文/盧志明 中鐵十局集團建筑工程有限公司 山東濟南 250000

郭彬 濟南市熱力設(shè)計研究院 山東濟南 250000

供熱的主要目的是為了給人們營造出舒適、溫暖的室內(nèi)環(huán)境，同時滿足節(jié)能、降耗、減排的要求?？梢哉f末端設(shè)備的功能既會受到流量的影響，也會受到水溫度的影響，但是想要保證末端設(shè)備可以在規(guī)定的流量內(nèi)穩(wěn)定運行，僅靠設(shè)計調(diào)整管徑還不能完全滿足這一需求。無論從舒適度上來講，還是從運行成本上來講，都不可能達到理想的狀態(tài)中，所以進行調(diào)試水力平衡，也就是測試流量和調(diào)節(jié)流量，最終得到想要的流量。

1、熱力系統(tǒng)水力不平衡原因分析

由于流量輸配時受沿程阻力和局部阻力的影響，假設(shè)水系統(tǒng)的末端設(shè)備的阻力均等且每個支管直徑相等。在供水管與回水管之間產(chǎn)生近端壓差大、遠(yuǎn)端壓差小的偏差，結(jié)果會因為近端壓力大導(dǎo)致近端支管的水量會遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)端的水量。這就造成了熱力系統(tǒng)水力不平衡的發(fā)生?，F(xiàn)實中不平衡現(xiàn)象最嚴(yán)重的系統(tǒng)就是那些龐大的，支管數(shù)量眾多，干管過長導(dǎo)致比摩阻過大的復(fù)雜系統(tǒng)，由于阻力過大導(dǎo)致供水不足，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的水力不平衡的問題。

2、水力平衡調(diào)節(jié)的原理

熱力系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)主要是根據(jù)系統(tǒng)的水力狀況對流量分配情況進行檢查，并且能夠根據(jù)實際需求以及規(guī)劃來設(shè)定系統(tǒng)的能量。但是由于流量輸配時受沿程阻力和局部阻力的影響，在供水管與回水管之間產(chǎn)生近端壓差大、遠(yuǎn)端壓差小的偏差，從而造成近端流量大、遠(yuǎn)端流量小的問題，無論我們設(shè)計的多么仔細(xì)和完善，都不能徹底解決這一平衡問題，真正的平衡只能靠設(shè)備控制來實現(xiàn)。所以在運用水力平衡閥的過程中，需要考慮其流量的及時可測性以及突出的調(diào)節(jié)能力等因素。

3、水力平衡調(diào)試技術(shù)分析

3.1 對水力平衡的基本要求

對水力平衡共有三點基本要求：一是在設(shè)計過程中，需要在每個終端設(shè)備設(shè)計中合理設(shè)計流程，實現(xiàn)熱系統(tǒng)的低成本運行，為人們創(chuàng)造一個更舒適的生活環(huán)境。當(dāng)終端設(shè)備不能按設(shè)計流程進行調(diào)整時，它不會影響任何終端設(shè)備。第三、對于精確的控制和調(diào)節(jié)，控制閥的兩段壓差不能波動太大，閥權(quán)度要大于0.30。

3.2 系統(tǒng)水力平衡的分析

（1）并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配特點

在并聯(lián)系統(tǒng)中，各平衡法的流量系數(shù)和流量系數(shù)成正比。為了改變流量值，可以調(diào)節(jié)平衡閥的開啟，以改變流量系數(shù)。如果通過調(diào)整平衡閥使流量和設(shè)計流量平衡閥的比例是固定的，所以當(dāng)調(diào)整管，使其達到設(shè)計流量，其余子平衡閥將達到設(shè)計流量，它是基于并行調(diào)試水系統(tǒng)在比例法。

（2）串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配特點

在串聯(lián)水系統(tǒng)中，每個平衡閥的流量是相同的。如果改變一個平衡閥的流量系數(shù)，就會影響整個串聯(lián)回路的流量。在了解流體的分布并行的水系統(tǒng)，將知道如何實現(xiàn)水力平衡，并根據(jù)并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配特性，流動比率平衡閥調(diào)節(jié)到串聯(lián)和并聯(lián)的設(shè)計流量水系統(tǒng)相同。串聯(lián)水系統(tǒng)流量后，調(diào)節(jié)一個平衡閥，將改變整個水系統(tǒng)回路的流量，直到調(diào)試所有的平衡閥流量達到設(shè)計流量為止。在實際應(yīng)用過程中，可將熱力系統(tǒng)水力平衡系統(tǒng)分解成由多個串并聯(lián)的系統(tǒng)組合的大型水系統(tǒng)

3.3 系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法——比例法

比例法實質(zhì)就是改變平衡閥的流量系數(shù)，從而使回路終端的流量能夠按比例發(fā)生變化的一種調(diào)試方法。

例如在一個多級的串并聯(lián)系統(tǒng)中，依據(jù)串并聯(lián)系統(tǒng)的特點，對流量進行分層調(diào)節(jié)。首先對并聯(lián)閥組中的平衡閥進行調(diào)節(jié)，使得并聯(lián)閥組中的平衡閥的流量與設(shè)計流量的比值固定。其次以上重復(fù)調(diào)節(jié)過程。最后再調(diào)節(jié)母管中的平衡閥，使其達到設(shè)計流量值，這樣就會使所有平衡閥的流量都按設(shè)計要求達到各自的設(shè)計流量。主要特點也是不足就是需要進行反復(fù)的測量和計算，操作復(fù)雜，消耗時間長，對技術(shù)人員素質(zhì)要求也較高。對于選擇平衡從那個工作開始的支管或立管，應(yīng)用比例法則需要經(jīng)過長時間的測量和演算。除此之外，在調(diào)節(jié)平衡閥的最后一個平衡閥時，之前調(diào)節(jié)的也都會多少受到影響，從而造成誤差。當(dāng)誤差范圍大于5%時，則需要進行重復(fù)的測量和計算。

3.4 系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法——補償法

補償法首先需要根據(jù)排布對平衡閥進行分組和編號，將最末端的平衡閥開至50%，這期間可以關(guān)閉或者打開其他的閥組。然后將最末端平衡閥調(diào)節(jié)至設(shè)計流量，末端平衡閥完成調(diào)節(jié)后按照由遠(yuǎn)到近依次對其他的平衡閥進行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)整個水系統(tǒng)的水力平衡。

4、工程實例

4.1 工程概況

濟南鐵路局濟南站北貨場職工住宅項目，分東區(qū)及西區(qū)兩個項目，東區(qū)由8棟高層住宅樓組成，西區(qū)由7棟高層及2棟多層住宅樓組成，總建筑面積36萬㎡。設(shè)計都采用了市政熱源接入換熱站，二次網(wǎng)循環(huán)水通過高區(qū)及低區(qū)換熱器換熱后輸送給用戶，西區(qū)設(shè)置了15個分支管道分別為7棟高層及2棟多層住宅樓提供循環(huán)用水，東區(qū)同樣設(shè)置了15個分支管道分別為8棟高層提供循環(huán)用水。但是在水力平衡調(diào)試過程中區(qū)別在于西區(qū)采用的是前文提到的比例法對熱力系統(tǒng)進行水力平衡調(diào)試，而東區(qū)則采用補償法。

4.2 實驗數(shù)據(jù)

（1）西區(qū)采用比例法，按照平衡閥的流量與設(shè)計流量的比值進行調(diào)節(jié)，前后對比數(shù)據(jù)5次消耗2天，現(xiàn)場重復(fù)調(diào)節(jié)5次花費5天，共計7天。西區(qū)在經(jīng)過了5次水力平衡調(diào)試后，得以將流量與設(shè)計流量的偏差控制在了5%.

（2）東區(qū)采用的補償法，按照將最末端的平衡閥開至50%，然后將最末端平衡閥調(diào)節(jié)至設(shè)計流量，再然后按照由遠(yuǎn)到近依次對其他的平衡閥進行調(diào)節(jié)只進行了一次水力平衡調(diào)試，對比數(shù)據(jù)1次消耗1天，現(xiàn)場調(diào)節(jié)1次花費2天，共計3天。并沒有多次調(diào)試就能夠?qū)⑵羁刂圃?%以內(nèi)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對比后得出補償法較比例法而言節(jié)約了將近50%的時間，因此，補償法更能取得良好的經(jīng)濟效益。

結(jié)語：

總之，熱系統(tǒng)的主要功能是為人類創(chuàng)造一個更舒適的室內(nèi)環(huán)境。然而，在熱力系統(tǒng)的運行過程中，成本應(yīng)降到最低。水和溫度的流動將直接影響終端設(shè)備的嚴(yán)重功率，但對終端設(shè)備的正常運行將設(shè)置正常的流量，但目前的情況是無法做到的。因此，運行成本一直居高不下，往往是由于運行成本和舒適度達不到理想狀態(tài)，所以在水力平衡調(diào)試過程中，需要做的就是對流量進行測量和調(diào)節(jié)，以達到最理想的數(shù)據(jù)流。

[1]田雷.暖通空調(diào)水力平衡調(diào)試技術(shù)[J].山西建筑，2014（11）.

[2]戴彬彬,段雪松.水力平衡調(diào)試在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2013（03）.