热力系统水力平衡调试技术

文/卢志明 中铁十局集团建筑工程有限公司 山东济南 250000

郭彬 济南市热力设计研究院 山东济南 250000

供热的主要目的是为了给人们营造出舒适、温暖的室内环境，同时满足节能、降耗、减排的要求。可以说末端设备的功能既会受到流量的影响，也会受到水温度的影响，但是想要保证末端设备可以在规定的流量内稳定运行，仅靠设计调整管径还不能完全满足这一需求。无论从舒适度上来讲，还是从运行成本上来讲，都不可能达到理想的状态中，所以进行调试水力平衡，也就是测试流量和调节流量，最终得到想要的流量。

1、热力系统水力不平衡原因分析

由于流量输配时受沿程阻力和局部阻力的影响，假设水系统的末端设备的阻力均等且每个支管直径相等。在供水管与回水管之间产生近端压差大、远端压差小的偏差，结果会因为近端压力大导致近端支管的水量会远大于远端的水量。这就造成了热力系统水力不平衡的发生。现实中不平衡现象最严重的系统就是那些庞大的，支管数量众多，干管过长导致比摩阻过大的复杂系统，由于阻力过大导致供水不足，从而出现严重的水力不平衡的问题。

2、水力平衡调节的原理

热力系统水力平衡调节主要是根据系统的水力状况对流量分配情况进行检查，并且能够根据实际需求以及规划来设定系统的能量。但是由于流量输配时受沿程阻力和局部阻力的影响，在供水管与回水管之间产生近端压差大、远端压差小的偏差，从而造成近端流量大、远端流量小的问题，无论我们设计的多么仔细和完善，都不能彻底解决这一平衡问题，真正的平衡只能靠设备控制来实现。所以在运用水力平衡阀的过程中，需要考虑其流量的及时可测性以及突出的调节能力等因素。

3、水力平衡调试技术分析

3.1 对水力平衡的基本要求

对水力平衡共有三点基本要求：一是在设计过程中，需要在每个终端设备设计中合理设计流程，实现热系统的低成本运行，为人们创造一个更舒适的生活环境。当终端设备不能按设计流程进行调整时，它不会影响任何终端设备。第三、对于精确的控制和调节，控制阀的两段压差不能波动太大，阀权度要大于0.30。

3.2 系统水力平衡的分析

（1）并联水系统流量分配特点

在并联系统中，各平衡法的流量系数和流量系数成正比。为了改变流量值，可以调节平衡阀的开启，以改变流量系数。如果通过调整平衡阀使流量和设计流量平衡阀的比例是固定的，所以当调整管，使其达到设计流量，其余子平衡阀将达到设计流量，它是基于并行调试水系统在比例法。

（2）串联水系统流量分配特点

在串联水系统中，每个平衡阀的流量是相同的。如果改变一个平衡阀的流量系数，就会影响整个串联回路的流量。在了解流体的分布并行的水系统，将知道如何实现水力平衡，并根据并联水系统流量分配特性，流动比率平衡阀调节到串联和并联的设计流量水系统相同。串联水系统流量后，调节一个平衡阀，将改变整个水系统回路的流量，直到调试所有的平衡阀流量达到设计流量为止。在实际应用过程中，可将热力系统水力平衡系统分解成由多个串并联的系统组合的大型水系统

3.3 系统水力平衡调节方法——比例法

比例法实质就是改变平衡阀的流量系数，从而使回路终端的流量能够按比例发生变化的一种调试方法。

例如在一个多级的串并联系统中，依据串并联系统的特点，对流量进行分层调节。首先对并联阀组中的平衡阀进行调节，使得并联阀组中的平衡阀的流量与设计流量的比值固定。其次以上重复调节过程。最后再调节母管中的平衡阀，使其达到设计流量值，这样就会使所有平衡阀的流量都按设计要求达到各自的设计流量。主要特点也是不足就是需要进行反复的测量和计算，操作复杂，消耗时间长，对技术人员素质要求也较高。对于选择平衡从那个工作开始的支管或立管，应用比例法则需要经过长时间的测量和演算。除此之外，在调节平衡阀的最后一个平衡阀时，之前调节的也都会多少受到影响，从而造成误差。当误差范围大于5%时，则需要进行重复的测量和计算。

3.4 系统水力平衡调节方法——补偿法

补偿法首先需要根据排布对平衡阀进行分组和编号，将最末端的平衡阀开至50%，这期间可以关闭或者打开其他的阀组。然后将最末端平衡阀调节至设计流量，末端平衡阀完成调节后按照由远到近依次对其他的平衡阀进行调节以实现整个水系统的水力平衡。

4、工程实例

4.1 工程概况

济南铁路局济南站北货场职工住宅项目，分东区及西区两个项目，东区由8栋高层住宅楼组成，西区由7栋高层及2栋多层住宅楼组成，总建筑面积36万㎡。设计都采用了市政热源接入换热站，二次网循环水通过高区及低区换热器换热后输送给用户，西区设置了15个分支管道分别为7栋高层及2栋多层住宅楼提供循环用水，东区同样设置了15个分支管道分别为8栋高层提供循环用水。但是在水力平衡调试过程中区别在于西区采用的是前文提到的比例法对热力系统进行水力平衡调试，而东区则采用补偿法。

4.2 实验数据

（1）西区采用比例法，按照平衡阀的流量与设计流量的比值进行调节，前后对比数据5次消耗2天，现场重复调节5次花费5天，共计7天。西区在经过了5次水力平衡调试后，得以将流量与设计流量的偏差控制在了5%.

（2）东区采用的补偿法，按照将最末端的平衡阀开至50%，然后将最末端平衡阀调节至设计流量，再然后按照由远到近依次对其他的平衡阀进行调节只进行了一次水力平衡调试，对比数据1次消耗1天，现场调节1次花费2天，共计3天。并没有多次调试就能够将偏差控制在5%以内。根据实验数据对比后得出补偿法较比例法而言节约了将近50%的时间，因此，补偿法更能取得良好的经济效益。

结语：

总之，热系统的主要功能是为人类创造一个更舒适的室内环境。然而，在热力系统的运行过程中，成本应降到最低。水和温度的流动将直接影响终端设备的严重功率，但对终端设备的正常运行将设置正常的流量，但目前的情况是无法做到的。因此，运行成本一直居高不下，往往是由于运行成本和舒适度达不到理想状态，所以在水力平衡调试过程中，需要做的就是对流量进行测量和调节，以达到最理想的数据流。

[1]田雷.暖通空调水力平衡调试技术[J].山西建筑，2014（11）.

[2]戴彬彬,段雪松.水力平衡调试在空调水系统中的应用[J].建筑技术，2013（03）.