王恒彬

供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因與改造策略

王恒彬

北京華鑫中日投資管理有限責(zé)任公司

供熱質(zhì)量的好壞直接影響人民的生活，而在實(shí)際供熱運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)熱網(wǎng)用戶真實(shí)流量和額定流量不一致現(xiàn)象，水能和熱能也大量浪費(fèi)。如何克服水力失調(diào)，實(shí)現(xiàn)用水均衡有效，提高供暖質(zhì)量減少資源浪費(fèi)也越來(lái)越為業(yè)內(nèi)所關(guān)注。本文在分析水力失調(diào)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因的基礎(chǔ)上提出了室內(nèi)供暖系統(tǒng)的改造方法。

水力失調(diào)；節(jié)能改造；供暖系統(tǒng)

一、水力失調(diào)

水力失調(diào)是供暖系統(tǒng)先天性的弊病，是客觀存在和不可避免的。因?yàn)?，在管網(wǎng)系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)路的長(zhǎng)短不同，阻力就會(huì)不同，熱媒流過(guò)時(shí)所需的循環(huán)動(dòng)力也不同，而循環(huán)水泵的動(dòng)力以管網(wǎng)系統(tǒng)中最大的阻力為準(zhǔn)進(jìn)行選配。如果不采取有效的措施減少各個(gè)環(huán)路的阻力差，水力失調(diào)就必然會(huì)存在。合理規(guī)劃供暖系統(tǒng)，減少水力失調(diào)意義重大。供熱管網(wǎng)系統(tǒng)在進(jìn)行的水力施工作業(yè)計(jì)算時(shí)，往往受到管道內(nèi)熱媒的流速和管道管徑規(guī)格限制，使得用戶實(shí)際流量偏離額定流量。我們把供熱管網(wǎng)中的某些管段在運(yùn)行中的實(shí)際運(yùn)行流量Gs與理想流量Ge（設(shè)計(jì)流量）的不一致現(xiàn)象稱(chēng)作供熱管網(wǎng)水力失調(diào)。這種現(xiàn)象的發(fā)生導(dǎo)致用戶實(shí)際分配的熱量比初值減少。我們?nèi)绻麑⑺κд{(diào)定義為管段（或用戶）的實(shí)際運(yùn)行流量與設(shè)計(jì)流量（理想流量）的比值，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是：

式中：φ為水力失調(diào)度；

Gs為實(shí)際運(yùn)行流量；

Ge為理想流量(設(shè)計(jì)流量)。

系統(tǒng)失調(diào)一般分為一致失調(diào)和不一致失調(diào)。

二、供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因

供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因很多，可能出現(xiàn)在設(shè)計(jì)上的，也可能出現(xiàn)在管理中，都是在施工中不能完全避免的原因。

（1)在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，由于管道內(nèi)熱媒流速不允許超過(guò)限定流速，管徑規(guī)格有限等，在網(wǎng)絡(luò)各分支環(huán)路或用戶系統(tǒng)各立管環(huán)路之間，其阻力損失是不可能在設(shè)計(jì)的流量分配下達(dá)到平衡。使熱用戶實(shí)際流量分配不能符合設(shè)計(jì)所需的流量要求，就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。

（2)由于新接人熱用戶或停運(yùn)部分熱用戶，全網(wǎng)阻力特性改變，會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。而熱用戶室內(nèi)水力工況變化也會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。另外，當(dāng)用戶和施工人員隨意調(diào)整網(wǎng)路分支閥門(mén)或用戶人口閥門(mén)也會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。

（3)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)沒(méi)有很好地進(jìn)行初調(diào)節(jié)，也會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。由于網(wǎng)路近端熱用戶的作用壓差很大，位于網(wǎng)路近端的熱用戶，其實(shí)際流量往往比規(guī)定流量要大得多，而位于網(wǎng)路遠(yuǎn)端的熱用戶，其作用壓差和流量將小于規(guī)定的數(shù)值，這種不一致的失調(diào)需要通過(guò)網(wǎng)路的初調(diào)節(jié)來(lái)解決，否則，就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。

（4)網(wǎng)路或熱用戶局部管道堵塞也會(huì)導(dǎo)致相關(guān)熱用戶流量減少出現(xiàn)水力失調(diào)。

三、供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的解決方法

（1)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，盡量提高供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，即相對(duì)地減小網(wǎng)路干管的壓降，或相對(duì)地增大用戶系統(tǒng)的壓降。即在進(jìn)行網(wǎng)路水力計(jì)算時(shí)，選用較小的比摩阻，適當(dāng)?shù)卦龃罂拷鼰嵩吹木W(wǎng)路干管直徑，對(duì)提高網(wǎng)路的水力穩(wěn)定性，減少水力失調(diào)的發(fā)生，效果尤其顯著。

（2）在運(yùn)行過(guò)程中合理進(jìn)行網(wǎng)路的初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)，盡可能將網(wǎng)路干管的所有閥門(mén)開(kāi)大，把剩余的作用壓差消耗在用戶系統(tǒng)上。通過(guò)初調(diào)節(jié)，能消除設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理中所造成的熱源水力失調(diào)。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中要嚴(yán)格按制度辦事,避免管網(wǎng)系統(tǒng)因污物堵塞、“空氣塞”、排污不及時(shí)等原因造成的水力失調(diào)。管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)立巡回檢查制度,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不熱、漏水和其他不正?，F(xiàn)象。

（3）增大系統(tǒng)的循環(huán)流量，改善單管、雙管系統(tǒng)水力失調(diào)提高系統(tǒng)循環(huán)流量。根據(jù)調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同,供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)可采用集中調(diào)節(jié)和局部調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式運(yùn)行。集中調(diào)節(jié)在熱源處集中運(yùn)行；局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶引入口進(jìn)行。集中或局部調(diào)節(jié)方式又可以通過(guò)質(zhì)調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

（4）在用戶系統(tǒng)入口安裝自力式平衡閥（流量調(diào)節(jié)器）或壓差控制閥（量調(diào)節(jié)時(shí)采用），消除進(jìn)入用哀悼系統(tǒng)的剩余壓頭，保證各熱用戶流量恒定。這種技術(shù)稱(chēng)為“附加阻力平衡”，其特點(diǎn)是循環(huán)水泵可在高效點(diǎn)工作，減少過(guò)熱部分用戶的熱量浪費(fèi)，節(jié)能效果顯著。還可以采用附加壓頭平衡法。用附加壓頭提高用戶不足的資用壓頭，是在系統(tǒng)循環(huán)實(shí)際揚(yáng)程不夠時(shí)，采用具有低揚(yáng)程、小流量的水泵，來(lái)提高用戶系統(tǒng)的壓頭。這種在用戶系統(tǒng)入口安裝不同規(guī)格的小水泵，來(lái)補(bǔ)助資用壓頭的欠缺部分，使各個(gè)環(huán)路實(shí)現(xiàn)阻力平衡的措施，稱(chēng)為“附加壓頭平衡”技術(shù)。它的特點(diǎn)是除了具有“附加阻力平衡”技術(shù)所能獲得的節(jié)能效果外，還可降低水泵電耗，節(jié)能效果顯著。

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