引言
目前供熱管網(主要為二次供熱管網)的熱力平衡措施,主要有裝設孔板,普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥幾種,因為平衡閥及自力式平衡閥造價較高,并且也需要一定的人工調節,所以采用較少,孔板平衡措施由于管網實際安裝與計算工況很難相同,所以會有一定的誤差,在實際使用中有一定的困難。而裝設具有一定調節能力的截止閥進行管網的水力平衡調節,由于其成本低,且管網具有可調性,而得到了廣泛的應用。
目前,供熱管網建成后,在實際運行中,往往存在水力失調問題,這主要是由以下原因造成的:(1)工程設計是根據水力學理論進行計算而選取相應的數據,而實際管材的數值與標準是有差別的;(2)由于施工條件的限制,使管路的實際情況與設計情況有很大不同,供熱管網在實際運行中不能達到平衡;(3)管網建成后的新用戶增加,使原有的水力平衡遭到破壞;(4)管網維護不當,使管網水力平衡受到影響。針對供熱管網水力失調問題,本文就熱用戶引入口裝設普通截止閥的水力平衡措施的供熱管網系統水力平衡調節方法進行了研究,提出了一種“綜合調節法”,它有別于現行的調節方法,具有這用而且簡單易行,對目前解決供熱管網水力平衡調節問題,具有很大的應用價值。
一、國內管網水力平衡調節的方法
近年來,國內一些單位為能解決系統的水力平衡調節問題進行一些探索工作,取得了一些成果,主要調節方法有:
1.溫差法
此法是利用在用戶引入口安裝壓力表溫度計,對系統進行初調節。
首先使整個系統達以熱力穩定。為提高系統初調節的效果,可使網路供水溫度保持60℃以上的某個溫度不變化,若熱源的總回水溫度不再變化。就可以認為整個系統已達到熱力穩定。此時記錄下熱源的總供水及回水溫度和所有熱用戶處、回水壓力和供、回水溫度。
先調節供回水溫差小于熱源總供回水溫差的熱用戶,并按照用戶的規模大小和溫差的偏離程度大小,確定初調節次序。先對規模較大且溫差的偏離也較大的熱用戶進行調節。根據經驗對其用戶引入口裝置中的供水或回水閥門進行節流。待第一輪次調節完畢系統穩定運行幾小時后,現重新記錄總供水溫差及各用戶入口處供回水壓力及溫度進行下一輪的調節。
該調節方法調節周期時間長,需要反復進行,它適用于保溫較好的網絡。如果網路保溫較差,網路供水的沿途溫降較大,則對于供水溫度較低的熱用戶,或室內供暖系統水力不平衡的用戶將較差,可能出現新的水力失調。但此調節方法屬于粗調,調節效果不準確。
2.比例法
此法是利用兩臺便攜工超聲波流量計,或可測得流量的閥門(如平衡閥新型入口裝置)及步話機(用于調節時人員之間的聯系)來完成的,比例法的基本原理為如果兩條并聯管路中的水流量以某比例流動(例如1:2),那么當總流量在+30%范圍內變化時,它們之間的流量比仍然保持不變(1:2)。但用比例法調節時相互間不易協調,對操作人員素質要求較高,并需要兩臺相同的流量計,初投入較大。
3.CCR法
CCR法是在嚴格的對全系統刊物阻力分析計算的基礎上,對全系統實行一次調整的新方法,它由采集數據,計算機計算和現場調整三步構成。CCR法的基本思路是先測出被測管網現狀的各管段阻力數S值,再根據所要求的各支路流量計算出各調節閥所相應的開度,最后根據計算結果一次將各調節閥調節到所計算的開度,使系統這到所要求的分配流量,此方法相應的初投資較大,而且測量各管段實際阻力數S值不易。但降低了運行費用,是未來發展的方向。
二、綜合調節法研究
我們分析了以上各調節方法的優缺點,在此提出了一種新的調節方法,此方法具有比例法和CCR法的一些特點,因此稱這綜合調節法。
綜合調節法有兩種調節形式,一種為在管網的設計階段通過計算為使支管線及各熱用戶水力平衡選取適當管徑的截止閥 (截止閥與管徑相同或小幾號)及相應的開啟度管網投入運行后,按計算結果將截止閥一次調節完成。可實現管網的初平衡。在管網精細調節時,需要在熱用戶入口處或支管線上裝設流量測孔,并配備一臺便攜式水力平衡測試儀(該儀表可測流量與溫 度)通過流量測試、計算、再調節,從而實現管網的最終水力平衡。
此方法先將管網的設計參數及管網安裝竣工后的管網有關數據輸入計算機,計算出各管段設計阻力數S值,根據各支路所設計的流量、閥門阻力特性數S與閥門開啟高度Y的擬合方程式,(據大量截止閥的實驗研究出的s=f(G·Y)關系)通過計算機程序計算并調節,最后使系統達到所要求的流量分配。
由于管網在水力平衡狀態下,相鄰的管路的壓差是平衡的(圖1為管路原理圖)
圖1
即:Δp=SV2 Pa (1)
則:ΔP1=S1V12 (2)








