摘 要：闡述了供熱系統中水力失調的原因及解決辦法，介紹了　壓差控制閥的結構及工作原理，在水力失調情況下的應用。
關鍵詞：水力失調；壓差控制閥；工作原理及應用。
引言
隨著我國城市建設的發展和城市基礎設施的不斷完善，集中供熱事業發展迅速。現代化的大型住宅小區及大型商貿區的建設，擴網增容的現象十分普遍，使得供熱規模越來越大，供熱系統中的水力失調現象越來越明顯。即供熱系統在實際運行時，流經各幢建筑物，各用熱設備的水量與設計水量不符，近端熱用戶流量大，而遠端熱用戶的流量小，“近熱遠冷”的現象較為嚴重。由于供熱質量的好與壞直接影響著人民的生活，并且水力失調是影響系統供熱效果的重要原因，它能造成各熱用戶或各采暖房間過冷或過熱，因此影響供熱系統水力失調就是我們亟待解決的問題，必須給予足夠重視。
一.水力失調和水力平衡的概念
1、水利失調
供熱系統實際水力工況與設計水力工況的不一致性，稱為該用戶的水力失調。設供熱系統的設計流量為V1(m3／h)，實際流量為V2(m3／h)，其比值X= V2／V1稱為供熱系統的水力失調度。系統失調一般分為一致失調和不一致失調。
2、水力平衡
供熱系統各用戶在其他用戶流量改變時保持本身流量不變的能力，稱為水力平衡或水力穩定性。水力穩定性系數的表達公式為：
 Y= V1/Vmax
式中: V1一用戶的設計流量；Vmax一用戶出現的最大流量。
熱網的主要任務是合理地將熱介質分配到每個用戶，保證各個用戶之問的水力和熱力平衡，同時在系統水力工況發生變化時也能自動做出反應以保證用戶不受影響。
二、 供熱系統產生水力失調的原因
引起供熱系統水力失調的原因很多，既有設計上的，也有運行管理上的，這些原因往往是不能完全避免的。
1)在進行管道設計時，由于管道內熱媒流速不允許超過限定流速，管徑規格有限等，在網絡各分支環路或用戶系統各立管環路之間，其阻力損失是不可能在設計的流量分配下達到平衡。使熱用戶實際流量分配不能符合設計所需的流量要求，就會產生水力失調。
2)由于新接人熱用戶或停運部分熱用戶，全網阻力特性改變，也會導致水力失調。
3)開始運行時沒有很好地進行初調節，也會導致水力失調。由于網路近端熱用戶的作用壓差很大，位于網路近端的熱用戶，其實際流量往往比規定流量要大得多，而位于網路遠端的熱用戶，其作用壓差和流量將小于規定的數值，這種不一致的失調需要通過網路的初調節來解決，否則，就會產生水力失調。
4)熱用戶室內水力工況變化，比如隨意增減散熱器，均會導致水力失調。
5)隨意調整網路分支閥門或用戶人口閥門，均會產生水力失調。
6)網路或熱用戶局部管道堵塞．導致相關熱用戶流量減少，也會產生水力失調。
三、 供熱系統水力失調的解決方法
1)在設計系統時，盡量提高供熱系統的水力穩定性，即相對地減小網路干管的壓降，或相對地增大用戶系統的壓降。即在進行網路水力計算時，選用較小的比摩阻，適當地增大靠近熱源的網路干管直徑，對提高網路的水力穩定性，減少水力失調的發生，效果尤其顯著。
2）在運行時，應合理地進行網路的初調節和運行調節．盡可能將網路干管的所有閥門開大，把剩余的作用壓差消耗在用戶系統上。通過初調節，能消除設計、施工和運行管理中所造成的熱源水力失調。
3）增大系統的循環流量，改善單管、雙管系統水力失調，這種方法即靠大水泵、增加并聯臺數或增設加壓泵等方式
提高系統循環流量，有時系統實際運行流量要比設計流量高達好幾倍。這種方法缺點是投資大、運行耗電費用高和熱量浪費嚴重。
4）可在各用戶人口處安裝壓差控制閥，以保證各熱用戶的流量恒定不受其他用戶的影響。這種方式實質上就是改變用戶系統總阻力，以適應用戶變化工況的作用壓差，從而保證流量恒定。它的特點是循環水泵在高效率點工作，減少過熱用戶的熱量浪費，節能效果顯著。
四、壓差控制閥的原理及結構
本文主要談論通過安裝壓差控制閥來解決供熱系統的水力失調，壓差控制閥的作用是維持施加在被控對象上的壓差恒定。它是由一個帶有上下膜盒的驅動器和一個調節閥體構成，膜盒分別連結到控制壓差段的高低壓側，當控制點壓差偏離設定值作用在膜盒上，壓差就會推動隔膜，從而帶動閥桿開大或關小閥門，調節其自身阻力，使控制點的壓差變化從而產生應急補償性調節。壓差控制閥按照安裝在供水管還是回水管上，分為供水式結構和回水式結構，二者不可互換使用。這種閥門由閥體、雙節流閥座、閥瓣、感壓膜、彈簧及壓差調整裝置組成。圖1為壓差控制閥結構示意圖。 

網路的供回水壓差P-P3增大，則感壓膜帶動閥瓣下移，使P2-P3增大，從而維持P1 --P2(即施加于被控制環路的壓差)恒定；反之，只P1—P3減小，則閥瓣上移P2—P3減小，使P1—P3 不變。
若Pl—P3不變，當環路內部阻力發生變化，比如某一支路關斷，則環路的總阻力增大，在這個瞬問P2 減小，P1—P2增大；但隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣下移，壓差平衡閥的阻力增大，從而使P2又回升到原來的大小，即使P1—P2不變。可見，無論是網路壓力出現波動，還是被控對象內部的阻力發生變化，壓差控制閥均可維持施加于被控對象的壓差恒定。
五、壓差控制閥的安裝
首先在熱力入口(或立管)供水主管道上安裝靜態平衡閥，不但在系統初始調試時實現靜態平衡的流量分配比例，而且是1個測量流量的測量閥，配合回水主管道上安裝壓差控制閥的調試，又能滿足動態平衡的要求，同時由于壓差變化小也不影響熱表計量精度，是非常實用的方案，見圖2。
       圖2  壓差控制閥安裝示意圖
六、壓差控制閥在供熱系統中應用的總結
在目前我國供熱系統以質調為主的前提下，安裝使用壓差控制閥是實現運行動態調節、降低運行成本、節約能源的有效措施，對推動集中供熱事業的發展必然產生深遠影響。
 (1) 安裝壓差控制閥，既可吸收網路的壓力波動、又可以使被控對象內部各支路間的調節干擾大大減弱。對于分戶熱計量的質調節供暖系統，在一個向多戶供暖的支路入口處，宜裝設壓差控制閥。
（2）在管網系統中安裝壓差控制閥，實現動態調節后，管網中的阻力能自動調整，確保設計的水泵特性曲線在最佳工況下運行，從而達到節電的目的。
（3）在管網系統中安裝壓差控制閥實現管網運行動態調節，可以有效地克服系統中的“近熱遠冷”現象，真正達到熱量按需分配到熱用戶的目的，既提高了供熱質量，還能增加供熱面積。