浅析供热管网水力平衡的调节方法

(大连北方热电股份有限公司 辽宁 大连 116300)

水力失调是集中供热管网运行中普遍存在的问题，这个问题的严重性不仅对企业的利益造成一定的损害，还造成资源的利用率降低、环境污染的加重。对于一个城市的供热系统而言，热网的管理水平的高低，对供热工作的稳定以及经济运行有重大影响，是确保用户室温符合要求的关键。

一、供热系统出现水力失调的原因分析

水力平衡是指网路中各个热用户在其他热用户流量改变时保持本身流量不变的能力。供热管网是一个复杂的流体网络系统，它的运行工况受工作条件、环境、时间、制造和施工等多方面的影响。水力工况失调是供热管网普遍存在的现象，如何克服水力失调，实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是供热行业所面临的问题。

1.根本原因。在正常运行情形下热网特性无法在满足客户要求的流量条件下达到各客户环路产生相同的阻力,即存在阻力不平衡的因素。

2.客观原因。造成水力失调的客观因素有多个方面，主要包括以下几点:

(1)供热管网的管道不同规格的离散性使得设计热网时需要进行人为调节从而使得各客户环路实现水力平衡。在设计热网的时候，通常是满足对客户最为不利的位置所要求的资用压头，而其余客户的资用压头均有一定的富裕量。在该自然状况对各客户流量进行分配，肯定会造成水力失调。

(2)所选用的循环水泵不合适，流量、压头偏大或者偏小，均会造成工作点与设计状态产生偏离而造成水力失调。

(3)系统中客户数量出现变化，使得网路流量进行再次分配而造成水力失调。

(4)系统中客户用热的需求数量出现变化，使得网路流量也要进行再次分配从而造成水力失调。

水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值来衡量。

二、供热管网水力平衡常用的调节装置

平衡阀是一次性手动调节的，不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。平衡阀作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡的作用。自力式流量控制阀又称作定流量阀或称作最大流量限制器。自力式流量控制阀作用对象是流量。从机理上看，在一定的工作差压范围内，它可以有效地控制通过的流量。当阀门前后的压差增大时，通过阀 门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定。

目前，供热管网(主要为二次供热管网)的热力平衡措施，主要有装设孔板，普通截止阀、平衡阀及自力式平衡阀几种，因为平衡阀及自力式平衡阀造价较高，并且也需要一定的人工调节，所以采用较少，孔板平衡措施由于管网实际安装与计算工况很难相同，所 以会有一定的误差，在实际使用中有一定的困难。而装设具有一定调节能力的截止阀进行管网的水力平衡调节，由于其成本低，且管网具有可调性，得到了广泛的应用。

三、供热管网水力平衡调节方法

1.温差法利用在用户引入口安装压力表温度计，对系统进行初调节，使整个系统首先达以热力稳定。使网路供水温度保持 60℃以上的某个温度不变化，若热源的总回水温度不再变化就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有热用户处、回水压力和供、回水温度，然后按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小，确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后，重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。如此反复进行，直到水力平衡。

2.比例法是如果两条并联管路中的水流量以某比例流动(例如 1：3)，那么当总流量在+30% 范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变(1：3)。具体操作为利用两台便携工超声波流量计，测得流量的阀门(如平衡阀新型入口装置)来完成。

3.“综合调节法”管路系统投资较少，比较容易操作，简单易行，对目前解决供热管网水力平衡调节问题，具有很大的应用价值。有两种调节形式，一种为动态平衡阀调节法，另一种为利用简易快速法与温度调节法相结合来进行调节。

供热管网中使用的动态平衡法分为自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀作用对象是流量，能够保持流量恒定，所以使用自力式流量控制阀的关键是设定流量的确定，设定流量可根据供热系统总循环量和各建筑的热负荷分别计算出各建筑的相应流量，这种方法简便易行，适用于定流量系统，不适用于变流量系统。自力式压差控制阀作用对象是压差，可以使供回水压差维持在设定压差值附近，设定压差可取设计流量下该分支处的供回水压差，主要适应变流量系统，调试简单，但必须准确计算系统压降。由调节原理知，并联支路的任一支路阻力改变必然引起整个供热管网流量的重新分配，某一支路阀门关小，流量减少时必引起其他支路流量的增大。简易快速法就利用了这个原理。由于供热管网中各用户的供水温度一般相等，可采用回水温度调节法来简化操作。回水温度法可采用如下操作方法：以各用户回水温度的平均值或粗略的以热源的总回水温度作为基准温度，然后逐个调节各个分支的阀门，当某分支的回水温度高于基准温度时，关小阀门；反之，开大阀门，使该分支的回水温度等于基准温度。

四、结束语

供热管网的水力平衡调试既需要准确的计算，克服水力失调，实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是供热行业所面临的问题。