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調(diào)節(jié)閥在城市供熱管網(wǎng)熱平衡中如何應(yīng)用？
發(fā)布于：2019/9/4 9:08:27 點(diǎn)擊量：167
隨著城市供熱管網(wǎng)自動化調(diào)節(jié)技術(shù)的飛速發(fā)展，調(diào)節(jié)閥得到了廣泛的應(yīng)用，本文結(jié)合實(shí)踐，就調(diào)節(jié)閥在管網(wǎng)熱平衡中的調(diào)節(jié)原理和應(yīng)用中應(yīng)注意的問題做了一些探討總結(jié)，淺析如下：
1 供熱系統(tǒng)的熱平衡
1.1 供熱工程的復(fù)雜性在于：
1）要同時滿足許多個建筑空間的熱狀態(tài)，這就是建立在系統(tǒng)水力平衡基礎(chǔ)上的靜態(tài)熱平衡；
2）由于外界條件的變化，要隨機(jī)滿足熱工性能各異采暖房間的熱狀態(tài)，這就需要運(yùn)行人員根據(jù)外界變化隨時調(diào)整管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)所謂的動態(tài)平衡。
而現(xiàn)在的管網(wǎng)設(shè)計(jì)往往不依照水力平衡的原則設(shè)計(jì)，存在先天上的不足，從上學(xué)老師講課一談到選管徑就根據(jù)流速和比摩阻確定，只要熱負(fù)荷相近，流量就相近，管徑就相同，而忽視了各個環(huán)路的資用壓差并不相同。這樣實(shí)際上造成了管徑的普遍放大，最不利環(huán)路依然存在，而且?guī)砹苏{(diào)節(jié)上的困難。我們應(yīng)該科學(xué)計(jì)算增大環(huán)路支管的壓力損失，從設(shè)計(jì)上就盡量做到水力平衡。
1.2 完全依靠調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)熱力平衡嗎？
理論上可以，但是熱力公司在實(shí)際工作中是做不到的。因?yàn)楣芫W(wǎng)的運(yùn)行是時刻變化的，是動態(tài)變化的，即使一個時點(diǎn)滿足了這個建筑，下一個時點(diǎn)很可能就不滿足了。并且盲目增加調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一是經(jīng)濟(jì)條件不允許，二是增加了管網(wǎng)的阻力，三是增加了系統(tǒng)的安全隱患。
1.3 供熱管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)應(yīng)該從設(shè)計(jì)源頭上加以控制
首先對于并聯(lián)的環(huán)路應(yīng)該遵循水力平衡的設(shè)計(jì)原則，環(huán)路長度適中，末端最好不布置較大負(fù)荷的建筑。其次應(yīng)該遵循盡量減小公共段部分的阻力，增大末端設(shè)備阻力的設(shè)計(jì)原則，這有利于各個環(huán)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(yīng)該選擇合適的水力平衡裝置，如流量調(diào)節(jié)閥，壓差調(diào)節(jié)閥等。
2 常用調(diào)節(jié)閥的正確使用
2.1 管網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)節(jié)
1）靜態(tài)平衡是按照設(shè)計(jì)條件的水力平衡。
2）依靠系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和水力平衡計(jì)算為主，結(jié)合用熱情況，不能滿足時，配置必要的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行過剩壓差節(jié)流，或設(shè)置增壓水泵補(bǔ)充壓差的不足。
3）管網(wǎng)壓差過剩調(diào)節(jié)主要依靠手動調(diào)節(jié)閥。
4）管網(wǎng)壓差不足調(diào)節(jié)主要采用增壓水泵。
5）當(dāng)網(wǎng)路水力工況發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。
2.2 管網(wǎng)的動態(tài)調(diào)節(jié)
1）動態(tài)平衡是發(fā)生偏離設(shè)計(jì)條件后利用自動調(diào)節(jié)手段進(jìn)行的跟蹤水力平衡。
2）供暖管網(wǎng)一般采用自力式調(diào)節(jié)閥：包括恒流量調(diào)節(jié)閥、恒差壓調(diào)節(jié)閥和電動調(diào)節(jié)閥。
3）恒流量調(diào)節(jié)閥適用于定流量系統(tǒng)。外網(wǎng)壓差變化時維持被調(diào)節(jié)對象設(shè)定流量穩(wěn)定不變。
4）恒壓差調(diào)節(jié)閥適用于變流量系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)壓力變化或者被調(diào)節(jié)對象內(nèi)部流量變化時，通過閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的自動調(diào)整來達(dá)到被調(diào)節(jié)對象的資用壓差不變。
5）電動調(diào)節(jié)閥主要用于自控系統(tǒng)，通過預(yù)先設(shè)定如溫度或壓力參數(shù)，讓閥門的開啟度隨著設(shè)定參數(shù)的變化而動態(tài)變化，來適時調(diào)節(jié)以滿足系統(tǒng)的動態(tài)平衡。
2.3 調(diào)節(jié)閥配置是否越多越好？
調(diào)節(jié)閥的設(shè)置應(yīng)該通過對系統(tǒng)的科學(xué)分析后進(jìn)行合理設(shè)置，當(dāng)調(diào)節(jié)對象資用壓差過大時可以設(shè)置，而資用壓差合適時無需設(shè)置，只需要設(shè)置關(guān)閉用閥門即可。采暖入口裝置配置過于復(fù)雜，造成過大的壓力損失，利少而弊多。應(yīng)明確：
1）只有當(dāng)調(diào)節(jié)對象資用壓差有富余量時調(diào)節(jié)閥才起作用。
2）所有的閥門都具備調(diào)節(jié)功能，只是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同和功能要求的不同而造成各自的調(diào)節(jié)功能不盡相同而已。
3）所有的閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣其阻力特性曲線就不一樣，閥門的調(diào)節(jié)就是通過改變其自身的阻力特性來達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，實(shí)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(guān)系的。
2.4 靜態(tài)調(diào)節(jié)閥的特性
靜態(tài)調(diào)節(jié)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(guān)系，二是閥門本身內(nèi)部阻力大。主要是手動調(diào)節(jié)閥，包括普通調(diào)節(jié)閥和平衡閥，二者的區(qū)別是平衡閥的兩端留有測壓口，普通調(diào)節(jié)閥沒有。
2.5 動態(tài)調(diào)節(jié)閥的特性
動態(tài)調(diào)節(jié)閥有兩種調(diào)節(jié)特性恒流量或恒壓差。驅(qū)動方式：自力式、外力驅(qū)動（電動、氣動等）式。
1）恒流量調(diào)節(jié)閥。首先和大家溫習(xí)一下流體力學(xué)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(tǒng)的內(nèi)部阻力特性S值與閥門的壓差ΔP等比變化即可。恒流量調(diào)節(jié)閥就是根據(jù)這個原理，通過監(jiān)測閥門的壓差信號自力改變閥門的開度，從而改變了系統(tǒng)的總阻力特性S值，以達(dá)到被調(diào)節(jié)對象的流量恒定。
適用條件：外網(wǎng)壓差≧3m，針對于一定口徑閥門的允許流量范圍內(nèi)。
2）恒壓差調(diào)節(jié)閥。
這種調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用于實(shí)行分戶計(jì)量后用戶端的調(diào)節(jié)。實(shí)行分戶計(jì)量后，用戶根據(jù)自己的需要調(diào)整自力式溫控閥或其他調(diào)節(jié)構(gòu)件時，必然造成用戶系統(tǒng)內(nèi)部阻力變化，閥門前后的的壓差隨之變化，這種累積效應(yīng)多了必然會影響整個管網(wǎng)的安全運(yùn)行。恒壓差調(diào)節(jié)閥通過選取用戶系統(tǒng)供回水兩端的壓差信號，作為自力調(diào)節(jié)的依據(jù)，使得系統(tǒng)供回水兩端的壓差保持恒定，從而保證了管網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
它的調(diào)節(jié)原理也是依據(jù)以上公式進(jìn)行的，也是根據(jù)流量、阻力損失和阻力特性值三者的關(guān)系來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
適用條件：外網(wǎng)壓差≧3m，針對于一定口徑閥門的允許壓力范圍內(nèi)。
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