浅谈集中供热系统的水力失调与水力稳定性

高士卫（大连热电工程设计有限公司,辽宁大连116000）

浅谈集中供热系统的水力失调与水力稳定性

高士卫
（大连热电工程设计有限公司,辽宁大连116000）

通过有效降低网路干管内部的压力数值，或者有效提高用户系统的压降，使管网获得良好的水力稳定性，合理的初调节和运行调节，可以降低水力失调产生的不当损失。

集中供热系统管网；水力失调平衡稳定系数；管网调节

1　前言

随着中国城镇化进程的快速发展和国家对节能减排降耗的重视，集中供暖事业得到了迅猛的发展。有关工作者应当思考，如何采取措施实现供暖管网的水力平衡，避免在集中供热系统中出现水力失调的弊端。

在实际应用中由于设计、施工、调节不当，引起供热管网失调的现象普遍存在。为了保证供热效果，不少供热单位，简单地采用增大热源，增大水泵流量、扬程，“大流量，小温差”运行方式来为了保证供热效果，不仅造成投资的浪费，更造成了能源的很大浪费，水力失调不仅会造成投资的浪费，更造成了能源的极大浪费，同时也给居民的居住舒适性带来很大影响，所以解决集中供热系统内部的水力失调弊端尤为关键，不断增强集中供热系统管网的供水稳定性能，为解决集中供热系统的水力失调问题提供方法措施和建议。

2　水力失调与水力稳定性概念

热用户的水力失调是指当热水供热系统各热用户的实际流量与要求的流量之间不一致。它的水力失调程度可以用实际流量与规定流量的比值来衡量，即，其中x代表水力失调度；Vs代表热用户的实际流量；Vg代表热用户的规定流量。当Vs=Vg，即x=1时，系统处于正常水利工况；当x的值越偏离1时，管网水力失调度越严重；当x＜＜1或x＞＞1时，出现严重水利失调。水力稳定性可以定义为，集中供热系统中的用户单位，具有保持自己水力流量稳定的功能，并且不受其他用户单位水力流量变化的影响。通常使用常用热用户的规定流量Vg，和工况变动后可能达到的最大流量Vmax，二者之间的比值来作为判断水力失调的标准。公式为：

其中y代表水力稳定性系数；Vg代表热用户的规定流量；Vmax代表热用户的最大流量；Δpw代表正常工况下管网干管的压力损失；Δpy代表正常工况下热用户的压力损失。

3　水力失调的原因

对于整个供热管网系统来说，管网的水利失调状况可能有很多种，主要有以下几点：

（1）由于设计、施工、设备材料规格限制等原因导致的系统管道特性阻力数值不能与设计管道特性阻力数值一致，压损未能做到在设计流量下达到平衡，从而使系统用户的实际流量与设计要求的流量不一致。

（2）管网系统投入运行时，没有进行很好的初调节。

（3）运行中，热源供水压力不足；供热管道堵塞，压损增大；热网失水严重，超出补水装置的能力，系统不能维持需要的压力等原因。

（4）当某一用户的阀门开度改变调整自身流量或用户私自改建、扩建系统时，其他用户的流量随之发生变化而偏离设计值。

（5）为解决末端用户不热的问题，盲目加大循环水泵流量，即采用“大流量，小温差”的运行方式，从而使管网压损增大，特别是主管网压损增大，不但导致系统压力不足造成系统水力失调，而且破坏了系统的水力稳定性，更不利于的系统的调节。

4　管网系统水力稳定性与水力失调的关系

从水力稳定性系数y的公式中可以看出，y的取值总是介于0和1之间，当y=1（极限值）时，即管网干管管径无限大，阻力无限小时，表示网路系统具有绝对的稳定性，无论工况如何变化都不会使它产生水力失调；当y=0（极限值）时，即管网干管管径无限小，用户管径无限大时，表示网路具有表示管网水力稳定性最差，任何其他用户流量的改造，其改变的流量将全部转移到整个用户区。对于整个管网系统而言，流量和压力不是一成不变的，而人为的调整管网系统是使管网系统在某一流量、某一压力下达到平衡，如果管网系统没有良好的水力稳定性，当流量、压力发生变化时，管网系统又会产生水力失调现象。

从上可以看出只有具有良好的水力稳定性的管网系统才能减小水力失调给系统带来的影响，便于对管网系统的调节，更利于管网系统的水力平衡。

5　减小管网水力失调的方法

提高减小管网水力失调的方法是：在设计时提高管网的水力稳定性；运行时及时的进行初调节和运行调节，并采用合理的运行方式。

（1）减少网路干管的压降，提高管网的水力稳定性。适当的增大网路干管的管径，即在进行网路水力计算时，选择较小的比摩阻R值，适当的增大靠近热源的网路干管的直径，对提高网路的水力稳定性来说，其效果更为显著。

（2）增大用户系统的压降，提高管网的水力稳定性。可以在用户设平衡阀等措施调节系统的水力平衡。平衡阀能够使流量和开度称线性关系，有精确的开度指示，当系统流量变化时，各个支路的流量将成比例的变化，从而能较好的调节系统的水力平衡。其中，当供热系统采用定流量、质调节时，可以选择自力式压差流量平衡阀，它可以自动调节阀门开度，使通过阀门的流量保持恒定。

（3）在运行时，应合理的进行网路的初调节和运行调节，尽可能将网络干管上的所有阀门开大，而把剩余的作用压差消耗的用户系统上。

（4）采用合理的运行方式，运行中避免采用“大流量，小温差”的运行方式。

（5）加强管网巡视，规范对供热管网的普查制度，加强管线日常维护和安全监管；及时监控运行参数，保持管网平稳运行，防止管网泄漏、堵塞等现象方案。

6　结论

提高热水网路水力稳定性，是管网运行时达到水力平衡的基础，若管网具有良好的水力稳定性，可以节约有效的热能和电能消耗，较小管网系统水力失调，在热水供热系统设计中，必须在关心节省造价的同时，提高系统的水力稳定性问题给予充分重视。同时在运行中应采用合理的运行方式，并进行合理的初调节及运行调节。

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