摘要：近幾年來，我國城市的集中供暖事業(yè)又了迅猛發(fā)展，然而供熱系統(tǒng)在實際運(yùn)行中存在諸多問題，水力失調(diào)便是其中的突出問題。所以保證供熱管網(wǎng)的水力平衡是供暖設(shè)計工作中的一個重要環(huán)節(jié)。本文歸納了供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)的表現(xiàn)及原因，對目前國內(nèi)普遍采用的幾種調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了比較，并提出了供熱管網(wǎng)水力平衡的保證措施。

　　關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng),水力失調(diào),水力平衡,調(diào)節(jié)

　　前言

　　供熱管網(wǎng)的水力平衡十分關(guān)鍵，她決定著系統(tǒng)運(yùn)行效果的好壞，一般來說水力平衡的調(diào)節(jié)工作是在系統(tǒng)運(yùn)行之前完成，這是系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保障，也是節(jié)能運(yùn)行的前提條件。但由于種種原因，水力平衡難以實現(xiàn)，盡管各種調(diào)控設(shè)備已應(yīng)用了很多年，水力失調(diào)依然普遍存在。

　　一、供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)的表現(xiàn)及原因

　　（一）供熱管網(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(yuǎn)的用戶卻因室溫偏低經(jīng)常投訴，甚至拒交采暖費(fèi)；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(yùn)行，鍋爐或換熱器等熱源設(shè)備難以達(dá)到其額定出力，投入運(yùn)行的設(shè)備超過實際負(fù)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(jìn)行整體調(diào)控和節(jié)能運(yùn)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。

　　（二）供熱管網(wǎng)水力平衡失調(diào)的原因

　　1、實際施工與設(shè)計存在偏差

　　工程設(shè)計人員在進(jìn)行供熱工程設(shè)計時，已經(jīng)進(jìn)行了精確的管網(wǎng)水力平衡計算，選定了適當(dāng)合理的管徑，但是由于施工人員在實際施工中沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求和施工規(guī)范進(jìn)行安裝施工，造成實際施工情況和理論設(shè)計之間出現(xiàn)較大偏差。這些人為因素都將造成水力失調(diào)。

　　2、設(shè)計人員設(shè)計時存在設(shè)計不合理的問題

　　工程設(shè)計是根據(jù)水力學(xué)理論進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)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(yuǎn)大于設(shè)計流量，遠(yuǎn)端用戶供熱系統(tǒng)水流量遠(yuǎn)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(yuǎn)端用戶趨于平衡。

　　3、供熱管網(wǎng)的老化

　　供熱管網(wǎng)長期運(yùn)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(yán)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、供熱系統(tǒng)改造時的隨意性

　　在供熱系統(tǒng)維修、改造時，忽視系統(tǒng)的設(shè)計工況，隨意改變管道的敷設(shè)線路、管徑，改變系統(tǒng)的連接方式，隨意加設(shè)管道閥門，以普通閘閥代替調(diào)節(jié)閥。

　　5、個別用戶的偷竊行為

　　個別熱用戶偷竊系統(tǒng)供熱用水、擅自改動室內(nèi)管線布置、擅自對室內(nèi)的散熱器加片等情況。這些都將增大管網(wǎng)的阻力系數(shù)，加大管路實際流量與理論設(shè)計流量的偏差，對供熱管網(wǎng)的水力工況產(chǎn)生很大影響。

　　二、國內(nèi)供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的方法

　　（一）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(tǒng)進(jìn)行初調(diào)節(jié)。

　　首先使整個系統(tǒng)達(dá)以熱力穩(wěn)定。為提高系統(tǒng)初調(diào)節(jié)的效果，可使網(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(rèn)為整個系統(tǒng)已達(dá)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。

　　先調(diào)節(jié)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(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(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)經(jīng)驗對其用戶引入口裝置中的供水或回水閥門進(jìn)行節(jié)流。待第一輪次調(diào)節(jié)完畢系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行幾小時后。再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(jìn)行下一輪的調(diào)節(jié)。

　　該調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)周期時間長，需要反復(fù)進(jìn)行，它適用于保溫較好的網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)路保溫較差，網(wǎng)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(nèi)供暖系統(tǒng)水力不平衡的用戶將較差，可能出現(xiàn)新的水力失調(diào)。但此調(diào)節(jié)方法屬于粗調(diào)，調(diào)節(jié)效果不準(zhǔn)確。

　　（二）比例法

　　此法是利用兩臺便攜式超聲波流量計，或可測得流量的閥門(如平衡閥新型入口裝置)及步話機(jī)(用于調(diào)節(jié)時人員之間的聯(lián)系)來完成的，比例法的基本原理為如果兩條并聯(lián)管路中的水流量以某比例流動(例如1：2)，那么當(dāng)總流量在+30％范圍內(nèi)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(diào)節(jié)時相互間不易協(xié)調(diào)，對操作人員素質(zhì)要求較高，并需要兩臺相同的流量計，初投入較大。

　　（三）CCR法

　　CCR法是在嚴(yán)格的對全系統(tǒng)阻力分析計算的基礎(chǔ)上，對全系統(tǒng)實行一次調(diào)整的新方法，它由采集數(shù)據(jù)，計算機(jī)計算和現(xiàn)場調(diào)整三步構(gòu)成。CCR法的基本思路是先測出被測管網(wǎng)現(xiàn)狀的各管段阻力數(shù)S值，再根據(jù)所要求的各支路流量計算出各調(diào)節(jié)閥所相應(yīng)的開度，最后根據(jù)計算結(jié)果一次將各調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到所計算的開度，使系統(tǒng)達(dá)到所要求的分配流量，此方法相應(yīng)的初投資較大。而且測量各管段實際阻力數(shù)S值不容易。但降低了運(yùn)行費(fèi)用，是未來發(fā)展的

　　方向。

　　（四）綜合調(diào)節(jié)法研究

　　我們分析了以上各調(diào)節(jié)方法的優(yōu)缺點，在此提出了一種新的調(diào)節(jié)方法，此方法具有比例法和CCR法的一些特點，因此稱做綜合調(diào)節(jié)法。綜合調(diào)節(jié)法有兩種調(diào)節(jié)形式，一種是在管網(wǎng)的設(shè)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(dāng)管徑的截止閥(截止閥與管徑相同或小幾號)及相應(yīng)的開啟度管網(wǎng)投入運(yùn)行后，按計算結(jié)果將截止閥一次調(diào)節(jié)完成。可實現(xiàn)管網(wǎng)的初平衡。在管網(wǎng)精細(xì)調(diào)節(jié)時，需要在熱用戶入口處或支管線上裝設(shè)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(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)管網(wǎng)的最終水力平衡。

　　此方法先將管網(wǎng)的設(shè)計參數(shù)及管網(wǎng)安裝竣工后的管網(wǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，計算出各管段設(shè)計阻力數(shù)s值，根據(jù)各支路所設(shè)計的流量、閥門阻力特性數(shù)S與閥門開啟高度Y的擬合方程式，(據(jù)大量截止閥的實驗研究得出的s=f(G·Y)關(guān)系)通過計算機(jī)程序計算并調(diào)節(jié)，最后使系統(tǒng)達(dá)到所要求的流量分配。

　　三、供熱管網(wǎng)水力平衡的保證措施

　　（一）嚴(yán)格控制補(bǔ)給水量

　　在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)盡可能地將系統(tǒng)的補(bǔ)給水量控制在系統(tǒng)循環(huán)水量的O.5％以下。這對節(jié)能減排、降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和減輕鍋爐及管網(wǎng)的腐蝕具有重要意義。因此，需經(jīng)常檢查系統(tǒng)中有無漏水點，若發(fā)現(xiàn)漏水點，應(yīng)及時采取措施，降低水耗。在實際應(yīng)用中，常采用壓力表檢漏法，效果較好。當(dāng)管網(wǎng)補(bǔ)水量突然增大，證明管網(wǎng)有丟水或漏水情況。可在所屬供水、回水管上各安裝l塊壓力表，待安裝好后記住壓力表上顯示的壓力，然后同時關(guān)閉供回水閥門，幾分鐘后，若有漏水點，會發(fā)現(xiàn)該管段上壓力表顯示數(shù)值迅速下降；若無漏水點，則壓力表顯示數(shù)值不變。這種方法對及時發(fā)現(xiàn)漏水點，及時搶修，降低補(bǔ)給水量，很有作用。

　　（二）加大施工監(jiān)督管理力度

　　實行工程質(zhì)量終身責(zé)任制，加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)督管理，嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工。對需變更設(shè)計的一定要經(jīng)設(shè)計人員確認(rèn)后，方可按照設(shè)計變更單的要求更改。

　　（三）加強(qiáng)日常考核管理

　　加強(qiáng)水質(zhì)管理制度，合理排污，及時排除水渣，每天對水質(zhì)的情況進(jìn)行記錄，保證水質(zhì)合格，避免不安全事故的發(fā)生。對管網(wǎng)和用戶系統(tǒng)設(shè)立每班次的巡回檢查制度，做好每天室外溫度、爐膛溫度、鍋爐出水溫度、循環(huán)流量、補(bǔ)水量、鍋爐及管網(wǎng)運(yùn)行壓力等數(shù)據(jù)的記錄，以便及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行安全問題及系統(tǒng)不熱、漏水和其他不正常現(xiàn)象。對煤、水、電等各項指標(biāo)進(jìn)行每日的記錄，每周進(jìn)行分析及核算，做到節(jié)能減排。

　　結(jié)語

　　由于提高熱水網(wǎng)路的水力平衡性,使得供暖系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,保證熱用戶正常的工作和生活,可節(jié)約無效的熱能和電能損失,便于系統(tǒng)的初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)。因此在熱水供暖管網(wǎng)設(shè)計中,對于提高系統(tǒng)的水力平衡給予充分的重視。

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　　本文選自省級期刊《黑龍江水利科技》，期刊名稱：黑龍江水利科技，主管單位：黑龍江省水利廳，主辦單位：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院黑龍江省水利學(xué)會黑龍江省水利科技信息中心站。國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1007-7596，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN23-1269/TV，郵發(fā)代號：14-87，單價：8，定價：48，刊期：季刊，開數(shù)：16開。
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