隨著城市供熱管網自動化調節技術的飛速發展,調節閥得到了廣泛的應用,本文結合實踐,就調節閥在管網熱平衡中(zhong)的調節原理和應用中(zhong)應注意的問題做了一些探(tan)討總(zong)結,淺析(xi)如(ru)下:
1 供熱系統的熱平衡
1.1 供熱工程的復雜性在于:
1)要(yao)同時滿足許多個建筑(zhu)空間(jian)的熱狀(zhuang)態,這就是(shi)建立在(zai)系統水力平衡基礎上(shang)的靜態熱平衡;
2)由于外界條件的(de)變化,要隨機滿(man)足熱工(gong)性能各異采暖(nuan)房間的(de)熱狀態(tai)(tai),這就(jiu)需要運行(xing)人員根據外界變化隨時調(diao)整管網(wang),實現所謂(wei)的(de)動態(tai)(tai)平(ping)衡(heng)。
而現在的(de)(de)管(guan)網設(she)(she)(she)計往往不(bu)依照水(shui)力(li)平衡的(de)(de)原則設(she)(she)(she)計,存在先(xian)天上(shang)的(de)(de)不(bu)足,從(cong)上(shang)學老師講課(ke)一談到選管(guan)徑就(jiu)根(gen)據流(liu)速和比摩(mo)阻確定,只要熱負荷相近(jin)(jin),流(liu)量就(jiu)相近(jin)(jin),管(guan)徑就(jiu)相同,而忽視了各個環路(lu)的(de)(de)資用壓(ya)差并不(bu)相同。這樣實(shi)際(ji)上(shang)造成了管(guan)徑的(de)(de)普遍放大(da),最(zui)不(bu)利環路(lu)依然存在,而且(qie)帶來了調節上(shang)的(de)(de)困難。我們(men)應該科學計算(suan)增大(da)環路(lu)支管(guan)的(de)(de)壓(ya)力(li)損失,從(cong)設(she)(she)(she)計上(shang)就(jiu)盡量做到水(shui)力(li)平衡。
1.2 完全依靠調節可以實現熱力平衡嗎?
理論上可以,但(dan)是(shi)(shi)熱力(li)公司在實際(ji)工作中是(shi)(shi)做不(bu)到的(de)。因(yin)為管(guan)網(wang)的(de)運(yun)行是(shi)(shi)時刻變(bian)化的(de),是(shi)(shi)動態變(bian)化的(de),即使(shi)一個時點滿足(zu)(zu)了(le)這個建筑(zhu),下一個時點很可能就不(bu)滿足(zu)(zu)了(le)。并且盲目增(zeng)加調(diao)節系統,一是(shi)(shi)經(jing)濟(ji)條件不(bu)允(yun)許,二(er)是(shi)(shi)增(zeng)加了(le)管(guan)網(wang)的(de)阻力(li),三是(shi)(shi)增(zeng)加了(le)系統的(de)安全(quan)隱患。
1.3 供熱管網的平衡調節應該從設計源頭上加以控制
首先對于并(bing)聯(lian)的(de)(de)環路應該遵(zun)(zun)循水(shui)力平衡(heng)(heng)的(de)(de)設計(ji)原(yuan)則,環路長度適中,末端最好不布置較(jiao)大負荷(he)的(de)(de)建筑。其次應該遵(zun)(zun)循盡量減(jian)小公共段(duan)部分(fen)的(de)(de)阻力,增大末端設備阻力的(de)(de)設計(ji)原(yuan)則,這有利于各個(ge)環路的(de)(de)熱力平衡(heng)(heng),按照(zhao)這個(ge)原(yuan)則來確定(ding)各個(ge)管(guan)(guan)段(duan)的(de)(de)管(guan)(guan)徑和阻力。最后(hou)應該選擇(ze)合適的(de)(de)水(shui)力平衡(heng)(heng)裝置,如(ru)流量調節閥(fa),壓差調節閥(fa)等。
2 常用調節閥的正確使用
2.1 管網的靜態調節
1)靜態平衡是按(an)照設計條件的水(shui)力(li)平衡。
2)依靠系統的(de)合理設(she)計和水(shui)力平衡計算(suan)為(wei)主,結合用熱(re)情(qing)況,不能滿(man)足時,配(pei)置(zhi)必要的(de)調節(jie)閥(fa)進行過(guo)剩壓(ya)差節(jie)流,或(huo)設(she)置(zhi)增壓(ya)水(shui)泵補充壓(ya)差的(de)不足。
3)管網(wang)壓差過剩調節主要依(yi)靠手動(dong)調節閥(fa)。
4)管(guan)網壓(ya)差(cha)不足(zu)調節主要采用增壓(ya)水泵。
5)當網(wang)路(lu)水力工況發生(sheng)變化時,需要重新進(jin)行手動調節。
2.2 管網的動態調節
1)動(dong)(dong)態平衡(heng)是(shi)發生偏離設計(ji)條件后利(li)用自動(dong)(dong)調節手段進行的跟蹤水力平衡(heng)。
2)供暖(nuan)管網一(yi)般采用自力(li)式調節(jie)閥(fa)(fa):包括恒流量(liang)調節(jie)閥(fa)(fa)、恒差(cha)壓調節(jie)閥(fa)(fa)和電(dian)動調節(jie)閥(fa)(fa)。
3)恒流量(liang)調節閥適(shi)用(yong)于(yu)定流量(liang)系統。外網壓(ya)差(cha)變化時維持被(bei)調節對象設定流量(liang)穩(wen)定不變。
4)恒壓差調(diao)(diao)節(jie)閥(fa)適用于變(bian)流(liu)(liu)量系(xi)統。當(dang)系(xi)統管網壓力變(bian)化或者被調(diao)(diao)節(jie)對(dui)象(xiang)內(nei)部流(liu)(liu)量變(bian)化時(shi),通過閥(fa)體內(nei)部結構的(de)自動調(diao)(diao)整來(lai)達到被調(diao)(diao)節(jie)對(dui)象(xiang)的(de)資(zi)用壓差不變(bian)。
5)電動調節閥主要用于自控系統,通過預先設定如溫度或壓力參數,讓閥門的開啟(qi)度隨著設定參(can)數(shu)的變化(hua)而動(dong)態變化(hua),來適時(shi)調節以滿(man)足系(xi)統的動(dong)態平衡。
2.3 調節閥配置是否越多越好?
調節閥的設置應該通過對系統的科學分析后進行合理設置,當調節對象資用壓差過大時可以設置,而資用壓差合適時無需設置,只需要設置關閉用閥門即可。采暖入口裝置(zhi)配置(zhi)過于復雜,造(zao)成(cheng)過大的壓力(li)損失,利少(shao)而弊多(duo)。應明確:
1)只有當調節(jie)對象資(zi)用壓差有富余(yu)量時(shi)調節(jie)閥(fa)才起作(zuo)用。
2)所有的(de)(de)閥門(men)都(dou)具(ju)備調節(jie)(jie)功能,只是由(you)于內(nei)部結構(gou)的(de)(de)不(bu)同(tong)和功能要求的(de)(de)不(bu)同(tong)而造成各自的(de)(de)調節(jie)(jie)功能不(bu)盡相(xiang)同(tong)而已(yi)。
3)所有(you)的閥(fa)(fa)門的內部結(jie)構(gou)不一(yi)樣(yang)其(qi)阻力特性(xing)曲(qu)線就(jiu)(jiu)不一(yi)樣(yang),閥(fa)(fa)門的調節就(jiu)(jiu)是(shi)通過改變其(qi)自身的阻力特性(xing)來達到調節的目的,實際上就(jiu)(jiu)是(shi)改變閥(fa)(fa)門的開啟度。閥(fa)(fa)門的開啟度與阻力特性(xing)是(shi)成反比關系(xi)的。
2.4 靜態調節閥的特性
靜態調節閥具備兩個基本特征,一是閥門的開啟度與流量大小成線性關系,二是閥門本身內部阻力大。主要是手動調節閥,包括普通調節閥和平衡閥,二者的區別是平衡閥的(de)兩端(duan)留有測(ce)壓(ya)口,普通調(diao)節閥(fa)沒有。
2.5 動態調節閥的特性
動態調(diao)節閥有兩(liang)種調(diao)節特性恒(heng)流量或(huo)恒(heng)壓差。驅動方(fang)式:自力(li)式、外力(li)驅動(電動、氣動等(deng))式。
1)恒(heng)流(liu)量(liang)調節閥(fa)。首先和大家(jia)溫習一下流(liu)體(ti)力學的(de)一個基本公式(shi):
ΔP=S·G2
G=(ΔP/S)0.5
通(tong)過該公式可(ke)以(yi)看出,如維持流量不變(bian)(bian),只需要改變(bian)(bian)閥(fa)門的(de)開啟度(du)(du),使系統的(de)內(nei)部阻力(li)特性S值與(yu)閥(fa)門的(de)壓差(cha)ΔP等(deng)比變(bian)(bian)化即可(ke)。恒流量調(diao)節閥(fa)就是根據這個原理(li),通(tong)過監測閥(fa)門的(de)壓差(cha)信(xin)號自力(li)改變(bian)(bian)閥(fa)門的(de)開度(du)(du),從而(er)改變(bian)(bian)了系統的(de)總阻力(li)特性S值,以(yi)達到(dao)被調(diao)節對象的(de)流量恒定(ding)。
適(shi)用條(tiao)件:外網壓差(cha)≧3m,針(zhen)對(dui)于一定口徑閥門(men)的允許(xu)流量范圍(wei)內。
2)恒壓差調節閥。
這種(zhong)調(diao)節(jie)閥(fa)主要應(ying)用于實(shi)行分(fen)戶(hu)計量后用戶(hu)端(duan)的(de)(de)調(diao)節(jie)。實(shi)行分(fen)戶(hu)計量后,用戶(hu)根據自己的(de)(de)需(xu)要調(diao)整自力式(shi)溫(wen)控閥(fa)或(huo)其他(ta)調(diao)節(jie)構件時,必然造成用戶(hu)系統(tong)內部阻力變化,閥(fa)門前后的(de)(de)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)隨之(zhi)變化,這種(zhong)累積效應(ying)多了(le)必然會影(ying)響整個管(guan)網的(de)(de)安全運行。恒壓(ya)(ya)(ya)差(cha)調(diao)節(jie)閥(fa)通過選(xuan)取(qu)用戶(hu)系統(tong)供回(hui)水兩(liang)端(duan)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)信(xin)號,作為自力調(diao)節(jie)的(de)(de)依(yi)據,使得系統(tong)供回(hui)水兩(liang)端(duan)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)保持恒定,從而保證了(le)管(guan)網運行的(de)(de)穩定。
它的調節原理也是依據(ju)以上公式進行的,也是根據(ju)流量、阻(zu)力損失和阻(zu)力特(te)性(xing)值三者的關系來進行調節的。
適用條(tiao)件:外(wai)網壓差≧3m,針對于一(yi)定口徑閥門的(de)允許壓力范圍內。