張新振 袁春明

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速提高，我國人民的生活水平得到了不斷提高。伴隨著人們生活水平的不斷提高，人們的節(jié)能意識(shí)也越來越高。在區(qū)域的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)流量也越來越重要。因此，本文通過對某小區(qū)的供熱系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出了對熱網(wǎng)進(jìn)行改造的方案，著重對熱網(wǎng)的熱力平衡與平衡閥的設(shè)置進(jìn)行分析，通過結(jié)合平衡閥的特點(diǎn)、對在區(qū)域供熱網(wǎng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)原理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)；改造平衡閥；應(yīng)用

在現(xiàn)代的工程中，運(yùn)用水力平衡調(diào)節(jié)閥、專用的智能儀表，對于解決區(qū)域管網(wǎng)的水力失調(diào)、熱力失調(diào)問題具有十分重要的作用。通過對目前的區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以了解到，水力工況失調(diào)的現(xiàn)象較為普遍，進(jìn)而造成了采暖性質(zhì)的建筑物室內(nèi)出現(xiàn)溫度偏差大、冷熱不均的現(xiàn)象。另外，隨著人們節(jié)能意識(shí)的不斷提高，在區(qū)域供熱系統(tǒng)改造過程中運(yùn)用平衡閥，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)流量，保障供熱系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過對某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1、某小區(qū)區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題分析

通過對某小區(qū)的供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀、供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡進(jìn)行分析。

1.1 某小區(qū)的供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀

該小區(qū)供熱管網(wǎng)主要以低溫?zé)崴嵯到y(tǒng)為主，其供熱管網(wǎng)形式屬于低溫?zé)崴峁芫W(wǎng)，供水溫度為95℃/70℃，供熱來自獨(dú)立的鍋爐房，進(jìn)行補(bǔ)給水泵定壓。在最初設(shè)計(jì)的過程中，該區(qū)域規(guī)模小，且供熱系統(tǒng)沒有設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，其原來的系統(tǒng)總體供熱量為2223kw，經(jīng)過反復(fù)多次的擴(kuò)建后，供熱總負(fù)荷為6011kw，隨著供熱負(fù)荷的日益增加、熱水循環(huán)泵效率的降低，導(dǎo)致供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率也逐漸降低，熱力失衡現(xiàn)象日益嚴(yán)重。

1.2 某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡

通過對管網(wǎng)系統(tǒng)的平衡原理、存在的問題和原因進(jìn)行分析：

（1）管網(wǎng)系統(tǒng)的平衡原理

所謂水力工況，指的是在管網(wǎng)系統(tǒng)中的各點(diǎn)壓力、流量和壓差。且其中的流量和阻力損失關(guān)系表達(dá)式為：ΔP=SQ2。在這個(gè)關(guān)系表達(dá)式中，△P表示的是壓差，也就是阻力損失，單位為MPa；S表示管段、系統(tǒng)的阻抗；Q表示的是管段或者系統(tǒng)所占據(jù)的體積流量，單位用m3/ h表示。

所謂水力平衡，指的是對流量進(jìn)行合理分配。在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中，進(jìn)行水力工況的計(jì)算，是以為各分支流量進(jìn)行設(shè)計(jì)值為目的。受到管材自身的因素以及最高流速特點(diǎn)的限制，說明了在設(shè)計(jì)上進(jìn)行水力平衡是不能實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)而導(dǎo)致始端阻力系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)的目的，容易出現(xiàn)始端流量過大、末端流量不足的嚴(yán)重失調(diào)現(xiàn)象。運(yùn)行水力工況的情況下，水泵輸出壓力是在工作曲線和外網(wǎng)特性曲線的交匯下形成的，針對外網(wǎng)特性曲線，ΔP=SQ2，通常情況下，并聯(lián)狀態(tài)下的始端支路S值要低于設(shè)計(jì)值，進(jìn)而導(dǎo)致S值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。

1.3 管網(wǎng)系統(tǒng)存在的主要問題和原因。某小區(qū)的區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中常常容易出現(xiàn)水泵實(shí)際揚(yáng)程短于額定揚(yáng)程的情況，進(jìn)而導(dǎo)致末端出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，且鍋爐有很大的阻力，導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)出力不足的現(xiàn)象。在實(shí)際運(yùn)行的過程中主要存在以下問題：

（1）管網(wǎng)的始端支線具有流量大、阻力小的特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致末端流量較小，且由于水泵的工作地點(diǎn)著重在流量大、揚(yáng)程小、效率低的工作區(qū)域。（2）加大總循環(huán)水量，容易造成鍋爐和換熱器有很大的阻力，并且增大水流量和阻力。（3）加大流量后，不能加大供回水溫差，并且由于煤質(zhì)和鼓、引風(fēng)系統(tǒng)異常等因素能不同程度的導(dǎo)致鍋爐輸出不足。

對該問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，主要有以下三個(gè)方面的原因：

（1）由于供熱系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上和鍋爐房不相同，且外網(wǎng)水力沒有計(jì)算準(zhǔn)確，各個(gè)環(huán)路還不具有水力調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)失調(diào)的現(xiàn)象。（2）受到鍋爐房供熱外網(wǎng)日益擴(kuò)建的原因，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)出現(xiàn)水力失調(diào)情況。（3）為了保障建筑物的離熱源在室內(nèi)的采暖度，進(jìn)而增加了熱水流量，導(dǎo)致近環(huán)路室內(nèi)出現(xiàn)溫度過熱、外管網(wǎng)水平失調(diào)的情況。

2、區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中平衡閥的應(yīng)用

基本事件是指在試驗(yàn)中可以直接觀察到的，最基本的不能再分解的結(jié)果。一般認(rèn)為，重要度即一個(gè)基本事件或者最小割集對頂上事件發(fā)生的貢獻(xiàn)，而我們在對所有包含基本事件最小割集對整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不可用度的影響表示時(shí)，常常會(huì)利用基本事件的FV重要度來進(jìn)行。通過對平衡閥的選用原則和選用方法進(jìn)行分析研究。

2.1 平衡閥的選用原則

由于平衡閥具有成本造價(jià)低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)π⌒凸芫W(wǎng)進(jìn)行便利的水力工況平衡工作。閥門的調(diào)節(jié)性能是由閥門特性資料決定的。進(jìn)行閥門理論特性曲線的測試是通過在一定的定壓差下，工況要求閥門開度不能為1，在閥門的開度小的情況下，閥門后壓差大，在開度大的情況下，閥門前后壓差較小，并且閥門的實(shí)際工作曲線逐漸朝快開方向偏移，進(jìn)而導(dǎo)致閥權(quán)度越小，偏移度越大。針對直線特性的閥門而言，實(shí)際性能的偏移容易造成閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)的開度空間小，由此得出結(jié)論，在選用閥門時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)全面的特性，宜選擇閥門理論曲線。

2.2 平衡閥的選用方法

在區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中應(yīng)用平衡閥的主要作用是以消除環(huán)路剩余壓頭、控制環(huán)路水流量為目的。為了選用恰當(dāng)?shù)钠胶忾y型號，在進(jìn)行供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要對管網(wǎng)水力平衡進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算的條件下，依據(jù)管徑選擇適當(dāng)?shù)钠胶忾y型號。依據(jù)閥門流量G和閥門前后差△P間的關(guān)系可以用下列式子進(jìn)行表示： G=Kv 。其中Kv指的是閥門的流量系數(shù)。針對各個(gè)不同的開度，均有相應(yīng)的Kv值，閥門在各個(gè)開度的流通能力是由Kv值所反映出來的。

在選用平衡閥時(shí)，了解到其流量值和所消耗的壓差，就可以通過運(yùn)用ΔP=SQ2，將選擇的閥門流量系數(shù)Kv值計(jì)算出來，然后根據(jù)不同型號平衡閥中的Kv曲線，確定相應(yīng)的閥門型號和開度大小。

平衡閥作為熱力管網(wǎng)平衡的重要工具，有利于讓水力平衡達(dá)到量化的效果。針對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)來說，平衡閥通常情況下，放置在熱源出口中的供水總管、支干管、用戶入口處以及室內(nèi)供暖系統(tǒng)各個(gè)方面。

3、結(jié)語

總而言之，通過對某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中平衡閥的應(yīng)用、其中存在的主要問題以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，結(jié)合平衡閥自身的特點(diǎn)，針對在供熱系統(tǒng)中平衡閥的選用原則和選用方法進(jìn)行闡述，某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過改造后運(yùn)行的效果說明了進(jìn)行水力平衡的計(jì)算和結(jié)果是正確的，能夠?yàn)橐院笤趨^(qū)域供熱管網(wǎng)中應(yīng)用平衡閥積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]冉春雨，王春清.吉林省腫瘤醫(yī)院供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造實(shí)踐與分析[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（11）.

[2]潘雷.供熱管網(wǎng)改造中平衡閥的應(yīng)用[J].暖通空調(diào)，2012（07）.

[3]王麗.平衡閥在供熱管網(wǎng)改造中的應(yīng)用[J].調(diào)節(jié)閥信息網(wǎng)，2010（12）.

（作者單位：濟(jì)南熱電有限公司）