浅谈供热管网水力平衡的自动调节

宋永俊

【摘 要】 供热管网在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。随着对供热管网水力平衡调试工作的重视，需要加强对供热管网水力平衡的进行自动调节。基于此，本文分析了供热管网水力失调原因，对供热管网水力平衡常用的自动调节装置及其自动调节方法进行了论述分析。

【关键词】 供热管网 水力失调 原因 水力平衡 自动化 调节装置 调节方法

一、供热管网水力失调原因的分析

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。

二、供热管网水力平衡常用的自动调节装置

自力式流量控制閥又称作定流量阀或称作最大流量限制器。自力式流量控制阀作用对象是流量。从机理上看，在一定的工作差压范围内，它可以有效地控制通过的流量。当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定。目前，供热管网（主要为二次供热管网）的热力平衡措施，主要有装设孔板，普通截止阀、平衡阀及自力式平衡阀几种，因为平衡阀及自力式平衡阀造价较高，并且也需要一定的人工调节，所以采用较少，孔板平衡措施由于管网实际安装与计算工况很难相同，所以会有一定的误差，在实际使用中有一定的困难。而装设具有一定调节能力的截止阀进行管网的水力平衡调节，由于其成本低，且管网具有可调性，得到了广泛的应用。

三、供热管网水力平衡的自动调节方法分析

1、供热管网水力平衡的自动调节方法分析。

1.1 温差法。利用用户引入口安装压力表温度计，对系统进行初调节。使整个系统首先达到热力稳定。使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化，若热源总回水温度不再变化就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有回水压力和供、回水温度，然后按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小，确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后，重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。如此反复进行，直到水力平衡。

1.2比例法。其基本原理是如果两条并联管路中的水流量以某比例流动（例如1：2），那么当总流量在+30%范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变（1：2）。具体操作为利用两台便携超声波流量计，测得阀门的流量（如平衡阀新型入口装置）及步话机来完成。

1.3CCR法。由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成，是对全系统实行一次调整的方法。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度。此方法降低了运行费用，是未来发展的方向。上述方法各有优缺点，综合分析如上各调节方法的优缺点，有研究者提出了一种新的调节方法，此方法具有比例法和CCR法的一些特点，因此，称为综合调节法。

2、合理应用综合调节法。其有别于现行的调节方法，该方法对目前解决供热管网水力平衡调节问题，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。所以，温度调节法就是通过调节各用户流量，使各用户的供、回水平均温度达到一致，从而实现各热用户室内温度彼此相同的目的。由于供热管网中各用户的供水温度一般相等，可采用回水温度调节法来简化操作。回水温度法可采用如下操作方法：以各用户回水温度的平均值或粗略的以热源的总回水温度作为基准温度，然后逐个调节各个分支的阀门，当某分支的回水温度高于基准温度时，关小阀门；反之，开大阀门，使该分支的回水温度等于基准温度。

结束语

综上所述，供热管网是一个复杂的流体网络系统，其运行工况受工作条件、环境、时间和施工等多方面的影响。使得供热管网在实际运行中往往存在水力失调问题，为了保障供热管网运行的有效性，必须加强对其水力平衡进行自动化调节，因此对供热管网水力平衡的自动化调节进行分析具有重要意义。

【参考文献】

[1] 贺平孙刚.试析供热管网水力平衡调节的措施[J].华东科技.2013