吉林省遼源市集中供熱建設管理處 馬淑娟
固安縣愛能供熱設備有限公司 劉兆軍
摘要：水利失調(diào)是集中供熱系統(tǒng)的多發(fā)病和疑難病，本文對當前供熱循環(huán)系統(tǒng)中存在的各種水力失調(diào)現(xiàn)象和具體的表現(xiàn)形式作了詳細的闡述，對產(chǎn)生這些水力失調(diào)現(xiàn)象的原因進行了簡要的分析，并提出了若干種行之有效的解決方案。對于廣大供熱運行人員有一定幫助。
關(guān)鍵詞：水利失調(diào) 水平失調(diào) 垂直失調(diào) 熱源水利失調(diào) 頂層不熱
水力失調(diào)是供熱系統(tǒng)的常見病和多發(fā)病。隨著集中供熱事業(yè)的不斷發(fā)展，集中供熱的面積不斷擴大，新的室內(nèi)供熱系統(tǒng)的出現(xiàn)，水力失調(diào)的具體表現(xiàn)形式與過去相比有了一些新的變化，如：熱源系統(tǒng)出現(xiàn)的水利失調(diào)，不同單元間出現(xiàn)的水利失調(diào)，頂層不熱的垂直失調(diào)等。本文將對近幾年來我單位在集中供熱中出現(xiàn)的各種水力失調(diào)現(xiàn)象和我們采取的措施進行總結(jié)，希望能對廣大供熱單位提高供熱水平有所啟迪。
一、熱源系統(tǒng)的水力失調(diào)
在以往的供熱系統(tǒng)中，熱源幾乎沒有發(fā)生水力失調(diào)的現(xiàn)象，隨著供熱規(guī)模的擴大，原來的熱源不能滿足供熱的要求，一方面要用大容量的鍋爐更換原來的小鍋爐，一方面還要增加不同熱媒參數(shù)的鍋爐。鍋爐房的鍋爐由原來的1－3臺增加到現(xiàn)在的3－7臺，鍋爐的熱媒參數(shù)由原來單純的95°／70°，發(fā)展到一個熱源中95°／70°、115°／70°甚至130°／70°多種熱媒參數(shù)的鍋爐同時運行的情況。由于原來的鍋爐與新增的鍋爐生產(chǎn)廠家不同、鍋爐的額定發(fā)熱量不同、鍋爐的熱媒參數(shù)不同，各個鍋爐之間阻力也各不相同，使得各臺鍋爐在運行時通過的循環(huán)水量與其額定循環(huán)水量間存在很大差距，從而影響了供熱系統(tǒng)的循環(huán)水量，影響了鍋爐的正常燃燒，影響了鍋爐的出力，造成鍋爐的運行效率低下，并成為一個重要的安全隱患。
解決上述問題的方法是要想辦法使各臺鍋爐之間在滿足其額定循環(huán)水量的前提下，達到阻力平衡。具體方法是：通過正確的水力計算，在每臺鍋爐的進出口管道上安裝節(jié)流孔板、手動調(diào)節(jié)閥、平衡閥、或電動調(diào)節(jié)閥，也可安裝自立式流量控制閥，通過合理的調(diào)節(jié)，使得各鍋爐間達到流量的合理分配。同時，為了保證熱力系統(tǒng)合適的循環(huán)水量，還要安裝一條與鍋爐并聯(lián)的分流管道（管道的管徑要經(jīng)過水利計算確定），用來對循環(huán)泵流量大于鍋爐額定流量的部分進行分流，以提高循環(huán)泵的效率。當鍋爐運行時，配合流量計調(diào)節(jié)分流管道上閥門的開度確定分流流量。
自立式流量控制閥的流量控制能力最好，但其阻力過大，未經(jīng)精確的水利計算不要輕易使用。電動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)比較靈活，但缺點是每臺鍋爐都要配合裝配一個流量計，造價過于昂貴。平衡閥和手動調(diào)節(jié)閥的成本比較低，配合超聲波流量計也可以達到比較好的平衡效果，使用的比較多。節(jié)流孔板的成本最低，但是對于孔板孔徑的計算有很強的技術(shù)性而且更換麻煩。
鍋爐的額定流量由下式計算：
G＝860*Ｑ/tg－th。
G：鍋爐的額定流量，ｍ３/ｈ。
Ｑ：鍋爐的額定發(fā)熱量，Mｗ/ｈ。
tg、th：鍋爐的額定熱媒參數(shù)，°C。
二、各個單體建筑間的水力失調(diào)
各個單體建筑間的水力失調(diào)是供熱系統(tǒng)中最為常見的一種水力失調(diào)，屬于水平失調(diào)。其具體的表現(xiàn)形式為“近端用戶熱、遠端用戶冷”。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是由于每個單體建筑距離熱源的距離不同，造成遠端用戶與近端用戶的供熱環(huán)路的阻力不同而引發(fā)流量不同、熱量不同。
對于供熱系統(tǒng)的水平失調(diào)，經(jīng)過幾十年的摸索和實踐，從使用靜態(tài)的節(jié)流裝置如節(jié)流孔板、手動調(diào)節(jié)閥、平衡閥，到現(xiàn)在使用的動態(tài)節(jié)流裝置如自力式流量控制閥、自立式差壓控制閥，這些產(chǎn)品對解決水力失調(diào)現(xiàn)象都做出了一定的貢獻。其中，自力式流量控制閥經(jīng)過十幾年的使用，比較符合我國現(xiàn)階段的供熱實際情況。我單位經(jīng)過實地考察，決定使用河北廊坊生產(chǎn)的“愛能牌”自力式流量控制閥，進行流量調(diào)節(jié)，消除各個住宅樓之間的水平失調(diào)。事實證明，它的使用簡單，流量控制準確，平衡效果好，有明顯地節(jié)省循環(huán)泵電耗的作用。
三、單體建筑中不同單元的水力失調(diào)
在以住以宅為主的單體建筑中，一棟樓的單元數(shù)多為3－6個，多的達到8個。我們發(fā)現(xiàn)，當單元數(shù)超過４個以后，末端的單元與前端的單元相比，溫度普遍偏低。產(chǎn)生這種情況的原因也是由于前后單元的不同距離位置造成，屬于水平失調(diào)。
我公司早期解決這種問題的方法主要是通過調(diào)節(jié)各單元立杠上的閥門，但調(diào)節(jié)的效果不很理想，現(xiàn)在我們對于４個單元以上的樓，采用在每個立杠上安裝一個小型號的廊坊“愛能牌”自立式流量控制閥的方法，經(jīng)過仔細的調(diào)節(jié)后，取得了非常好的效果。
四、原有建筑進行一戶一環(huán)分戶改造后的水力失調(diào)
現(xiàn)在的分戶改造，多是對原來的上給下回單管串聯(lián)式室內(nèi)供熱系統(tǒng)基礎上進行的改造，改造的方法是拆除原上給下回的立管，保留原來的暖氣片，將共用供回水立管安裝在每個單元樓梯間內(nèi)，每戶各引一根供水管和回水管進入室內(nèi)，室內(nèi)系統(tǒng)有水平單管串聯(lián)式、水平單管串聯(lián)加跨越管式、雙管式，其中，水平單管串聯(lián)式應用最多。分戶改造的摟在供暖期中，常常出現(xiàn)頂層不熱、底層熱的垂直失調(diào)現(xiàn)象。發(fā)生這種情況的原因有兩方面：第一，在原來的系統(tǒng)中，供熱循環(huán)水從頂層向下走，每個樓層的暖氣片進水的溫度都是相同的，比如60°C，水溫從頂層向下逐漸降低，到底層的時候，暖氣片的進水溫度可能是45°C，在設計暖氣片的配置時候，是根據(jù)這樣的垂直溫降理論進行的。當分戶改造后，原來的暖氣片還是原來的配置，實際運行的供熱循環(huán)水進入每一家的入口溫度都是相同的，而在每一家的不同房間的暖氣片中產(chǎn)生了水平的溫降。作為頂層熱用戶，除第一組暖氣片的進水溫度達到原設計要求外，其它各組暖氣片的進水溫度都低于原設計要求，即散熱量都低于原來的設計。第二，在原來的系統(tǒng)中，頂層用戶房屋頂上有一圈母管，分戶改造后被拆除了，相應的與改造之前比，室內(nèi)的散熱面積減小了。由于上面兩種原因造成了頂層用戶室內(nèi)溫度不達標。
根據(jù)上面分析的原因可以看出，按設計要求配置各樓層的暖氣片是最根本的方法，但是由于工程量太大，可行性差。我公司解決這一問題的方法有兩種，一是根據(jù)上下樓冷熱的程度，逐一調(diào)節(jié)各樓層用戶的進口閥門，以增大頂層用戶的流量，減小底層用戶的流量，達到熱量平衡的目的；二是加大整體的流量，緩解失調(diào)狀況。今后我們考慮將用戶入口的球型鎖閉閥換成可調(diào)節(jié)式鎖閉閥，以增強不同樓層間的可調(diào)節(jié)性。
五、新建一戶一環(huán)系統(tǒng)的水力失調(diào)
近年來的新建建筑多采用一戶一環(huán)的室內(nèi)系統(tǒng)形式，這種形式出現(xiàn)水力失調(diào)的的現(xiàn)象是：有的地方是供熱初、末寒期頂層不熱，供熱的嚴寒期熱。有的地方是供熱初、末寒期底層熱，供熱的嚴寒期不熱。產(chǎn)生這兩種情況的原因往往是供熱系統(tǒng)的循環(huán)流量偏大，大于設計流量而溫差小，小于設計溫差造成的。在供熱的初、末寒期，由于供回水的溫差比較低，大大低于設計溫差，頂層用戶很少受溫差動力的影響，流量低于底層用戶，當嚴寒期到來，供熱循環(huán)水的供回水溫差加大，接近了設計溫差，頂層用戶由于溫差動力增加的影響，流量增加了，所以產(chǎn)生了供熱初、末寒期頂層不熱，供熱的嚴寒期頂層熱和供熱初、末寒期底層熱，供熱的嚴寒底層期不熱的現(xiàn)象。
出現(xiàn)這種水力失調(diào)的情況不是很多，一般都是采用加頂層流量的方法解決，即采用逐樓層關(guān)小用戶閥門小的方法進行解決。另外，可以將用戶入口的球型鎖閉閥換成可調(diào)節(jié)式鎖閉閥，其調(diào)節(jié)性能更強一些。當熱計量推廣開來，每戶安裝溫控閥后，每戶都具有了自動調(diào)節(jié)功能，這種問題就會基本消除。
以上對于當前供熱系統(tǒng)準存在的各種水力失調(diào)情況作了簡要的分析，介紹了我單位在水力平衡調(diào)節(jié)工作中采用的一些具體措施和其它可采用的方法，在此拋磚引玉，和廣大供熱界人士共同探索水力平衡技術(shù)，為了提高我國的供熱水平而共同努力。
固安縣愛能供熱設備有限公司 劉兆軍
摘要：水利失調(diào)是集中供熱系統(tǒng)的多發(fā)病和疑難病，本文對當前供熱循環(huán)系統(tǒng)中存在的各種水力失調(diào)現(xiàn)象和具體的表現(xiàn)形式作了詳細的闡述，對產(chǎn)生這些水力失調(diào)現(xiàn)象的原因進行了簡要的分析，并提出了若干種行之有效的解決方案。對于廣大供熱運行人員有一定幫助。
關(guān)鍵詞：水利失調(diào) 水平失調(diào) 垂直失調(diào) 熱源水利失調(diào) 頂層不熱
水力失調(diào)是供熱系統(tǒng)的常見病和多發(fā)病。隨著集中供熱事業(yè)的不斷發(fā)展，集中供熱的面積不斷擴大，新的室內(nèi)供熱系統(tǒng)的出現(xiàn)，水力失調(diào)的具體表現(xiàn)形式與過去相比有了一些新的變化，如：熱源系統(tǒng)出現(xiàn)的水利失調(diào)，不同單元間出現(xiàn)的水利失調(diào)，頂層不熱的垂直失調(diào)等。本文將對近幾年來我單位在集中供熱中出現(xiàn)的各種水力失調(diào)現(xiàn)象和我們采取的措施進行總結(jié)，希望能對廣大供熱單位提高供熱水平有所啟迪。
一、熱源系統(tǒng)的水力失調(diào)
在以往的供熱系統(tǒng)中，熱源幾乎沒有發(fā)生水力失調(diào)的現(xiàn)象，隨著供熱規(guī)模的擴大，原來的熱源不能滿足供熱的要求，一方面要用大容量的鍋爐更換原來的小鍋爐，一方面還要增加不同熱媒參數(shù)的鍋爐。鍋爐房的鍋爐由原來的1－3臺增加到現(xiàn)在的3－7臺，鍋爐的熱媒參數(shù)由原來單純的95°／70°，發(fā)展到一個熱源中95°／70°、115°／70°甚至130°／70°多種熱媒參數(shù)的鍋爐同時運行的情況。由于原來的鍋爐與新增的鍋爐生產(chǎn)廠家不同、鍋爐的額定發(fā)熱量不同、鍋爐的熱媒參數(shù)不同，各個鍋爐之間阻力也各不相同，使得各臺鍋爐在運行時通過的循環(huán)水量與其額定循環(huán)水量間存在很大差距，從而影響了供熱系統(tǒng)的循環(huán)水量，影響了鍋爐的正常燃燒，影響了鍋爐的出力，造成鍋爐的運行效率低下，并成為一個重要的安全隱患。
解決上述問題的方法是要想辦法使各臺鍋爐之間在滿足其額定循環(huán)水量的前提下，達到阻力平衡。具體方法是：通過正確的水力計算，在每臺鍋爐的進出口管道上安裝節(jié)流孔板、手動調(diào)節(jié)閥、平衡閥、或電動調(diào)節(jié)閥，也可安裝自立式流量控制閥，通過合理的調(diào)節(jié)，使得各鍋爐間達到流量的合理分配。同時，為了保證熱力系統(tǒng)合適的循環(huán)水量，還要安裝一條與鍋爐并聯(lián)的分流管道（管道的管徑要經(jīng)過水利計算確定），用來對循環(huán)泵流量大于鍋爐額定流量的部分進行分流，以提高循環(huán)泵的效率。當鍋爐運行時，配合流量計調(diào)節(jié)分流管道上閥門的開度確定分流流量。
自立式流量控制閥的流量控制能力最好，但其阻力過大，未經(jīng)精確的水利計算不要輕易使用。電動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)比較靈活，但缺點是每臺鍋爐都要配合裝配一個流量計，造價過于昂貴。平衡閥和手動調(diào)節(jié)閥的成本比較低，配合超聲波流量計也可以達到比較好的平衡效果，使用的比較多。節(jié)流孔板的成本最低，但是對于孔板孔徑的計算有很強的技術(shù)性而且更換麻煩。
鍋爐的額定流量由下式計算：
G＝860*Ｑ/tg－th。
G：鍋爐的額定流量，ｍ３/ｈ。
Ｑ：鍋爐的額定發(fā)熱量，Mｗ/ｈ。
tg、th：鍋爐的額定熱媒參數(shù)，°C。
二、各個單體建筑間的水力失調(diào)
各個單體建筑間的水力失調(diào)是供熱系統(tǒng)中最為常見的一種水力失調(diào)，屬于水平失調(diào)。其具體的表現(xiàn)形式為“近端用戶熱、遠端用戶冷”。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是由于每個單體建筑距離熱源的距離不同，造成遠端用戶與近端用戶的供熱環(huán)路的阻力不同而引發(fā)流量不同、熱量不同。
對于供熱系統(tǒng)的水平失調(diào)，經(jīng)過幾十年的摸索和實踐，從使用靜態(tài)的節(jié)流裝置如節(jié)流孔板、手動調(diào)節(jié)閥、平衡閥，到現(xiàn)在使用的動態(tài)節(jié)流裝置如自力式流量控制閥、自立式差壓控制閥，這些產(chǎn)品對解決水力失調(diào)現(xiàn)象都做出了一定的貢獻。其中，自力式流量控制閥經(jīng)過十幾年的使用，比較符合我國現(xiàn)階段的供熱實際情況。我單位經(jīng)過實地考察，決定使用河北廊坊生產(chǎn)的“愛能牌”自力式流量控制閥，進行流量調(diào)節(jié)，消除各個住宅樓之間的水平失調(diào)。事實證明，它的使用簡單，流量控制準確，平衡效果好，有明顯地節(jié)省循環(huán)泵電耗的作用。
三、單體建筑中不同單元的水力失調(diào)
在以住以宅為主的單體建筑中，一棟樓的單元數(shù)多為3－6個，多的達到8個。我們發(fā)現(xiàn)，當單元數(shù)超過４個以后，末端的單元與前端的單元相比，溫度普遍偏低。產(chǎn)生這種情況的原因也是由于前后單元的不同距離位置造成，屬于水平失調(diào)。
我公司早期解決這種問題的方法主要是通過調(diào)節(jié)各單元立杠上的閥門，但調(diào)節(jié)的效果不很理想，現(xiàn)在我們對于４個單元以上的樓，采用在每個立杠上安裝一個小型號的廊坊“愛能牌”自立式流量控制閥的方法，經(jīng)過仔細的調(diào)節(jié)后，取得了非常好的效果。
四、原有建筑進行一戶一環(huán)分戶改造后的水力失調(diào)
現(xiàn)在的分戶改造，多是對原來的上給下回單管串聯(lián)式室內(nèi)供熱系統(tǒng)基礎上進行的改造，改造的方法是拆除原上給下回的立管，保留原來的暖氣片，將共用供回水立管安裝在每個單元樓梯間內(nèi)，每戶各引一根供水管和回水管進入室內(nèi)，室內(nèi)系統(tǒng)有水平單管串聯(lián)式、水平單管串聯(lián)加跨越管式、雙管式，其中，水平單管串聯(lián)式應用最多。分戶改造的摟在供暖期中，常常出現(xiàn)頂層不熱、底層熱的垂直失調(diào)現(xiàn)象。發(fā)生這種情況的原因有兩方面：第一，在原來的系統(tǒng)中，供熱循環(huán)水從頂層向下走，每個樓層的暖氣片進水的溫度都是相同的，比如60°C，水溫從頂層向下逐漸降低，到底層的時候，暖氣片的進水溫度可能是45°C，在設計暖氣片的配置時候，是根據(jù)這樣的垂直溫降理論進行的。當分戶改造后，原來的暖氣片還是原來的配置，實際運行的供熱循環(huán)水進入每一家的入口溫度都是相同的，而在每一家的不同房間的暖氣片中產(chǎn)生了水平的溫降。作為頂層熱用戶，除第一組暖氣片的進水溫度達到原設計要求外，其它各組暖氣片的進水溫度都低于原設計要求，即散熱量都低于原來的設計。第二，在原來的系統(tǒng)中，頂層用戶房屋頂上有一圈母管，分戶改造后被拆除了，相應的與改造之前比，室內(nèi)的散熱面積減小了。由于上面兩種原因造成了頂層用戶室內(nèi)溫度不達標。
根據(jù)上面分析的原因可以看出，按設計要求配置各樓層的暖氣片是最根本的方法，但是由于工程量太大，可行性差。我公司解決這一問題的方法有兩種，一是根據(jù)上下樓冷熱的程度，逐一調(diào)節(jié)各樓層用戶的進口閥門，以增大頂層用戶的流量，減小底層用戶的流量，達到熱量平衡的目的；二是加大整體的流量，緩解失調(diào)狀況。今后我們考慮將用戶入口的球型鎖閉閥換成可調(diào)節(jié)式鎖閉閥，以增強不同樓層間的可調(diào)節(jié)性。
五、新建一戶一環(huán)系統(tǒng)的水力失調(diào)
近年來的新建建筑多采用一戶一環(huán)的室內(nèi)系統(tǒng)形式，這種形式出現(xiàn)水力失調(diào)的的現(xiàn)象是：有的地方是供熱初、末寒期頂層不熱，供熱的嚴寒期熱。有的地方是供熱初、末寒期底層熱，供熱的嚴寒期不熱。產(chǎn)生這兩種情況的原因往往是供熱系統(tǒng)的循環(huán)流量偏大，大于設計流量而溫差小，小于設計溫差造成的。在供熱的初、末寒期，由于供回水的溫差比較低，大大低于設計溫差，頂層用戶很少受溫差動力的影響，流量低于底層用戶，當嚴寒期到來，供熱循環(huán)水的供回水溫差加大，接近了設計溫差，頂層用戶由于溫差動力增加的影響，流量增加了，所以產(chǎn)生了供熱初、末寒期頂層不熱，供熱的嚴寒期頂層熱和供熱初、末寒期底層熱，供熱的嚴寒底層期不熱的現(xiàn)象。
出現(xiàn)這種水力失調(diào)的情況不是很多，一般都是采用加頂層流量的方法解決，即采用逐樓層關(guān)小用戶閥門小的方法進行解決。另外，可以將用戶入口的球型鎖閉閥換成可調(diào)節(jié)式鎖閉閥，其調(diào)節(jié)性能更強一些。當熱計量推廣開來，每戶安裝溫控閥后，每戶都具有了自動調(diào)節(jié)功能，這種問題就會基本消除。
以上對于當前供熱系統(tǒng)準存在的各種水力失調(diào)情況作了簡要的分析，介紹了我單位在水力平衡調(diào)節(jié)工作中采用的一些具體措施和其它可采用的方法，在此拋磚引玉，和廣大供熱界人士共同探索水力平衡技術(shù)，為了提高我國的供熱水平而共同努力。
