浅谈小区热力管道设计的水利调节

张祖鹏 曲忠册

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动态水力平衡阀

在近几年从事小区热力管道设计过程中，我深深体会到，目前国内热力管道设计技术发展尚不成熟，很多细节问题规范、图集中尚无统一、明确规定，因此需要设计人员在设计过程中，多与施工队交流，总结工程经验。另外很多设计人员在设计过程中根本不进行详细计算，而是根据自己的经验，进行大体估算，而且在管网布置后也不进行水力平衡计算，这就造成了后期运行中存在诸多问题，像末端用户不热，整体循环不好等问题.

小区热力管道设计相对于市政热力管线设计来说，介质温度低、压力低，危险系数较低，但是由于用户多，分支多，管线布置较为复杂，水力损失较大，因此需要在管线布置后进行水利平衡计算，进而进行相应的水力调节。

热力管线的水力失调分为静态和动态两种。就静态水力失调来说，我们可以通过在分支阀门井的回水管上安装静态水力平衡设备的方式来加以调整。下面我们以一个住宅小区为例进行分析，该小区有4个热力分支，分支1、2、3、4，在设计之后未安装静态水力平衡设备之前，现场测得的末端设备流量即通过改造水泵来满足流量的计算结果如下图中表1所示，该系统为静态失调的水力系统。

有图表1可见，设计总流量为42t/h,但为了保证最不利环路达到设计流量，2实际水泵所需的最小流量54.5t/h,远远大于设计总流量。

这样的系统既不节能，也不舒适，因此必须安装静态水力平衡设备对系统进行改造。

由表2可见，设计总流量为42t/h，系统静态平衡后的实际总流量也是42t/h，且各个末端设备的流量同时达到设计流量，即实现了静态水力平衡。

为保证热力系统的最佳运行，必须在初调试时对系统进行静态水力平衡联调，保证在系统调试合格后各个末端设备的流量同时达到设计流量，即系统能均

衡的输送足够的水量到各个末端设备。

就动态水力失调来说，我们可以通过安装动态水力平衡设备的方式来加以调整。仍以上述小区为例进行分析。假设分支1有2栋楼：楼栋1，楼栋2，假设楼栋1要求温度18℃,楼栋2要求温度20℃，假设某一时刻楼栋1已达到平衡状态18℃，这是电动调节阀的开度维持在某一位置以输出一个恒定的流量。楼栋2此刻温度为22℃，这时测定温度和设定温度在温度控制器进行比较，输出信号将电动调节阀2关小以减少分支2的流量，使分支2流量降低，测量温度降低，接近设定温度；但同时系统主管间的压差会增大，电动调节阀1流量增大，分支一的温度会增大，仍然偏离平衡状态。在该入户井回水管上安装动态水力平衡阀后，由于该阀的动态平衡作用，使楼栋1.2之间的压差并不发生变化，因此楼栋1的流量维持不变，使该区域仍处于平衡状态。楼栋2的调节对已经平衡的楼栋1不产生影响，因此他们之间不产生动态水力失调。

动态水力平衡阀是根据设计流量由厂家在出厂前定制的，现场不需要进行任何调试。

小区热力管线在管道布置时，应力求短、直，尽量避免“走弯路”，以减少运行过程中水力损失。在管网布置完成后，应进行详细的水力平衡计算，工程竣工验收必须进行水力平衡检测。在进行计算后，可以通过调节管网管径，局部调整管网布置，设置水力平衡阀等方式，对系统进行水力平衡调试。在建筑物热力入口应安装静态水力平衡阀，在室内供暖系统为变流量系统时，不应设自力式流量控制阀，是否设置自力式压差控制阀应通过计算热力入口的压差变化幅度确定。静态水力平衡阀或自力式控制阀的规格应按热媒设计流量、工作压力及阀门允许压降等参数经计算确定，其安装位置应保证阀门前后有足够的直管段，没有特别说明的情况下，阀门前直管段长度不应小于5倍管径，阀门后直管段长度不

应小于2倍管径。

小区热力管道设计中的水利失调，是导致小区供暖效果不佳的重要原因之一，因此我们在日后设计中一定要加以重视。合理利用水力平衡阀，力求使系统达到水力平衡。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。