集中供熱管網水力失調及應對措施探究

任魯彥

摘 ?要：水力平衡失調嚴重擾亂了用戶的正常生活，對供熱企業也產生了極大的影響。探究供熱管網體系水力失衡的內因，詳述了水力系統管理的基本準則，例舉了幾類有效的管網水力失衡的解決方案與方法。

關鍵詞：供熱管網;水力失調;原因;措施

1 供熱管網水力工況失調原因分析

管網生產管理的好壞對整個城市集中供熱管網系統運行效率與質量有著重要的影響，而實際管網運行管理中都存在不同程度水力工況失調問題，使得城市集中供熱質量頗受用戶質疑，同時對供熱公司造成較大的經濟損失。供熱管網體制水力失衡的因素是多方面的。對城市集中供熱系統進行分析，得到供熱管網水力工況失調的原因主要為以下幾個方面[1，2]：

（1）供熱管網系統中管道的類型有很多種，造成整個系統在用戶使用情況下出現失調現象，因此需要通過人為方式進行調試，但調試的結果并不樂觀。在供熱管網最初構建的時候，它的構想是要滿足最低級用戶的需求，而且其余的用戶供熱要正常使用。如采用此種流量分配方式，而不進行人為的控制調節，將會造成嚴重的水力失調現象。

（2）系統環路中使用較多的循環水泵，而所使用循環水泵規格型號并不一定滿足功能需求，存在流量或揚程不搭配的問題。循環水泵不搭配容易造成工作點的偏離，使得管網水力工況不能處于有效工作區間，產生水力失調問題。

（3）用戶對于熱量的使用量的不斷改變，造成供熱管網網絡一直處于變化狀態，使得網絡流量進行再次分配，所以出現管網水力系統失衡。

（4）對于取暖的系統大多數客戶都使用了單管順序式，而且缺少有效調節設備，這也是出現水力失衡的因素之一。

2 集中供熱管網系統水力失調治理

集中供熱管網系統水力失調問題的解決原則為：針對系統實際情況，采用單項或多項聯合技術手段，確保供熱質量以及技術經濟的可行性。水力失衡的處理方式有重新購買設備管道或者更換其余配件、附加阻力、壓頭技術等，但在實際操作過程中應首先完成如下兩個方面：

一是校核性水力計算。校核性水力計算是發展和解決問題，制定出正確方案的宗旨。在舊系統改造項目中經常會使用這種計算方法，其相關數據都已經掌握，有利于水力計算后迅速找出問題所在。

二是優化水泵配置與選擇。主要針對新的供熱系統設計，主要涉及附加壓頭水泵和循環水泵。在設計新的供熱管網時，應首先進行方案的比選，選擇更換主循環水泵或增加其他加壓水泵，通過多個方案的技術經濟比較得出最佳的實施方案[3]。

3 供熱系統水力失調應對措施

3.1 附加阻力可減少用戶系統過多的資用壓頭

集中供熱網系統中包含了大量的用戶環路，用戶與用戶之間對于熱量和流量的使用情況有所差異，所以，在進行最初構建時很難滿足不同用戶的需求。在構建管網系統進行循環水泵選型時，為了讓它滿足最遠用戶的需求，采取最不合理的運行工況環路阻力計算方法，所以，系統所有支路都有壓頭的存在。而剩余壓頭是造成水力失調的主要根源，如在系統運行之初不能采取有效措施，降低或消除剩余壓頭，必將引起系統產生嚴重的水力失調現象。

目前采取的降低剩余壓頭措施為人工調節閥門，但其應用效果則不如人意。導致這一情況出現的原因是：系統中用戶之間的環路是有聯系的，比如，對其中一個用戶實行環路調節，其他用戶系統也會隨之改變，其結果往往需要多次反復調節才能達到較為滿意的效果;這種人工調節方式不僅費時、費力，而且應用具有非常大的局限性，當用戶系統數量出現變動時，則需重新進行調節。

配備自動調節設備是減少用戶多余壓頭的最好解決方法，利用設備自動調節進而實現平衡，稱之為“附加阻力平衡”。相較于人工調節方式，附加阻力平衡技術省時、省力，并且能夠確保循環水泵運行工況點在高效工作區間，具備較高的節能效果。

3.2 附加壓頭增加用戶不足的資用壓頭

此種方式主要針對循環水泵揚程不足，系統網絡用戶的增加對水泵能力提出更大的要求，供熱管網系統水泵揚程不夠會造成阻力的不平衡，而運用附加阻力方法不能夠達到調節效果，更換設備與附件需要花費大量人力、物力。

通過附加壓力增加用戶不夠的資用壓頭，主要措施是在管網系統的出入口安裝一個不同規格的水泵，來填補用戶系統壓頭不足，進而使得各環路達到阻力平衡。附加壓頭平衡方法和附加阻力平衡方法，前者節能效果更強，可以減少水泵的用電量，所以，它具有很大的優勢。

以往存在個別用戶安裝加壓水泵發生“搶水”現象，造成個別用戶供熱增加，但其他用戶循環水量減少。出現這一現象的原因是匹配了揚程不合理的加壓水泵，由于揚程較大造成附加壓頭增加，因此別的用戶資用壓頭被降低，導致水力失調發生。而隨著技術的進步，不同規格、性能的水泵涌現到市場，選擇合格水泵就可有效避免“搶水”情況的發生[4]。

3.3 選擇具備調節功能的雙管采暖系統

目前，根據我國現有熱量收費的方式，采用可調節的雙管采暖系統是相對合理的模式，它擁有必備的調節功能。這種系統在入口配備了先進的熱量計和流量控制閥，也可以采用熱量計和壓差控制閥模式進行調節。通過在散熱器安裝熱量調節設備，繼而實現用戶按自己需求進行流量與熱量的調節，供熱企業也能夠遵照用戶使用情況來實現按需收費。為了防止出現水力失調現象，熱網系統需流暢，使用的水泵必須擁有強大的能力，保證循環水的流量和動力。實踐證明，在用戶系統入口安裝調節設備能夠大幅度消除剩余壓頭，但對于已成型的集中供熱管網系統而言，如不具備此種調節功能，則需花費大量經費、時間對舊系統進行改造。

3.4 運行模式選擇“大流量、小溫差”

此種運行模式主要針對的是供熱管網冷熱不均導致的水力失調問題?！按罅髁俊⑿夭睢边\行模式雖能夠在某種程度上提升過冷用戶供熱溫度，但依舊無法改善過熱用戶溫度過高問題;同時，流量的增加意味著能量消耗的能加，在不能夠保證供熱效果的前提下，會造成系統能量的浪費。因此，“大流量、小溫差”運行方式選擇不被推薦，但在某種情形下仍具備一定的應用價值。

4 結束語

水力失調對于供熱管網系統而言是一種經常出現的現象，對用戶的生活造成了很大程度上的影響，還會產生一些不必要的浪費。出現這種現象的因素不是單一的而是多方面的，設計院、供熱企業等應選擇最合理、最經濟、最有效的方法來解決，根據實際供熱系統現狀，可選其一或者多種調節措施，最大程度的保證供熱系統的正常運行。

參考文獻

[1]柳箭.根除熱網水力失調的節能技術[J].建設科技，2011，8：56-59.[2]張慶.集中供熱管網水力失調問題的分析及解決措施[J].山東工業技術，2015，4：70.

[3]韓忠.供熱管網水力失調的治理及其優化[J].科技情報開發與經濟，2003，6：233-234.

[4]蔡啟林.供熱系統水力失調的綜合治理[J].煤氣與熱力，2002，4：300-302.