智慧供熱下換熱站電動調節閥的應用分析

王曉春

（黑龍江建筑職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

我國北方冬季采暖的集中供熱系統主要由熱源、熱網和熱用戶三大部分組成。在供熱過程中，為了實現對末端用戶的有效調節，就需要將電動調節閥作為控制設備，進行利用。以換熱站為例，由于其位于整個供熱系統的中樞環節，因此只有確保換熱站內電動調節閥運行穩定，才能夠使整個供熱系統高效運行。

1 智慧供熱下換熱站電動調節閥的作用及優勢

智慧供熱在現代城市的能源管理中發揮著重要作用。而在智慧供熱系統中，換熱站電動調節閥是一個至關重要的設備，其具體作用和應用優勢非常值得深入探討。

1.1 作用

（1）控制熱水流量。換熱站電動調節閥可以根據用戶需求，在供熱管網中精確地調節熱水流量。通過改變閥門開度，可以實現從完全關閉到最大通量之間的連續調節，保證每個用戶獲得適宜的供熱量。

（2）平衡供熱系統。由于供熱網絡中不同樓層、不同房間的供熱需求存在差異，因此需要進行平衡調節。換熱站電動調節閥能夠根據實際情況對各個分支進行調節，使得整個供熱系統能夠均衡運行，避免部分用戶過熱或供熱不足的問題。

（3）節約能源。通過智慧供熱系統中的數據采集和分析功能，換熱站電動調節閥可以根據室內溫度、天氣等因素自動進行調節。合理控制供熱流量，最大限度地減少能源消耗，提高整個供熱系統的能效。

（4）遠程監控與管理。配合智慧供熱系統的遠程監測和控制功能，換熱站電動調節閥可以實現遠程操作和監測。運維人員可以通過云平臺或移動應用程序對調節閥進行實時監控、參數設置和故障診斷，及時發現問題并進行處理，從而提高設備的可靠性和穩定性。

1.2 應用優勢

（1）提高供熱質量。換熱站電動調節閥可以根據不同用戶的需求進行精確調節，避免供熱過剩或不足的問題，提高供熱質量和用戶滿意度。

（2）節約能源成本。智慧供熱系統中的數據分析功能可以幫助確定最佳的供熱策略，合理利用供熱資源，降低能源消耗和運營成本。

（3）降低環境污染。通過準確控制供熱流量，智慧供熱系統可以減少能源的浪費，從而降低環境污染和碳排放。

（4）提升系統可靠性。遠程監控和管理功能使得運維人員能夠及時對供熱設備進行故障診斷和處理，降低停機維修時間，提高整個供熱系統的穩定性和可靠性。

（5）適應不同用戶需求。通過電動調節閥的靈活調節，智慧供熱系統可以滿足用戶多樣化的供熱需求，包括不同溫度、時間段和房間空間的需求。

（6）未來發展潛力。隨著物聯網技術和人工智能技術的發展，智慧供熱系統將更加智能化。換熱站電動調節閥將與其他設備進行聯動，形成一個智能化的供熱網絡，實現更高級別的自動化和智能化管理。

換熱站電動調節閥在智慧供熱系統中具有重要作用，并帶來了許多應用優勢。通過精確調節熱水流量、平衡供熱系統、節約能源成本、遠程監控和管理等功能，它為城市的供熱系統提供了更加高效、可靠和環保的解決方案。隨著智慧供熱技術的不斷發展，換熱站電動調節閥將在未來發揮更大的作用，并促進城市能源管理水平的提升。

2 智慧供熱下換熱站電動調節閥應用中存在的問題

2.1 電動調節閥安裝位置不合理

電動調節閥在進行安裝時，需要將電動調節閥安裝在便于操作的位置，從而便于工作人員進行操作。然而，很多工作人員在對電動調節閥進行安裝時，往往會忽略這一點，從而導致電動調節閥的安裝位置不合理，影響其正常運行。在換熱站內，由于電動調節閥處于整個供熱系統的末端，因此其工作環境十分惡劣。再加上換熱站內經常會有大量的雜物和污水進入電動調節閥中，導致電動調節閥出現堵塞、腐蝕等問題。

2.2 故障定位困難

電動調節閥的故障主要有兩種類型：（1）由于閥門自身問題而引起的故障；（2）由于外部環境因素引起的故障。在閥門出現故障后，其定位難度較大，如果不能夠及時發現和排除，就會使閥門出現進一步損壞的現象，嚴重影響整個供熱系統的穩定性和安全性。

2.3 閥門啟閉不暢

閥門啟閉不暢主要表現在兩個方面：（1）閥芯卡住；（2）閥桿和填料卡死。對于閥芯卡住問題，需要將閥芯清理干凈，保證其干凈、無雜質，同時檢查閥桿與填料的間隙是否符合要求，如果不符合要求，需要及時更換新的填料。對于閥桿和填料卡死問題，需要對填料進行檢查更換。閥門啟閉不暢不僅會對閥桿與填料的密封效果產生影響，還會對整個閥門的密封性能產生影響。因此，需要對閥門的密封性進行檢查，并及時進行更換。

3 智慧供熱下換熱站電動調節閥的應用策略

3.1 新型電動調節閥方案

該方案包括電動調節閥本體和電動調節閥驅動裝置。在電動調節閥本體上設置有閥體，在閥體上設置有驅動機構和開關機構，在驅動機構和開關機構上設置有傳感器。在電動調節閥本體上設置有控制單元，包括電源、信號采集裝置、數據傳輸裝置、通訊裝置和電源接口。該方案中，控制單元通過信號采集裝置接收來自用戶端的信號并將其轉化為脈沖信號。該脈沖信號由控制器發出，控制單元與控制器之間通過通訊接口進行連接。控制器接收到脈沖信號后，利用通信接口將脈沖信號傳輸給數據采集裝置和電源接口。在控制器內部設置有信號采集和控制部分，該部分負責對信號進行采集和處理。在采集的信號中，其中一部分被轉換為電流、電壓等物理量，另一部分被轉換為對應的脈沖頻率。電動調節閥驅動裝置中設置有電機和驅動器，內部均設置有驅動電路。該驅動電路采用差動方式對電機進行驅動，即兩個驅動器分別驅動一個電機。電機轉動時，兩個驅動器分別控制一個電機的轉動方向和轉速。當控制器發出脈沖信號后，通過控制電路將脈沖信號轉化為電信號并傳輸給控制單元。控制單元通過控制電路對脈沖頻率進行調整，以達到對電動調節閥進行控制的目的。電動調節閥驅動裝置中設置有開關機構，位于控制單元內部。開關機構上設置有開關觸點和繼電器觸點。該技術方案包括閥體、閥座、調節頭和電源。其中，閥體包括殼體和密封組件，包括O形圈、墊片和密封組件；調節頭包括連接桿和輸出軸；電源包括電源開關、輸出軸和控制盒。

通過對電動調節閥的結構進行改進，該技術方案可以提高電動調節閥的使用范圍和使用效率。在此基礎上，可以有效解決電動調節閥自身存在的問題。在實際應用中，通過對現有技術的分析，該技術方案可以使電動調節閥在供熱系統中得到更廣泛的應用。該技術方案首先通過對閥體的結構進行改進，可以使電動調節閥在惡劣環境下正常運行，并且可以有效解決現有技術中存在的問題。

3.2 保證安裝的合理性

在智慧供熱系統中，保證換熱站電動調節閥的合理安裝是確保其正常運行和有效性的關鍵。以下是詳細說明智慧供熱下如何保證換熱站電動調節閥安裝的合理性的幾個方面。

（1）設計規范與標準。在進行換熱站電動調節閥的安裝前，需要參考相關的設計規范和標準，如國家或行業頒布的技術規范、建筑設計規范等。這些規范和標準提供了設備選型、管道布置、安裝位置、閥門流量與壓力特性匹配等方面的指導。

（2）合理選址與空間規劃。根據現場實際情況，選擇合適的位置安裝換熱站電動調節閥，并進行空間規劃。要確保閥門的操作空間充足，便于日常維護和檢修工作；同時，要與其他設備、管道和構造物之間留足安全距離，避免互相干擾和影響。

（3）管道連接與支撐。在進行管道連接時，采用符合規范要求的方法和材料。對于電動調節閥的進出口管道，應嚴格按照閥門廠商的要求進行連接，確保密封可靠。此外，還需要設置合適的支撐裝置，以承受管道重量和運行過程中可能產生的振動。

（4）穩固固定與防震措施。為了確保電動調節閥的穩定性，在安裝過程中，應采取穩固的固定措施。例如，使用強度合適的螺栓或焊接等方式將閥門牢固地固定在設備底座、墻壁或其他結構上。同時，需注意選擇防震、減振材料或裝置，降低因設備運行時的振動而對閥門造成損壞的風險。

（5）電氣連線與接地保護。換熱站電動調節閥通常需要進行電氣連接，包括電源供應、信號傳輸等。在電氣連線時，必須遵守相關標準，并確保正確接線、絕緣良好、電氣參數匹配等方面的要求。同時，還需做好接地保護措施，確保人員和設備的安全。

（6）充分測試與驗收。在完成電動調節閥的安裝后，應進行充分測試和驗收工作。通過對閥門的開合、調節性能、傳感器信號響應等方面進行測試，驗證設備是否滿足設計要求和運行效果。同時，也需要與監控系統或遠程管理平臺進行連接測試，確保數據傳輸和監控功能正常。

在智慧供熱下，為了保證換熱站電動調節閥的合理安裝，需要嚴格遵循標準和規范，選擇合適的安裝位置，并采取穩固的固定和防震措施。

3.3 加強故障定位

在智慧供熱系統中，換熱站電動調節閥作為關鍵設備之一，其故障的及時定位和處理對于保證供熱系統正常運行至關重要。下面詳細說明智慧供熱下該技術方案如何進行換熱站電動調節閥故障定位的步驟和方法。

（1）遠程監測與數據分析。利用智慧供熱系統中的遠程監測功能，實時收集電動調節閥的工作參數、狀態信息以及溫度、壓力等相關數據。通過數據分析算法，比較不同時間段的數據變化，識別任何異常或故障信號。

（2）報警系統與自動排查。當智慧供熱系統檢測到電動調節閥存在故障時，會自動觸發報警系統，向運維人員發送警報信息。運維人員可以根據報警信息快速定位故障，并采取相應措施進行解決。

（3）實地巡檢與目視觀察。當接收到故障報警后，運維人員需要前往現場進行實地巡檢。他們可以通過直接觀察電動調節閥的外部情況，檢查電源連接是否正常、閥門開關是否靈活等，找到可見的故障跡象，如漏水、松動、損壞等。

（4）儀器檢測與測試。利用專業的測試儀器對電動調節閥進行全面的功能性測試和性能評估。例如，使用溫度計檢測閥門周圍溫度變化、壓力表測量供熱管路中的壓力情況等，通過對比與正常工作狀態的參考值，確定是否存在異常。

（5）故障模擬與診斷。在智慧供熱系統中，可以利用虛擬仿真技術對電動調節閥進行故障模擬和診斷。通過在模擬環境下引入不同類型的故障場景，觀察系統的反應和輸出結果，辨別出可能導致故障的原因，并采取相應的修復措施。

（6）數據分析與記錄。運維人員將收集的故障數據進行整理和分析，在智慧供熱系統中建立故障數據庫，包括故障類型、發生時間、處理方法以及預防措施等信息。基于這些數據，可以逐步積累經驗，形成問題解決的指南，提高故障定位的準確性和速度。

3.4 應用效果分析

某城市供熱項目建設于2010年，為非機組式常規換熱站，受換熱站內溫差流量、外界環境等其他因素影響，現已無法滿足用戶供熱需求，供熱區域常出現冷熱不均、熱量浪費等現象。該換熱站管網結構復雜，調節難度較高。近年來，智慧供熱開展后，換熱站采用電動調節閥，在保持室溫不變的情況下，使用電動調節閥后，二次網流量等相關參數變化明顯，如表1所示。

表1 啟用智慧供熱模式下的換熱站應用效果對比

在智慧供熱模式下，通過電動調節閥根據室內室外溫度自適應調節二次網流量和循環泵頻率，系統能源消耗減少了200kW，達到了節能效果。由此得出結論：電動調節閥的使用能夠提高供熱效率，節約能源，降低成本。因此認為該電動調節閥可以在集中供熱系統中推廣應用。

對于一個案例而言，換熱站是重要的能源供應中心，負責為整個小區提供集中供暖和供熱水服務。電動調節閥作為換熱站中的關鍵設備之一，主要用于控制熱力管網中流體的流量和溫度，以實現供熱系統的穩定運行和能效優化。

首先，電動調節閥在供熱系統中起到了流量調節的關鍵作用。通過自動調節閥門的開啟程度，可以精確地控制管道中流體的流量，從而保持合理的供熱水流速，達到供熱系統的平衡。這樣可以有效解決小區內不同樓棟、不同房間之間供熱差異大的問題，提高供熱舒適性。

其次，電動調節閥還可用于控制供熱系統中的溫度。通過調節閥門的開啟程度，可以精確地控制供熱介質的溫度，使其始終保持在合適的范圍內。這樣可以避免供熱過熱或者不足的情況發生，提高供熱系統的能效，并延長設備的使用壽命。

此外，電動調節閥的自動化控制功能也使得供熱系統的運行更加智能和便捷。通過與整個小區的中央控制系統相連，電動調節閥可以實現遠程監測、故障報警和智能化調度等功能。這樣可以及時發現和解決供熱系統中的問題，提高運行效率，并減少人工干預帶來的錯誤。

綜上所述，電動調節閥在換熱站中具有重要的應用價值。它能夠有效地控制流量和溫度，提高供熱舒適性和能效，并實現供熱系統的智能化管理。因此，在設計和建設小區供熱系統時，合理選擇和配置電動調節閥設備非常重要。

4 結語

綜上所述，通過智慧供熱下換熱站電動調節閥的應用策略，能夠進一步提高供熱系統的效率和運行質量。這項技術的廣泛應用將為能源節約、環境保護和用戶舒適度帶來顯著的效益。隨著科技的不斷發展，有信心在未來實現更加智能化和可持續的供熱系統。通過合理規劃和運用先進的控制技術，可以最大程度地滿足用戶需求，減少能源浪費，并推動能源轉型與可持續發展的目標。