摘要:隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展和城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善,城市的集中供熱越來(lái)越為人們所重視。供熱質(zhì)量的好與壞直接影響著人們的生活,而在實(shí)際供熱運(yùn)行中,供熱系統(tǒng)往往很難完全按照設(shè)計(jì)水力工況運(yùn)行,有時(shí)甚至差別很大。供熱系統(tǒng)這種設(shè)計(jì)水力工況與實(shí)際水力工況的不一致性稱為供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)。水力失調(diào)是影響系統(tǒng)供熱效果的重要原因,它能造成各熱用戶或各采暖房間過(guò)冷或過(guò)熱,必須給予足夠重視。
關(guān)鍵詞:集中供熱系統(tǒng) 水力失調(diào) 解決
中圖分類號(hào):TU995文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因
引起供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因很多,既有設(shè)計(jì)上的,也有運(yùn)行管理上的,這些原因往往是不能完全避免的。
1、設(shè)計(jì)原因
設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于供熱系統(tǒng)管道規(guī)格自身的離散型以及最高流速的限制因素等,不可能達(dá)到完全的水力平衡。此外,還需要考慮設(shè)備或者材料選型的不合理。以循環(huán)泵選取不當(dāng)為例,流量和揚(yáng)程可能會(huì)過(guò)大或過(guò)小,導(dǎo)致工作點(diǎn)偏離效率最佳區(qū)間內(nèi),出現(xiàn)水力失調(diào)的現(xiàn)象。目前,一些舊城小區(qū)供暖管網(wǎng)多采用單管供暖系統(tǒng),這種方式缺少必要的調(diào)節(jié)設(shè)備,使得用戶無(wú)法在供暖期間進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
2、施工原因
在施工過(guò)程中,若未嚴(yán)格按照施工圖、規(guī)程規(guī)范、施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,擅自改變路徑、連接方式,很可能使系統(tǒng)阻力增加,偏離設(shè)計(jì)工況,出現(xiàn)水力失調(diào)的狀態(tài)。如果施工的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)確實(shí)有一定的差距,施工方可以通過(guò)與相關(guān)方共同協(xié)商解決。
3、運(yùn)營(yíng)原因
在整個(gè)供熱系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中,由于用戶數(shù)量的增加或者減少,或存在用戶擅自加裝或者拆除散熱設(shè)備的現(xiàn)象,均有可能影響到供熱系統(tǒng)水力平衡。因此,在供熱系統(tǒng)運(yùn)行前或運(yùn)行期間,必須做好管網(wǎng)的初調(diào)節(jié)。初調(diào)節(jié)的目的是使系統(tǒng)各用戶的運(yùn)行流量達(dá)到滿足用戶的實(shí)際熱負(fù)荷需求的流量,實(shí)現(xiàn)流量的理想調(diào)配。在供熱管網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行中,值得注意的是管道附件會(huì)逐漸老化,雜質(zhì)堆積或銹蝕使其管道附件的阻力增加,破壞原有的水力平衡,運(yùn)維方應(yīng)進(jìn)行不定期的管道及其附件的檢查和維護(hù)。
二、供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的解決方法
目前,水力失調(diào)主要的解決措施有以下幾種:
1、在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),盡量提高供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性,即相對(duì)地減小網(wǎng)絡(luò)主干管的壓降,或相對(duì)地增大用戶系統(tǒng)的壓降。為了減小網(wǎng)絡(luò)主干管壓降,就需要適當(dāng)增大網(wǎng)路主干管的管徑,即在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)水力計(jì)算時(shí),選用較小的比摩阻,適當(dāng)?shù)卦龃罂拷鼰嵩吹木W(wǎng)路主干管直徑,對(duì)提高網(wǎng)路的水力穩(wěn)定性,減少水力失調(diào)的發(fā)生,效果尤其顯著。增大用戶系統(tǒng)的壓降,可以采用調(diào)壓板、安裝高阻力閥門(截止閥)、減小管徑等方法。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),還應(yīng)盡量采用同程式系統(tǒng)。同程式系統(tǒng)由于各個(gè)分支環(huán)路阻力相等,可以有效地避免水力失調(diào)。
2、安裝調(diào)節(jié)設(shè)備。在保證最不利環(huán)路的資用壓頭的前提下,通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備將其他各支路的動(dòng)力壓頭修正到資用壓頭,使得各個(gè)支路達(dá)到水力平衡。一般的調(diào)節(jié)設(shè)備有調(diào)節(jié)閥、靜態(tài)平衡閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等。
⑴調(diào)節(jié)閥。在供暖工作中,經(jīng)常應(yīng)用是閘閥、截止閥,而這兩種閥門的調(diào)節(jié)性均較差,做不到線性調(diào)節(jié),如閘閥當(dāng)開(kāi)度達(dá)到50%后,其流量基本就不再隨開(kāi)度而增大了。因此,近年來(lái)能夠做到線性調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)閥在供暖行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,調(diào)節(jié)閥通過(guò)改變閥芯與閥座的節(jié)流面積,做到了開(kāi)度與流量的線性關(guān)系,再配以便攜式超聲波流量計(jì),可以完成水力工況的初調(diào)節(jié)。但當(dāng)熱網(wǎng)系統(tǒng)面積比較大時(shí)采用調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)過(guò)程會(huì)太過(guò)復(fù)雜且效果不明顯。
、破胶忾y。平衡閥是一種具有良好調(diào)節(jié)流量功能的閥門,它借助專用儀表,使該閥成為定量的調(diào)節(jié)裝置。但是這種方法只能在管網(wǎng)系統(tǒng)壓差穩(wěn)定的前提下才能做到流量平衡調(diào)節(jié)。如遇壓差變化或負(fù)荷增減時(shí),全系統(tǒng)又需要重新做流量平衡調(diào)節(jié),這種閥不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)下的平衡,因此對(duì)于二次網(wǎng)來(lái)說(shuō)使用起來(lái)不是很方便。
、亲粤κ搅髁靠刂崎y。自力式流量控制閥是一種利用管道系統(tǒng)自身具有的壓差,機(jī)械的作用在自動(dòng)調(diào)節(jié)的閥瓣上,不需要外加動(dòng)力,既可以自動(dòng)消除系統(tǒng)剩余壓頭,確保調(diào)節(jié)流量恒定的功能。它的調(diào)試也很方便簡(jiǎn)單,即打開(kāi)刻度尺密碼保護(hù)罩套后,根據(jù)單體樓房所需循環(huán)流量把流量值調(diào)到所需流量刻度線即可,流量一經(jīng)設(shè)定后,不受管道系統(tǒng)壓差變化或負(fù)荷增減的影響,可以始終保持恒定。它的流量精度在4%,失調(diào)度可在0.9―1.1范圍內(nèi)。
、茸粤κ綁翰羁刂崎y。自力式壓差控制閥的控制對(duì)象是被控系統(tǒng)的壓差,其原理基本等同于自力式流量控制閥。在一定的流量范圍內(nèi),根據(jù)外網(wǎng)壓力變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度的大小,利用閥門內(nèi)部壓力變化來(lái)補(bǔ)償管網(wǎng)變化的阻力,從而可以維護(hù)運(yùn)行工況變化時(shí)被控系統(tǒng)的壓差恒定。將其安裝在管網(wǎng)支路入口處,可以實(shí)現(xiàn)各支路間的自主調(diào)節(jié)而且能避免相互干擾。對(duì)于分戶計(jì)量供暖系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)用熱調(diào)節(jié)的自主性,又應(yīng)盡可能減小各用戶間的調(diào)節(jié)干擾,宜采用自力式壓差控制閥。
3、分布式變頻泵改變管段阻力
通過(guò)安裝調(diào)節(jié)設(shè)備克服水力失調(diào)是以增大管網(wǎng)局部阻力的方式來(lái)消除富裕壓頭,屬于節(jié)流式水力平衡,這種方法必將造成循環(huán)動(dòng)力的無(wú)謂浪費(fèi)。近年來(lái)出現(xiàn)的分布式變頻系統(tǒng)是一種新型的供熱系統(tǒng)形式,其實(shí)質(zhì)是在各換熱站用變頻泵替代調(diào)節(jié)閥,水泵啟動(dòng)運(yùn)行將減小管段阻力,提高管段的流通能力,利用變頻調(diào)速改變水泵的揚(yáng)程和流量,借以改變管段阻力,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡。這種方法屬于有源式水力平衡,與安裝調(diào)節(jié)設(shè)備的方法相比,分布式變頻系統(tǒng)有明顯的節(jié)能效果,是值得推廣的供熱系統(tǒng)形式。
三、結(jié)束語(yǔ)
在解決供熱系統(tǒng)水力失調(diào)時(shí),應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況采取以上一種或同時(shí)實(shí)施幾種措施。在實(shí)施前,必須對(duì)各種方案進(jìn)行可行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證,比較投入和產(chǎn)出,選擇最佳方案實(shí)施,確保集中供熱運(yùn)行系統(tǒng)充分應(yīng)用熱源或熱力站的集中調(diào)節(jié)能力,最大限度地滿足用戶的要求,降低室外溫度的變化對(duì)用戶的影響。