集中供热管网水力失调及应对措施探究

任鲁彦

摘  要：水力平衡失调严重扰乱了用户的正常生活，对供热企业也产生了极大的影响。探究供热管网体系水力失衡的内因，详述了水力系统管理的基本准则，例举了几类有效的管网水力失衡的解决方案与方法。

关键词：供热管网;水力失调;原因;措施

1 供热管网水力工况失调原因分析

管网生产管理的好坏对整个城市集中供热管网系统运行效率与质量有着重要的影响，而实际管网运行管理中都存在不同程度水力工况失调问题，使得城市集中供热质量颇受用户质疑，同时对供热公司造成较大的经济损失。供热管网体制水力失衡的因素是多方面的。对城市集中供热系统进行分析，得到供热管网水力工况失调的原因主要为以下几个方面[1，2]：

（1）供热管网系统中管道的类型有很多种，造成整个系统在用户使用情况下出现失调现象，因此需要通过人为方式进行调试，但调试的结果并不乐观。在供热管网最初构建的时候，它的构想是要满足最低级用户的需求，而且其余的用户供热要正常使用。如采用此种流量分配方式，而不进行人为的控制调节，将会造成严重的水力失调现象。

（2）系统环路中使用较多的循环水泵，而所使用循环水泵规格型号并不一定满足功能需求，存在流量或扬程不搭配的问题。循环水泵不搭配容易造成工作点的偏离，使得管网水力工况不能处于有效工作区间，产生水力失调问题。

（3）用户对于热量的使用量的不断改变，造成供热管网网络一直处于变化状态，使得网络流量进行再次分配，所以出现管网水力系统失衡。

（4）对于取暖的系统大多数客户都使用了单管顺序式，而且缺少有效调节设备，这也是出现水力失衡的因素之一。

2 集中供热管网系统水力失调治理

集中供热管网系统水力失调问题的解决原则为：针对系统实际情况，采用单项或多项联合技术手段，确保供热质量以及技术经济的可行性。水力失衡的处理方式有重新购买设备管道或者更换其余配件、附加阻力、压头技术等，但在实际操作过程中应首先完成如下两个方面：

一是校核性水力计算。校核性水力计算是发展和解决问题，制定出正确方案的宗旨。在旧系统改造项目中经常会使用这种计算方法，其相关数据都已经掌握，有利于水力计算后迅速找出问题所在。

二是优化水泵配置与选择。主要针对新的供热系统设计，主要涉及附加压头水泵和循环水泵。在设计新的供热管网时，应首先进行方案的比选，选择更换主循环水泵或增加其他加压水泵，通过多个方案的技术经济比较得出最佳的实施方案[3]。

3 供热系统水力失调应对措施

3.1 附加阻力可减少用户系统过多的资用压头

集中供热网系统中包含了大量的用户环路，用户与用户之间对于热量和流量的使用情况有所差异，所以，在进行最初构建时很难满足不同用户的需求。在构建管网系统进行循环水泵选型时，为了让它满足最远用户的需求，采取最不合理的运行工况环路阻力计算方法，所以，系统所有支路都有压头的存在。而剩余压头是造成水力失调的主要根源，如在系统运行之初不能采取有效措施，降低或消除剩余压头，必将引起系统产生严重的水力失调现象。

目前采取的降低剩余压头措施为人工调节阀门，但其应用效果则不如人意。导致这一情况出现的原因是：系统中用户之间的环路是有联系的，比如，对其中一个用户实行环路调节，其他用户系统也会随之改变，其结果往往需要多次反复调节才能达到较为满意的效果;这种人工调节方式不仅费时、费力，而且应用具有非常大的局限性，当用户系统数量出现变动时，则需重新进行调节。

配备自动调节设备是减少用户多余压头的最好解决方法，利用设备自动调节进而实现平衡，称之为“附加阻力平衡”。相较于人工调节方式，附加阻力平衡技术省时、省力，并且能够确保循环水泵运行工况点在高效工作区间，具备较高的节能效果。

3.2 附加压头增加用户不足的资用压头

此种方式主要针对循环水泵扬程不足，系统网络用户的增加对水泵能力提出更大的要求，供热管网系统水泵扬程不够会造成阻力的不平衡，而运用附加阻力方法不能够达到调节效果，更换设备与附件需要花费大量人力、物力。

通过附加压力增加用户不够的资用压头，主要措施是在管网系统的出入口安装一个不同规格的水泵，来填补用户系统压头不足，进而使得各环路达到阻力平衡。附加压头平衡方法和附加阻力平衡方法，前者节能效果更强，可以减少水泵的用电量，所以，它具有很大的优势。

以往存在个别用户安装加压水泵发生“抢水”现象，造成个别用户供热增加，但其他用户循环水量减少。出现这一现象的原因是匹配了扬程不合理的加压水泵，由于扬程较大造成附加压头增加，因此别的用户资用压头被降低，导致水力失调发生。而随着技术的进步，不同规格、性能的水泵涌现到市场，选择合格水泵就可有效避免“抢水”情况的发生[4]。

3.3 选择具备调节功能的双管采暖系统

目前，根据我国现有热量收费的方式，采用可调节的双管采暖系统是相对合理的模式，它拥有必备的调节功能。这种系统在入口配备了先进的热量计和流量控制阀，也可以采用热量计和压差控制阀模式进行调节。通过在散热器安装热量调节设备，继而实现用户按自己需求进行流量与热量的调节，供热企业也能够遵照用户使用情况来实现按需收费。为了防止出现水力失调现象，热网系统需流畅，使用的水泵必须拥有强大的能力，保证循环水的流量和动力。实践证明，在用户系统入口安装调节设备能够大幅度消除剩余压头，但对于已成型的集中供热管网系统而言，如不具备此种调节功能，則需花费大量经费、时间对旧系统进行改造。

3.4 运行模式选择“大流量、小温差”

此种运行模式主要针对的是供热管网冷热不均导致的水力失调问题。“大流量、小温差”运行模式虽能够在某种程度上提升过冷用户供热温度，但依旧无法改善过热用户温度过高问题;同时，流量的增加意味着能量消耗的能加，在不能够保证供热效果的前提下，会造成系统能量的浪费。因此，“大流量、小温差”运行方式选择不被推荐，但在某种情形下仍具备一定的应用价值。

4 结束语

水力失调对于供热管网系统而言是一种经常出现的现象，对用户的生活造成了很大程度上的影响，还会产生一些不必要的浪费。出现这种现象的因素不是单一的而是多方面的，设计院、供热企业等应选择最合理、最经济、最有效的方法来解决，根据实际供热系统现状，可选其一或者多种调节措施，最大程度的保证供热系统的正常运行。

参考文献

[1]柳箭.根除热网水力失调的节能技术[J].建设科技，2011，8：56-59.[2]张庆.集中供热管网水力失调问题的分析及解决措施[J].山东工业技术，2015，4：70.

[3]韩忠.供热管网水力失调的治理及其优化[J].科技情报开发与经济，2003，6：233-234.

[4]蔡启林.供热系统水力失调的综合治理[J].煤气与热力，2002，4：300-302.