淺談熱力二次管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)

張漢友 張躍虎

摘要：熱力二次管網(wǎng)是一個復(fù)雜的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其運行工況受工作條件、環(huán)境、時間和施工等多方面的影響。使得熱力二次管網(wǎng)在實際運行中往往存在水力失調(diào)問題，為了保障熱力二次管網(wǎng)運行的有效性，必須加強對其水力平衡進行調(diào)節(jié)，因此對供熱管網(wǎng)水力平衡的調(diào)節(jié)進行分析具有重要意義。

關(guān)鍵詞：熱力二次管網(wǎng)；平衡調(diào)節(jié)；重要性；原因；措施

1 引言

近年來我國一些大型熱電企業(yè)越來越重視集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)項目，并在市場上不斷拓展。如何在這些項目中提高供熱系統(tǒng)的效率，達到節(jié)能減排的效果，達到環(huán)保節(jié)能的目標，已成為當前的主要問題。因而二次管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)成為解決這一問題的最重要的環(huán)節(jié)。本文就熱力二次管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)問題進行闡述，并提出了具體措施。

2 二次管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的重要性

從節(jié)能的角度來看，合理的二次管網(wǎng)水力平衡的調(diào)整，可以有效降低水、電、熱的單耗，節(jié)約水、電、熱的運行成本，為供熱企業(yè)節(jié)省成本支出，提高企業(yè)效益。在二次管網(wǎng)水力工況存在不平衡的情況下，有的樓棟尤其是近端住戶，室內(nèi)溫度偏高，遠端住戶室溫偏低不達標。這時會產(chǎn)生以下幾種情況：一方面為了保證上述住戶室溫達標，供熱企業(yè)要提高整個二次管網(wǎng)供熱溫度參數(shù)，普遍提高住戶室內(nèi)溫度，熱的用戶室溫更加熱，冷的用戶室溫接近達標，浪費了大量的熱能；另一方面，供熱企業(yè)加大二次管網(wǎng)循環(huán)泵的流量，使管網(wǎng)趨于平衡，浪費了大量的電能；同時，不達標住戶在散熱器各末端私接水龍頭泄放供熱系統(tǒng)水，也導(dǎo)致系統(tǒng)熱能和水的流失。如果能夠做好二次管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)，將消除供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)，節(jié)省水、電、熱的單耗，避免通過簡單提高供熱溫度參數(shù)和循環(huán)泵流量或在用戶端加水龍頭的方法來應(yīng)付解決。

3 熱力二次管網(wǎng)水力平衡失調(diào)的表現(xiàn)

在集中供熱系統(tǒng)的室外管網(wǎng)中，水力失調(diào)主要表現(xiàn)是：各個環(huán)路的流量輸配不均衡，致使各個用戶的室溫冷熱不均，距循環(huán)泵較近的室溫偏高，用戶被迫開窗散熱，大量熱能流失；距循環(huán)泵較遠的用戶卻因室溫偏低經(jīng)常投訴，甚至拒交采暖費；另外一些問題也和水力失調(diào)密切相關(guān)，例如系統(tǒng)在大流量小溫差的工況下運行，鍋爐或換熱器等熱源設(shè)備難以達到其額定出力，投入運行的設(shè)備超過實際負荷的需求，水泵的工作點偏離高效區(qū)，能量輸配效率低，無法進行整體調(diào)控和節(jié)能運行，燃料和輸熱電能的消耗過高等等，水力失調(diào)已成為集中供熱系統(tǒng)中普遍存在又難以治愈的頑疾。

4 熱力二次管網(wǎng)水力平衡失調(diào)的原因

4.1 設(shè)計導(dǎo)致的失調(diào)

在供熱管網(wǎng)設(shè)計時，是根據(jù)水力學(xué)理論進行計算而選取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而實際管材的數(shù)值與標準是有差別的。設(shè)計圖紙中采取的管網(wǎng)管徑普遍偏大，造成管網(wǎng)建成后近端用戶和遠端用戶的水力不平衡問題非常突出，近端用戶供熱系統(tǒng)水流量遠大于設(shè)計流量，遠端用戶供熱系統(tǒng)水流量遠小于設(shè)計流量已必須通過管網(wǎng)的初調(diào)節(jié)才能使近端用戶和遠端用戶趨于平衡。

4.2 供熱管網(wǎng)的老化

供熱管網(wǎng)長期運行中有部分管網(wǎng)附件（閥門）會出現(xiàn)磨損，甚至失靈，供熱管網(wǎng)的銹蝕、結(jié)垢嚴重，使管網(wǎng)阻力系數(shù)增大。破壞管網(wǎng)原有平衡，供熱管網(wǎng)的“跑冒滴漏”也同樣會造成水力的失調(diào)。

4.3 運行導(dǎo)致的失調(diào)

系統(tǒng)中用戶用熱量發(fā)生變化時，要求各管段流量重新分配，從而導(dǎo)致水力失調(diào)。另外，由于目前絕大多數(shù)的用戶系統(tǒng)是單管順流式采暖系統(tǒng)，缺少必要的調(diào)節(jié)設(shè)備，也會導(dǎo)致水力失調(diào)。改造導(dǎo)致的失調(diào)，在熱網(wǎng)需要擴大供熱范圍和供熱負荷時，需要對熱網(wǎng)進行必要的擴建和改造，從而導(dǎo)致水力失調(diào)。

5 熱力二次管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的措施

5.1 利用分支處安裝的自力式調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)

供熱管網(wǎng)中使用的自力式調(diào)節(jié)閥是自力式流量控制閥或自力式壓差控制閥。由于自力式流量控制閥可以通過改變閥門開度，使通過自身的流量維持在設(shè)定流量值附近，所以使用自力式流量控制閥的關(guān)鍵設(shè)定流量的確定，設(shè)定流量等于設(shè)計流量，設(shè)計流量可以根據(jù)建筑物的熱負荷和供回水溫差方便地求出，這種方法簡便易行，但是由于自力式流量控制閥價格較高，初投資較大。自力式壓差控制閥，可以使分支的供回水壓差維持在設(shè)定壓差值附近，設(shè)定壓差可取設(shè)計流量下該分支處的供回水壓差，由于計算這個壓差較為復(fù)雜，所以對于定流量系統(tǒng)一般不采用，而主要用于用戶改變自身流最的情況。

5.2 實施分布式混水加適當調(diào)控手段

常規(guī)供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)采用換熱站內(nèi)集中設(shè)置循環(huán)水泵的，若實施分布式混水循環(huán)方式可以消除近端壓差大遠端壓差小的弊病，再適當輔以調(diào)控手段，則可有效地解決水力失調(diào)問題。該方式在解決水力失調(diào)的同時還節(jié)約了電耗。換熱站集中循環(huán)系統(tǒng)造成近端熱用戶壓差過大，以至于不得不加裝流量調(diào)節(jié)裝置進行限流，造成大量電能的無謂浪費。采用分布式混水泵系統(tǒng)，會造成上述電能的浪費，而且大力降低主循環(huán)泵配套電機功率，從而在最小的耗電功率的條件下達到合理供熱量的輸送，因此分布式混水技術(shù)備受青睞。

5.3 采用溫差法，通過在用戶入口安裝壓力表來調(diào)整系統(tǒng)

使整個系統(tǒng)首先達以熱力穩(wěn)定。使網(wǎng)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(tǒng)已達到熱力穩(wěn)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，然后按照用戶的規(guī)模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調(diào)節(jié)次序。先對規(guī)模較大且溫差的偏離也較大的熱用戶進行調(diào)節(jié)。

5.4 加強人員教育與運行管理

可以通過確定失水控制指標的方式，制定發(fā)現(xiàn)失水獎勵和責任失水的處罰規(guī)定，從而提高人員的責任意識；定期檢杏管網(wǎng)腐蝕及老化情況，采暖期結(jié)束要進系統(tǒng)的管網(wǎng)檢查，找到腐蝕結(jié)垢的根源，并加以治理；提高巡線檢查的頻率和力度，及時，更換受損附件，保證井室環(huán)境，發(fā)現(xiàn)“跑”“冒”“滴”“漏”立即搶修，保證設(shè)施的完好性；加大供熱執(zhí)法監(jiān)察力度，杜絕查漏不到位現(xiàn)象的發(fā)生。

6 結(jié)語

在國民經(jīng)濟總體拉動下，國家建設(shè)正朝著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)傾斜。近年來熱水供熱管網(wǎng)逐漸增多，但管網(wǎng)運行中普遍存在水力不平衡，導(dǎo)致近端過熱、遠端過冷。這不僅降低了加熱系統(tǒng)的效率，而且使加熱質(zhì)量下降，使加熱系統(tǒng)的能耗和運行成本大大增加。如何實現(xiàn)供熱管網(wǎng)的水力平衡，消除不平衡運行狀況，提高供熱管網(wǎng)的經(jīng)濟性、安全性和可靠性，提高供熱質(zhì)量是我們目前面臨的一個嚴重問題。

參考文獻：

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（作者單位：德州市建筑規(guī)劃勘察設(shè)計研究院1

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