熱力管網水力失調的表現與解決措施分析

付 悅 太原市熱力集團有限責任公司

1 引言

集中供熱管網系統產生不良的水力失調有很多因素，在熱力管網系統當中，要對產生水力失調的相關問題，以及各種因素進行有效的預判。必須說明的是，如果水力失調相繼產生，那么對集中供熱系統所產生的危害是十分嚴重的，因此要針對集中供熱管網系統中產生水力失調的因素進行有效明確，結合多個方面多個環節，對于相關因素進行有效的確定。譬如：針對集中供熱管網系統的設計環節、施工等相關環節，明確探究這些環節當中所存在著的水力失調的各種可能不良因素，而本文對此方面進行了深度的有效探究。

2 概述

我國北方區域四季存在著明顯的溫差，在冬季必須要采取供暖舉措，以便提升室內溫度，幫助人民實現正常的生產生活。近些年來由于環境保護、綠色持續化生產的理念深入人心，在北方地區不斷地開展了集中供暖等相關措施和途徑，隨著城市化建設不斷的推進，對于供熱管網系統也需要不斷地提升相關標準要求。但是在集中供熱系統建設和發展過程中，依舊有很多問題相繼出現，集中供熱管網系統中常見的問題有水力失調，應該著重探究水力失調的基本定義、相關因素和解決策略，以便針對水力失調進行徹底有效的優化解決。在開展集中供暖的過程中，經常會由于設計供暖和集中供暖的現實情況明顯不相符導致居民家庭溫度產生巨大的差異，一些居民冬季供暖溫度嚴重過熱，而一些家庭溫度嚴重過低，這種情況必須要給予高度的重視，并有效探究具體因素，實現徹底的解決。

2.1 供熱管網概述

熱力管網是是通過大量的串聯和并聯管路，與用戶進行有效的連接，并將相關的系統有效的建立起來，但是由于設計、施工運行等方面的原因存在，就導致存在嚴重的供熱管路水力平衡失調情況，如此就會導致用戶會存在室內不熱，或者熱量分配不均勻的情況，對于近端用戶，其熱量甚至是會超過設計熱量的三倍以上，導致近端用戶其室內溫度居高不下；而對于遠端用戶會常常是存在比設計流量低出許多的不良情況，所以大部分的遠端用戶都是會私自進行水的排放，此舉就導致大量的水資源被嚴重的浪費掉了，而且也會導致水力流量和水力壓力出現嚴重的失衡。供熱管網主要是通過鍋爐進行內部燃燒，通過加熱水實現熱水和蒸汽，并將其運送到供熱系統中，以便實現居民或相關企業的冬季有效供暖。供熱管網系統是非常復雜的網絡系統，其中所富含的結構和小系統十分的眾多，運行供熱管網由于時間、環境、工作地點等各種因素影響，可以依據不同的種類，將供熱管網分為多種類型。第一種可以結合供熱管網不同的管道壓力分為低壓管網、中央管網和高壓管網；第二種根據供熱管網里運輸的不同物質可以將其分為水蒸氣管網、熱水管網；第三，供熱管網由于使用的區間、安裝的部位不同，也可以將其分為室內供熱管網和室外供熱管網兩種類別。

2.2 水力失調概述

供熱管網在運行過程當中，非常容易產生不良的水力失調問題，水力失調的問題主要是由于供熱系統的設計工作狀況與現實的工作狀況存在著明顯的差別導致的。管網中熱量流動具體流量和現實情況差距明顯，由此而引發水力失調相繼產生，其水力失調最主要的表現還是供熱管線中明顯存在著熱力分散、不夠均勻、較為混亂等情況。一些住戶室內溫度較高，需要不斷地敞開窗戶，這樣就會產生嚴重的熱量流失和損失，而一些居民住戶，其溫度過低，根本沒有達到室內規定標準要求，這樣室內居住的生活質量也會相對降低。一般來說，工程項目導致熱力管網失調的因素主要有兩個方面：第一是熱力管網設計水流量的速度和管直徑受到嚴重忽視；第二，不能有效的管控熱力管網運行效率，進一步導致水力失調等相關問題不斷產生。

3 關于熱力管網水力失調的主要體現

3.1 熱力管網熱源系統水力失調

近些年來，伴隨我國城市化建設不斷飛速發展，在城市建設當中集中供熱系統呈現出蓬勃發展的良好態勢，這些集中供熱特征著重體現在集中供熱系統的面積和數量等方面，傳統的供熱系統已經不能滿足我國社會現實發展的基本供需，尤其是傳統鍋爐存在著諸多不良特征，這些特征表現為傳熱效率不良、額定功率低下、熱參數差異較大，這也導致管網熱源系統受到巨大的阻力和壓力。因此，引發鍋爐在現實生產運行當中所產生的熱量與設計之間差距較大，這樣對于鍋爐的工作效率所產生的影響是十分嚴重的。而且鍋爐運行效率持續低下，也會導致社會難以安定和諧發展，甚至是會引發極為不良的鍋爐安全事故。

3.2 一戶一環系統水力失調

我國近年來城市化建設當中，多數采用的室內供熱系統形式是一戶一環系統，這種系統是導致產生水力失調的主要因素。在供熱系統當中，經常存在著初期和末寒期。由于供熱系統存在著相對較低的溫度差，頂層用戶會受到樓層過高影響，導致壓力不夠充足，流量明顯比低層用戶更低，由此導致供熱系統明顯存在著較大的供回水溫度差。住在樓層最頂層的用戶由于溫度壓力差值最大，導致熱力難以有效提升，這也是水力失調引發的最不良供熱問題。

3.3 熱力管網改造后水力失調

在進行分戶改造完畢之后，用戶室內依舊沿用傳統的暖氣片。但是作為頂層用戶經常會存在著第一組暖氣片達到標準要求，而其他組暖氣片水溫溫度明顯較低，也就是說其他暖氣片的工作量，同比起設計標準要求相差巨大，由此頂層用戶的室內溫度會嚴重不達標。

3.4 熱力管網不同單元水力失調

如果不同的單元明顯超過四個，那么末端單元的溫度對比起前端單元會明顯出現降低的情況，產生這種情況的因素主要還是來自于同一棟建筑，存在著不同單元的巨大供熱差異，導致這種問題產生的主要因素還是前單元和后單元在距離上存在差異。水力嚴重失調容易引發系統供熱不夠理想等情況。

4 解決熱力管網水力失調的重要措施

4.1 做好集中供熱管網系統的設計

對集中供熱管網系統進行優化改造，要強化設計環節的工作，要將集中供熱系統產生水力失調等相關情況，作為設計的重要基礎，并進行有效的分析和探究。在集中供熱管網系統的設計階段，對水力等相關參數進行探究，避免集中供熱管網系統設計過程中產生相似問題，而且要針對集中供熱管網系統的相關參數的有關信息進行有效的摸排。在集中供熱系統的具體設計化階段，要對系統水泵進行優化設置，并設計備用功能性水泵，并實現集中供熱管網系統經濟性能的全面提升，如此可以針對集中供熱管網系統所潛在的水力失調問題，進行有效的處理和預防。

4.2 增加系統自用壓頭的數量

集中供熱管網出現水力失調的另一項主要因素是供熱管網系統的循環能力不足，這與循環系統之間存在著水泵流量和揚程數據不理想、不匹配有著直接關聯。結合現實的工作管網相關循環問題進行探究不難發現，對于此類問題采取較大功率，以及較大養成的循環水泵是最佳的解決途徑和方案。同時，應用大功率、大揚程的循環水泵，還可以實現供熱管網系統的有效調節，逐步增加循環流量，全面解決水力失調相關問題。而在集中供熱管網系統當中，將相關壓力進行有效提升，可以對供熱系統能量不足的問題進行有效的輔助和平衡，而且還要充分結合現實的用戶基本情況，明確產生循環系統阻力的相關因素，對于水泵的具體參數進行科學合理的解決，這樣可以實現經濟性的有效提升，也全面滿足住戶的供熱需求。而對于用戶室內溫度較低，難以提升等等不良情況，可以采取增加自用壓頭，有效提升局部管網供熱效率，這樣也可以對水力失調等相關問題進行有效解決和處理。

4.3 熱力管網單體建筑水力失調的解決措施

結合熱力管網維護現實需要，通常針對電梯建筑、水力失調應該采取靜態節流裝置，針對單元建筑末端明顯存在著溫度降低等情況，應該將調節閥、控制閥、熱力管網截流板進行有效安裝，讓水力的循環得到有效的控制和全面的平衡。現階段自動式的流量控制器在單元建筑當中，針對水力失調等相關問題實現了有效的解決，并幫助相關工作人員在解決問題方面。新的解決方案不單單實現經濟收益有效提升，更能夠加大運行效率，產生全面節能的良好效果。

4.4 選擇雙管采暖系統

目前，我國一些小城市所采取的供暖系統形式是單管順序供熱管網，這種管網形式存在著諸多缺點，主要是供熱半徑相對較大、管網結構較為復雜、難以實現有效的調節和控制，但該系統可有效解決管網調節困難等不良問題，實現了良好的管網控制和調節。此系統內部有效應用流量控制閥，壓力閥熱量計，可以針對流量控制、壓力管理等相關模式進行良好調節，而且結構較為簡單。

4.5 提高集中供熱管網系統的調節功能

集中供熱系統在運轉過程中，為了有效地提升運行效率，一定要采取動態化的精準調節。而集中供熱管網系統水力失調產生的問題，主要還是來自于相關工作不到位。現階段集中供熱管網系統在優化設計改造過程當中，要不斷的將雙管采暖供熱思維以及相關理念引入建設之中，通過雙管網所具備的良好優勢對集中供熱管網的具體熱量進行精準的計算。而通過雙管網優勢可以全面提升集中供熱管網流量控制效果，實現供熱系統的壓力、溫度等相關參數的有效調節和整合，全面提升水力的調整能力，實現集中供熱管網系統的流量和動力，真正解決工作中存在的水力失調等相關問題，使集中供熱管網系統的經濟性得到切實有效的提升。

4.6 動態壓差平衡閥的調節

通過動態壓差平衡閥的調節和控制，可以讓各個平衡控制點上的導管閥形成壓差的有效測試，并對整個系統情況進行全面的掌握，以便為系統日后的調整提供必要的參考和數據依據。如果被控介質流中有不同程度的轉變，是需要對閥的閥芯進行必要的自動調節，如此可以讓閥芯和閥座之間具備一定的平衡位置點，確認閥流面積及其存在良好的流量系數。但必須說明的是，其微分值的變化是非常小的。由此不難看出，上述方面對于供熱影響是十分巨大的，所以需要進行必要的調整和有效的調節，以便讓供熱效果和節能效果得以有效的提升。目前供熱管網采用的動態平衡方法分為自控流量控制閥和自控壓差控制閥。

4.7 靜態調節閥的調節

在熱管網絡系統中，對靜壓控制閥的運行起著基本的作用，加熱效率和加熱質量對熱管網絡產生影響，調節靜壓控制閥的熱管網絡開始調整油壓失衡。由于靜態平衡閥僅能夠接受手動調節，因此不能根據系統的狀態變化來調整電阻系數，從而對監視對象的電阻進行適當地調整以實現監督，并平衡滿足整個系統需求的管線系統的電阻。因此，在調整靜態控制閥時，根據系統的運轉條件進行適當的調整，再根據系統的特性和使用者的需要進行手動的調整，以滿足供暖質量和效率的要求。

5 結語

水力失調相對于供熱管網來說產生的影響是十分嚴重的，不單單會導致熱量嚴重損失，還會使供熱管網運行效率相對低下，甚至是會引發不良的鍋爐運行故障，這樣對社會發展會產生嚴重的不和諧影響。因此，要針對供熱管網的安全運行相關情況進行有效探究，以治理水力失調等相關問題作為關鍵核心，積極的對供熱管網進行有效的維修和監護。在現實的工作當中，要充分結合熱源系統不同單元、一戶一環等相關水力失調產生的具體因素，進行有效探究，確定出熱力管網相關維護的基本方式和方法。而且還要充分結合熱力管網現實基本狀況，以及居民住戶熱力的設計參數要求，將控制閥、節流閥等相關解決水力失調的功能部件引入其中，這樣才是實現水利失調問題解決的關鍵核心。本文針對熱力供熱管網系統中導致水力失調的因素以及解決策略進行了分析和探究。希望本文的論述能夠為我國北方城市在冬季實現居民居住舒適度有效提升提供一些幫助和借鑒。