，整體看是一個(gè)流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過熱源地向用戶擴(kuò)散，進(jìn)入千家萬戶，形成熱源供應(yīng)。在運(yùn)行過程中，其工況主要會受到條件、環(huán)境、時(shí)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(shí)現(xiàn)用戶滿意的用熱需求，從技術(shù)上看，不論設(shè)計(jì)多科學(xué)合理，認(rèn)真細(xì)致，熱管網(wǎng)建成投入使用后，都會產(chǎn)生一定的問題，影響到用戶用熱質(zhì)量，也就是說，一些用戶流量始終達(dá)不到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，有些用戶流量偏大，也有些偏小，還有一些用戶室溫達(dá)不到供熱的標(biāo)準(zhǔn)，冷熱不均、熱力失調(diào)的情況，嚴(yán)重影響到了企業(yè)的社會形象，影響了供求關(guān)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(wǎng)水力失調(diào)問題及原因

供熱管網(wǎng)關(guān)系到人們的切身利益，但是，在實(shí)際運(yùn)行中，一些區(qū)域受條件的限制，存在水力失調(diào)現(xiàn)象，這就直接導(dǎo)致了熱水供熱系統(tǒng)供熱不穩(wěn)定、不充分，實(shí)際到達(dá)熱用戶流量與設(shè)計(jì)流量存在一定的差距，無法滿足供熱標(biāo)準(zhǔn)需要。

水力工況失調(diào)是當(dāng)前存在的普遍現(xiàn)象，在供熱管網(wǎng)運(yùn)行中嚴(yán)重影響到供熱質(zhì)量，這是一個(gè)普遍存在的問題，只有不斷采取科學(xué)措施，強(qiáng)化水力流量管理，才能解決水力失調(diào)，實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡，確保管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。造成水力失調(diào)的主要因素較多，最為主要的有如下幾個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)與實(shí)際不符。有一些工程在設(shè)計(jì)之初考慮較為周全，從工程設(shè)計(jì)角度看，不存在失調(diào)的問題，整體設(shè)計(jì)是依據(jù)當(dāng)?shù)厮W(xué)理論計(jì)算得出的，相關(guān)數(shù)據(jù)截取符合用量需要，但是，在實(shí)際施工過程中，相應(yīng)使用的管材直徑、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)卻千差萬別，設(shè)計(jì)與施工不符，影響到了水力流量，導(dǎo)致失調(diào)情況發(fā)生;二是施工質(zhì)量影響。有一些區(qū)域施工時(shí)，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(qiáng)行施工，導(dǎo)致一些管路不符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，走向不合理、埋設(shè)有問題，影響了水力供應(yīng)效果，供熱管網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中不能達(dá)到水力的平衡;三是新增用戶影響。有一些熱網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其用戶總量不準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)偏小，管網(wǎng)建成后在用戶基數(shù)增加的情況下，使原有水力平衡受到一定破壞，滿足不了區(qū)域人口需要;四是管網(wǎng)維護(hù)不當(dāng)。熱管網(wǎng)在長期使用后，沒有得到良好維護(hù)，一些管網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致了管網(wǎng)水力流量變慢，熱量跟不上，出現(xiàn)水力不平衡現(xiàn)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(shí)際應(yīng)用中，常常會使用平衡閥和自力式流量控制閥來進(jìn)行控制，可以有效改變水力供應(yīng)穩(wěn)定性。

平衡閥在熱網(wǎng)中有著重要的作用，是一次性手動調(diào)節(jié)裝置，但是，在實(shí)際中，卻無法自動隨系統(tǒng)工況變化而變化水力的阻力系數(shù)，所以也稱為靜態(tài)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(diào)孔板對水力進(jìn)行控制，確保管網(wǎng)水力平衡，改變管網(wǎng)系統(tǒng)阻力，這樣，就能夠基本達(dá)到各個(gè)環(huán)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(jìn)行合理的控制與調(diào)節(jié)。自力式流量控制閥作用對象是針對流量來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，從其工作原理上看，水力達(dá)到一定壓力，在固定的工作壓差范圍內(nèi)，其就啟動發(fā)生作用，有效控制通過的流量。根據(jù)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(guān)小控制流量不讓其增加;反之，則會減少，確保壓差的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)控制水流量的目的。

從當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用看，供熱管網(wǎng)熱力平衡措施主要是裝設(shè)孔板，普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥幾種方式，根據(jù)不同的條件做好水力控制，特別是對二次熱網(wǎng)中，其作用非常大，能夠保證區(qū)域熱力的均衡，確保水力流量符合設(shè)計(jì)要求。平衡閥及自力式平衡閥造價(jià)高，人力調(diào)節(jié)操作多，在實(shí)際應(yīng)用中較少，孔板平衡存在誤差，在管網(wǎng)實(shí)際安裝中需要根據(jù)工況決定，做好科學(xué)的計(jì)算，通過數(shù)據(jù)控制，決定選擇使用標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槠湔`差的原因，很多區(qū)域不建議使用。相比之下，截止閥較實(shí)用，在一些管網(wǎng)控制上，得到廣泛推廣與使用，其能夠有效實(shí)現(xiàn)水力平衡與調(diào)節(jié)，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性。

3 水力平衡調(diào)節(jié)方法

隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與推廣，一些新技術(shù)、新工藝得到開發(fā)，目前來看，國內(nèi)主要采用調(diào)節(jié)方法為溫差法、比例法及CCR法。

3.1 溫差法

溫差法是當(dāng)前應(yīng)用最多的一種方式，在實(shí)際熱量供應(yīng)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(jì)，通過溫度計(jì)，對系統(tǒng)進(jìn)行初步的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)熱力穩(wěn)定的目的。通過溫度控制，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度值，一般情況下，網(wǎng)路供水溫度保持60℃以上，從溫度計(jì)上看，如果能夠長期處于恒定的某個(gè)溫度上，不產(chǎn)生巨大的變化，只要熱源總回水溫度不變化，此時(shí)，我們就可以認(rèn)為整個(gè)系統(tǒng)已達(dá)到熱力穩(wěn)定的效果。此時(shí)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(guī)模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調(diào)節(jié)次序。調(diào)節(jié)時(shí)，需要對供熱面積大、人口規(guī)模多、溫差偏離的熱用戶調(diào)節(jié)，確保第一輪次調(diào)節(jié)符合基本標(biāo)準(zhǔn)，觀察運(yùn)行情況，如果幾小時(shí)內(nèi)依然保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)，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(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)，做好第二輪調(diào)節(jié)，不斷循環(huán)操作，達(dá)到合理溫度為止。

3.2 比例法

比例法是一種較為復(fù)雜的方式，其原理是兩條并聯(lián)管路水流量以1：2流動，就需要根據(jù)問題情況計(jì)算，當(dāng)總流量+30% 范圍內(nèi)變化時(shí)，各管路間的流量比仍然保持1：2，則表明水力達(dá)到了基本的平衡。在實(shí)際運(yùn)行中，需要使用兩臺便攜工超聲波流量計(jì)，測得流量閥門流量情況，再使用步話機(jī)及時(shí)做好聯(lián)絡(luò)，保證各處水流量的均衡，通過協(xié)調(diào)控制，保證水力調(diào)節(jié)效果，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中并不多，主要是比例法調(diào)節(jié)對操作人員素質(zhì)要求非常高，同時(shí)還需加兩臺相同流量計(jì)來完成，人員素質(zhì)不高、設(shè)備沒有投入，則無法完成流量調(diào)節(jié)測試。

3.3 CCR法

CCR法是一個(gè)系統(tǒng)方法，操作時(shí)，需要完成數(shù)據(jù)、計(jì)算和調(diào)整，任何一個(gè)步驟都決定了調(diào)節(jié)的精度。需要對全系統(tǒng)阻力進(jìn)行科學(xué)的分析及計(jì)算，通過對全系統(tǒng)的調(diào)整，確保流量合理。CCR法需要提前測出管網(wǎng)各段阻力數(shù)值，根據(jù)阻力值獲取各支路流量閥門開度，按照開度標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，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(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠確保調(diào)整效果，同時(shí)也節(jié)省了時(shí)間與費(fèi)用。

3.4 綜合調(diào)節(jié)法

綜合調(diào)節(jié)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(tǒng)投資少、容易操作，能夠快速全面的解決好供熱管網(wǎng)水力平衡問題，在實(shí)際應(yīng)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(diào)節(jié)法有動態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)法和溫度調(diào)節(jié)法兩種。動態(tài)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(shí)現(xiàn)了流量的恒定，需要合理設(shè)計(jì)出流量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)流量標(biāo)準(zhǔn)，做好控制閥開度，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)總循環(huán)量和各分路管網(wǎng)的熱負(fù)荷流量，對于沒有進(jìn)行分戶供熱的用戶，適合使用這種方法，做好水力調(diào)節(jié)，保證定流量系統(tǒng)穩(wěn)定性。自力式壓差控制閥作用對象是壓差，準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)壓降才能發(fā)揮其實(shí)用功能。

水力調(diào)節(jié)需要全面遵循規(guī)律，并聯(lián)支路任一支路阻力改變，都會導(dǎo)致整個(gè)供熱管網(wǎng)流量一輪新的分配，如果關(guān)閉支路閥門，就會出現(xiàn)其他支路增大流量的可能。第一輪調(diào)節(jié)需要全面檢查各處閥門，確保系統(tǒng)全開，這樣才能做好初步的調(diào)節(jié)，根據(jù)流量溫度，合理設(shè)置閥門大小。溫度調(diào)節(jié)法是最好的解決措施，受建筑室內(nèi)溫度與供回水平均溫度差的影響，需要對水力進(jìn)行科學(xué)的控制與調(diào)整，確保相互間對應(yīng)關(guān)系更加合理?；厮{(diào)節(jié)主要是按照用戶的需求進(jìn)行，各用戶回水溫度不同，需要計(jì)算出用戶的均值，計(jì)算時(shí)，可以按照熱源總回水溫度為基準(zhǔn)溫度，再對各分支閥門進(jìn)行調(diào)整，如果一個(gè)分支回水溫度高于基準(zhǔn)溫度，則需要關(guān)小閥門，確保各公支管路供熱均衡，最終實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)，保證供熱效果與質(zhì)量。

4 結(jié)束語

供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)試專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)要求高，只有科學(xué)計(jì)量，合理測算，才能有效調(diào)節(jié)好管網(wǎng)水力，確保各支路水力均衡，要在實(shí)踐中不斷積累，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，有效實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)水力平衡，滿足用戶基本需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慶.供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法的研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011（12）.

[2]賀平，孫剛.試析供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的措施[J].華東科技，2013（05）.

[3]王婷.淺談供熱管網(wǎng)水力平衡[J].山西建筑，2010（30）.

balance; regulation method