關(guān)衛(wèi)平

摘要：隨著我國經(jīng)濟水平的快速提高，我國人民的生活水平得到了不斷提高。伴隨著人們生活水平的不斷提高，人們的節(jié)能意識也越來越高。在區(qū)域的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中進行準確的調(diào)節(jié)流量也越來越重要。

關(guān)鍵詞：區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng);改造平衡閥;應(yīng)用

一、區(qū)域供熱系統(tǒng)

區(qū)域供熱系統(tǒng)是區(qū)別于市政集中供熱系統(tǒng)和用戶分散取暖系統(tǒng)的，一般是由熱源、供熱管網(wǎng)系統(tǒng)以及熱用戶組成，一般位于市政集中供熱系統(tǒng)無法覆蓋的地區(qū)，是小規(guī)模的集中供暖形式（圖1）。熱源是將煤炭、石油、天然氣、電能等其他能源轉(zhuǎn)化為可以被用戶利用的熱能的設(shè)備系統(tǒng)，一般有鍋爐、熱泵等形式。供熱管網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崮茌斔头峙涞礁鱾€用戶的系統(tǒng)，一般具有輸送、分配、切斷、調(diào)節(jié)的作用。熱用戶是指利用熱能生產(chǎn)或生活的單位或居民。

二、熱源系統(tǒng)

（一）能耗分析

燃煤熱水鍋爐熱源系統(tǒng)主要有鍋爐本體、給水系統(tǒng)、送風排煙系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)組成，主要耗能為煤炭、電力和水。能夠從提高鍋爐熱效率，減少給水及送風系統(tǒng)存在跑冒滴漏現(xiàn)達到節(jié)能的目的。

（二）主要存在的問題分析

燃煤鍋爐熱源系統(tǒng)有多個子系統(tǒng)組成，能耗形式較多，所以存在的問題范圍較廣，有鍋爐熱效率偏低、設(shè)備的運行能耗過高、系統(tǒng)帶病運行造成的能耗浪費等，主要有以下幾個方面：①煤炭方面的問題。由于煤炭的品質(zhì)存在較大的差距，如果不按照燃煤鍋爐的設(shè)計要求提供燃料的話，將造成煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒不充分的問題，或由于煤炭品質(zhì)過低不能有效提供熱量。②鍋爐本身存在的問題。鍋爐本體密封不嚴，爐墻漏風，爐膛存在結(jié)渣現(xiàn)象，或是由于鍋爐的安裝、使用不當致使鍋爐存在缺陷，達不到設(shè)計工況，降低鍋爐的熱效率。③鍋爐的運行管理存在問題。管理人員及操作人員技術(shù)水平不高，不能按照設(shè)計要求操作;制度不完善不能按照需求調(diào)節(jié)鍋爐的出力;鍋爐維修保養(yǎng)水平不高，使得鍋爐帶病運行;水處理不合格，造成鍋爐結(jié)垢，降低熱效率，嚴重可能造成水冷壁爆管。④鍋爐輔助系統(tǒng)存在問題。給水系統(tǒng)漏水造成水資源浪費;送排風系統(tǒng)漏風造成電能浪費，或送排風系統(tǒng)存在風壓過高或過低現(xiàn)象，風壓過高將燃料吹起未燃燒而排出，風壓過低燃燒不充分造成燃料浪費;鍋爐給水泵、鼓引風機等工頻運行，缺乏有效的調(diào)節(jié)手段，造成電能的浪費。

三、某小區(qū)區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題分析

通過對某小區(qū)的供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀、供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡進行分析。

（一）某小區(qū)的供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀

該小區(qū)供熱管網(wǎng)主要以低溫熱水供熱系統(tǒng)為主，其供熱管網(wǎng)形式屬于低溫熱水供熱管網(wǎng)，供水溫度為95℃/70℃，供熱來自獨立的鍋爐房，進行補給水泵定壓。在最初設(shè)計的過程中，該區(qū)域規(guī)模小，且供熱系統(tǒng)沒有設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，其原來的系統(tǒng)總體供熱量為2223kw，經(jīng)過反復多次的擴建后，供熱總負荷為6011kw，隨著供熱負荷的日益增加、熱水循環(huán)泵效率的降低，導致供熱系統(tǒng)的運行效率也逐漸降低，熱力失衡現(xiàn)象日益嚴重。

（二）某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡

通過對管網(wǎng)系統(tǒng)的平衡原理、存在的問題和原因進行分析：

（1）管網(wǎng)系統(tǒng)的平衡原理

所謂水力工況，指的是在管網(wǎng)系統(tǒng)中的各點壓力、流量和壓差。且其中的流量和阻力損失關(guān)系表達式為：ΔP=SQ2。在這個關(guān)系表達式中，△P表示的是壓差，也就是阻力損失，單位為MPa;S表示管段、系統(tǒng)的阻抗;Q表示的是管段或者系統(tǒng)所占據(jù)的體積流量，單位用m3/ h表示。

所謂水力平衡，指的是對流量進行合理分配。在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中，進行水力工況的計算，是以為各分支流量進行設(shè)計值為目的。受到管材自身的因素以及最高流速特點的限制，說明了在設(shè)計上進行水力平衡是不能實現(xiàn)的，進而導致始端阻力系數(shù)達不到設(shè)計的目的，容易出現(xiàn)始端流量過大、末端流量不足的嚴重失調(diào)現(xiàn)象。運行水力工況的情況下，水泵輸出壓力是在工作曲線和外網(wǎng)特性曲線的交匯下形成的，針對外網(wǎng)特性曲線，ΔP=SQ2，通常情況下，并聯(lián)狀態(tài)下的始端支路S值要低于設(shè)計值，進而導致S值遠遠低于設(shè)計值。

（三）管網(wǎng)系統(tǒng)存在的主要問題和原因。某小區(qū)的區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)在運行的過程中常常容易出現(xiàn)水泵實際揚程短于額定揚程的情況，進而導致末端出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，且鍋爐有很大的阻力，導致鍋爐出現(xiàn)出力不足的現(xiàn)象。在實際運行的過程中主要存在以下問題：

（1）管網(wǎng)的始端支線具有流量大、阻力小的特點，進而導致末端流量較小，且由于水泵的工作地點著重在流量大、揚程小、效率低的工作區(qū)域。（2）加大總循環(huán)水量，容易造成鍋爐和換熱器有很大的阻力，并且增大水流量和阻力。（3）加大流量后，不能加大供回水溫差，并且由于煤質(zhì)和鼓、引風系統(tǒng)異常等因素能不同程度的導致鍋爐輸出不足。

對該問題出現(xiàn)的原因進行分析，主要有以下三個方面的原因：

（1）由于供熱系統(tǒng)在設(shè)計上和鍋爐房不相同，且外網(wǎng)水力沒有計算準確，各個環(huán)路還不具有水力調(diào)節(jié)功能，導致供熱管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)失調(diào)的現(xiàn)象。（2）受到鍋爐房供熱外網(wǎng)日益擴建的原因，導致供熱管網(wǎng)出現(xiàn)水力失調(diào)情況。（3）為了保障建筑物的離熱源在室內(nèi)的采暖度，進而增加了熱水流量，導致近環(huán)路室內(nèi)出現(xiàn)溫度過熱、外管網(wǎng)水平失調(diào)的情況。

四、區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中平衡閥的應(yīng)用

基本事件是指在試驗中可以直接觀察到的，最基本的不能再分解的結(jié)果。一般認為，重要度即一個基本事件或者最小割集對頂上事件發(fā)生的貢獻，而我們在對所有包含基本事件最小割集對整個系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不可用度的影響表示時，常常會利用基本事件的FV重要度來進行。通過對平衡閥的選用原則和選用方法進行分析研究。

（一）平衡閥的選用原則

由于平衡閥具有成本造價低、使用壽命長等優(yōu)點，能夠?qū)π⌒凸芫W(wǎng)進行便利的水力工況平衡工作。閥門的調(diào)節(jié)性能是由閥門特性資料決定的。進行閥門理論特性曲線的測試是通過在一定的定壓差下，工況要求閥門開度不能為1，在閥門的開度小的情況下，閥門后壓差大，在開度大的情況下，閥門前后壓差較小，并且閥門的實際工作曲線逐漸朝快開方向偏移，進而導致閥權(quán)度越小，偏移度越大。針對直線特性的閥門而言，實際性能的偏移容易造成閥門進行調(diào)節(jié)的開度空間小，由此得出結(jié)論，在選用閥門時，為了實現(xiàn)全面的特性，宜選擇閥門理論曲線。

（二）平衡閥的選用方法

在區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中應(yīng)用平衡閥的主要作用是以消除環(huán)路剩余壓頭、控制環(huán)路水流量為目的。為了選用恰當?shù)钠胶忾y型號，在進行供熱系統(tǒng)的設(shè)計時，要對管網(wǎng)水力平衡進行計算，在計算的條件下，依據(jù)管徑選擇適當?shù)钠胶忾y型號。依據(jù)閥門流量G和閥門前后差△P間的關(guān)系可以用下列式子進行表示： G=Kv 。其中Kv指的是閥門的流量系數(shù)。針對各個不同的開度，均有相應(yīng)的Kv值，閥門在各個開度的流通能力是由Kv值所反映出來的。

在選用平衡閥時，了解到其流量值和所消耗的壓差，就可以通過運用ΔP=SQ2，將選擇的閥門流量系數(shù)Kv值計算出來，然后根據(jù)不同型號平衡閥中的Kv曲線，確定相應(yīng)的閥門型號和開度大小。

平衡閥作為熱力管網(wǎng)平衡的重要工具，有利于讓水力平衡達到量化的效果。針對供熱管網(wǎng)系統(tǒng)來說，平衡閥通常情況下，放置在熱源出口中的供水總管、支干管、用戶入口處以及室內(nèi)供暖系統(tǒng)各個方面。

五、結(jié)語

總而言之，通過對某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造中平衡閥的應(yīng)用、其中存在的主要問題以及產(chǎn)生的原因進行分析，結(jié)合平衡閥自身的特點，針對在供熱系統(tǒng)中平衡閥的選用原則和選用方法進行闡述，某小區(qū)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過改造后運行的效果說明了進行水力平衡的計算和結(jié)果是正確的，能夠為以后在區(qū)域供熱管網(wǎng)中應(yīng)用平衡閥積累豐富的經(jīng)驗。

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