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調節閥在城市供熱管網熱平衡中如何應用？
發布于：2019/9/4 9:08:27 點擊量：186
隨著城市供熱管網自動化調節技術的飛速發展，調節閥得到了廣泛的應用，本文結合實踐，就調節閥在管網熱平衡中的調節原理和應用中應注意的問題做了一些探討總結，淺析如下：
1 供熱系統的熱平衡
1.1 供熱工程的復雜性在于：
1）要同時滿足許多個建筑空間的熱狀態，這就是建立在系統水力平衡基礎上的靜態熱平衡；
2）由于外界條件的變化，要隨機滿足熱工性能各異采暖房間的熱狀態，這就需要運行人員根據外界變化隨時調整管網，實現所謂的動態平衡。
而現在的管網設計往往不依照水力平衡的原則設計，存在先天上的不足，從上學老師講課一談到選管徑就根據流速和比摩阻確定，只要熱負荷相近，流量就相近，管徑就相同，而忽視了各個環路的資用壓差并不相同。這樣實際上造成了管徑的普遍放大，最不利環路依然存在，而且帶來了調節上的困難。我們應該科學計算增大環路支管的壓力損失，從設計上就盡量做到水力平衡。
1.2 完全依靠調節可以實現熱力平衡嗎？
理論上可以，但是熱力公司在實際工作中是做不到的。因為管網的運行是時刻變化的，是動態變化的，即使一個時點滿足了這個建筑，下一個時點很可能就不滿足了。并且盲目增加調節系統，一是經濟條件不允許，二是增加了管網的阻力，三是增加了系統的安全隱患。
1.3 供熱管網的平衡調節應該從設計源頭上加以控制
首先對于并聯的環路應該遵循水力平衡的設計原則，環路長度適中，末端最好不布置較大負荷的建筑。其次應該遵循盡量減小公共段部分的阻力，增大末端設備阻力的設計原則，這有利于各個環路的熱力平衡，按照這個原則來確定各個管段的管徑和阻力。最后應該選擇合適的水力平衡裝置，如流量調節閥，壓差調節閥等。
2 常用調節閥的正確使用
2.1 管網的靜態調節
1）靜態平衡是按照設計條件的水力平衡。
2）依靠系統的合理設計和水力平衡計算為主，結合用熱情況，不能滿足時，配置必要的調節閥進行過剩壓差節流，或設置增壓水泵補充壓差的不足。
3）管網壓差過剩調節主要依靠手動調節閥。
4）管網壓差不足調節主要采用增壓水泵。
5）當網路水力工況發生變化時，需要重新進行手動調節。
2.2 管網的動態調節
1）動態平衡是發生偏離設計條件后利用自動調節手段進行的跟蹤水力平衡。
2）供暖管網一般采用自力式調節閥：包括恒流量調節閥、恒差壓調節閥和電動調節閥。
3）恒流量調節閥適用于定流量系統。外網壓差變化時維持被調節對象設定流量穩定不變。
4）恒壓差調節閥適用于變流量系統。當系統管網壓力變化或者被調節對象內部流量變化時，通過閥體內部結構的自動調整來達到被調節對象的資用壓差不變。
5）電動調節閥主要用于自控系統，通過預先設定如溫度或壓力參數，讓閥門的開啟度隨著設定參數的變化而動態變化，來適時調節以滿足系統的動態平衡。
2.3 調節閥配置是否越多越好？
調節閥的設置應該通過對系統的科學分析后進行合理設置，當調節對象資用壓差過大時可以設置，而資用壓差合適時無需設置，只需要設置關閉用閥門即可。采暖入口裝置配置過于復雜，造成過大的壓力損失，利少而弊多。應明確：
1）只有當調節對象資用壓差有富余量時調節閥才起作用。
2）所有的閥門都具備調節功能，只是由于內部結構的不同和功能要求的不同而造成各自的調節功能不盡相同而已。
3）所有的閥門的內部結構不一樣其阻力特性曲線就不一樣，閥門的調節就是通過改變其自身的阻力特性來達到調節的目的，實際上就是改變閥門的開啟度。閥門的開啟度與阻力特性是成反比關系的。
2.4 靜態調節閥的特性
靜態調節閥具備兩個基本特征，一是閥門的開啟度與流量大小成線性關系，二是閥門本身內部阻力大。主要是手動調節閥，包括普通調節閥和平衡閥，二者的區別是平衡閥的兩端留有測壓口，普通調節閥沒有。
2.5 動態調節閥的特性
動態調節閥有兩種調節特性恒流量或恒壓差。驅動方式：自力式、外力驅動（電動、氣動等）式。
1）恒流量調節閥。首先和大家溫習一下流體力學的一個基本公式：
ΔP=S·G2
G=（ΔP/S）0.5
通過該公式可以看出，如維持流量不變，只需要改變閥門的開啟度，使系統的內部阻力特性S值與閥門的壓差ΔP等比變化即可。恒流量調節閥就是根據這個原理，通過監測閥門的壓差信號自力改變閥門的開度，從而改變了系統的總阻力特性S值，以達到被調節對象的流量恒定。
適用條件：外網壓差≧3m，針對于一定口徑閥門的允許流量范圍內。
2）恒壓差調節閥。
這種調節閥主要應用于實行分戶計量后用戶端的調節。實行分戶計量后，用戶根據自己的需要調整自力式溫控閥或其他調節構件時，必然造成用戶系統內部阻力變化，閥門前后的的壓差隨之變化，這種累積效應多了必然會影響整個管網的安全運行。恒壓差調節閥通過選取用戶系統供回水兩端的壓差信號，作為自力調節的依據，使得系統供回水兩端的壓差保持恒定，從而保證了管網運行的穩定。
它的調節原理也是依據以上公式進行的，也是根據流量、阻力損失和阻力特性值三者的關系來進行調節的。
適用條件：外網壓差≧3m，針對于一定口徑閥門的允許壓力范圍內。
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