王馥堯

摘要：在建筑能耗中，供暖能耗占有很大的比重，供熱管網(wǎng)的不合理運(yùn)行導(dǎo)致供暖能耗的增加，其中最常見(jiàn)的是供熱管網(wǎng)水力失調(diào)問(wèn)題。本文在詳述水力平衡調(diào)試重要性、水力失調(diào)原因和水力平衡調(diào)節(jié)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目案例，敘述了水力平衡調(diào)節(jié)在提高供熱質(zhì)量和降低成本支出的重要性。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng);水力平衡調(diào)節(jié);應(yīng)用

1???? 引言

水力平衡是熱力管網(wǎng)中的一個(gè)關(guān)鍵，它直接關(guān)系到熱力管網(wǎng)的運(yùn)行性能和供熱效能，所以水力平衡的調(diào)節(jié)工作在工程實(shí)施中十分重要，一般來(lái)說(shuō)在系統(tǒng)運(yùn)行前必須調(diào)節(jié)完成，才能使人民享受到正常的溫度，但是水力平衡的失調(diào)已經(jīng)成為常事，這就造成了供熱系統(tǒng)的紊亂和人民生活水平的下降。當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如果不及時(shí)解決就會(huì)加大供熱系統(tǒng)的損壞程度，滿足不了人民的正常生活需求，從而降低了集中供熱系統(tǒng)在社會(huì)和人民心中的地位。所以本文分析了一些保證熱力管網(wǎng)水力平衡的調(diào)節(jié)方法，希望能幫助完善集中供熱系統(tǒng)。

2???? 水力失調(diào)的原因

2.1? 供熱管網(wǎng)施工建設(shè)未嚴(yán)格按照供熱設(shè)計(jì)方案執(zhí)行

一般情況下，供熱企業(yè)在供熱管網(wǎng)建設(shè)前期階段，從供熱面積、供熱管網(wǎng)的材料、設(shè)備等各個(gè)因素綜合考慮，將各種影響供熱管網(wǎng)水力平衡因素全部納入設(shè)計(jì)方案衡量因素中，在此基礎(chǔ)上制定符合需求的供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)。但是，實(shí)際施工過(guò)程中，部分承建施工單位在材料、設(shè)備等各項(xiàng)內(nèi)容的應(yīng)用方面，沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)選擇，導(dǎo)致二者之間相差較大，最終導(dǎo)致完工后的供熱管網(wǎng)投入使用后，因與設(shè)計(jì)的不符，因材料、設(shè)備等因素的出入，導(dǎo)致出現(xiàn)水力失調(diào)的情況。

2.2? 施工質(zhì)量影響

有一些區(qū)域施工時(shí)，受各方面條件限制，無(wú)法全面鋪開(kāi)，在施工條件不利的情況下，強(qiáng)行施工，導(dǎo)致一些管路不符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，走向不合理、埋設(shè)有問(wèn)題，影響了水力供應(yīng)效果，供熱管網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中不能達(dá)到水力的平衡。

2.3? 熱力管網(wǎng)損壞、老化

當(dāng)熱力管網(wǎng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作后，會(huì)受到空氣、空間和環(huán)境的影響，使得熱力管道的使用壽命降低，出現(xiàn)老化、損壞的現(xiàn)象，這是導(dǎo)致水力平衡失調(diào)的最根本的原因。如果工作人員沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的維修，任由其老化下去，造成長(zhǎng)時(shí)間的水力平衡失調(diào)，就可能導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)果，如造成房間的供熱性能失靈，必須重新設(shè)計(jì)安裝新的熱力管網(wǎng)才能解決，造成了資源的浪費(fèi)。

3???? 供熱管網(wǎng)中的水力平衡常用調(diào)節(jié)裝置

目前供熱管網(wǎng)（主要為二次供熱管網(wǎng)）的熱力平衡措施主要有裝設(shè)孔板，普通截止閥、平衡閥及自力式平衡閥等，因?yàn)槠胶忾y及自力式平衡閥造價(jià)較高，并且也需要一定的人工調(diào)節(jié)，所以采用較少，孔板平衡措施由于管網(wǎng)實(shí)際安裝與計(jì)算工況很難相同，所以會(huì)有一定的誤差，在實(shí)際使用中有一定的困難。而裝設(shè)具有一定調(diào)節(jié)能力的截止閥進(jìn)行管網(wǎng)的水力平衡調(diào)節(jié)，由于其成本低，且管網(wǎng)具有可調(diào)性，得到了廣泛應(yīng)用。平衡閥是一次性手動(dòng)調(diào)節(jié)，不能夠自動(dòng)地隨系統(tǒng)工況變化而變化阻力系數(shù)，所以稱靜態(tài)平衡閥。平衡閥作用對(duì)象是阻力，能夠起到手動(dòng)可調(diào)孔板的作用來(lái)平衡管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力，達(dá)到各個(gè)環(huán)路的阻力平衡的作用。自力式流量控制閥又稱作定流量閥或稱作最大流量限制器。自力式流量控制閥作用對(duì)象是流量。從機(jī)理上看，在一定的工作差壓范圍內(nèi)，它可以有效地控制通過(guò)的流量。當(dāng)閥門(mén)前后的壓差增大時(shí)，通過(guò)閥門(mén)的自動(dòng)關(guān)小動(dòng)作，保持流量不增大;反之，當(dāng)壓差減小時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)大，以保持流量恒定。

4???? 供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法

4.1? 溫差法

首先要保證供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的熱力穩(wěn)定性?？梢詫⒕W(wǎng)路中的水溫控制在60%以上的某個(gè)溫度保持不變，如果熱源的總回水溫度也保持不變，這時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)的熱力就處于穩(wěn)定狀態(tài)。這時(shí)候?qū)嵩吹墓┧厮疁囟扔脩舻墓┗厮疁囟冗M(jìn)行記錄。其次，根據(jù)溫度記錄找出熱用戶中供回水溫度差小于熱源總供回水溫度差的對(duì)象，然后分析用戶的規(guī)模和溫差程度，合理的確定調(diào)節(jié)次序。對(duì)于溫差比較大的而且規(guī)模大的熱用戶優(yōu)先進(jìn)行調(diào)節(jié)。第一輪調(diào)節(jié)完成后，觀察供熱系統(tǒng)幾小時(shí)，如果運(yùn)行穩(wěn)定，就重新對(duì)用戶溫差和熱源總部溫差進(jìn)行記錄，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行下一輪的調(diào)節(jié)丁作。這種溫差法對(duì)于供熱管網(wǎng)水力平衡的調(diào)節(jié)使用范圍有一定的限制，因?yàn)檫@種方法需要反復(fù)的測(cè)量用戶和熱源總部的供回水溫差，而且需要多次的調(diào)節(jié)，需要較長(zhǎng)的調(diào)節(jié)周期，只適用于保溫效果好的供熱網(wǎng)絡(luò)。

4.2? 比例法

比例法是工作人員通過(guò)兩臺(tái)便攜式超聲波流量計(jì)，通過(guò)步話機(jī)進(jìn)行交流，共同對(duì)可以測(cè)得流量的閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)水力平衡的調(diào)節(jié)工作。這種方法的主要原理就是如果兩條并聯(lián)供熱管道中的水流量按照某個(gè)比例流動(dòng)，那么總流量在提高百分之三十的變化范圍內(nèi)，這兩個(gè)管道中的水流量是保持不變的。這種方法需要投入兩臺(tái)便攜式超聲波流量計(jì)的成本，而且要求兩名工作人員操作水平要高，相互的協(xié)調(diào)和溝通能力要強(qiáng)，所以在操作中的難度較大，很容易發(fā)生操作失誤的情況。

4.3? CCR法

CCR法是一個(gè)系統(tǒng)方法，操作時(shí)，需要完成數(shù)據(jù)、計(jì)算和調(diào)整，任何一個(gè)步驟都決定了調(diào)節(jié)的精度。需要對(duì)全系統(tǒng)阻力進(jìn)行科學(xué)的分析及計(jì)算，通過(guò)對(duì)全系統(tǒng)的調(diào)整，確保流量合理。CCR法需要提前測(cè)出管網(wǎng)各段阻力數(shù)值，根據(jù)阻力值獲取各支路流量閥門(mén)開(kāi)度，按照開(kāi)度標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，確保整體開(kāi)度一致性，確保流量分配的合理性、均衡性，通過(guò)這種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠確保調(diào)整效果，同時(shí)也節(jié)省了時(shí)間與費(fèi)用。

4.4? 合理應(yīng)用綜合調(diào)節(jié)法

綜合調(diào)節(jié)法對(duì)目前解決供熱管網(wǎng)中的水力平衡調(diào)節(jié)問(wèn)題，比較適合我國(guó)國(guó)情。綜合調(diào)節(jié)法有兩種調(diào)節(jié)形式，一種為動(dòng)態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)法，另一種為利用簡(jiǎn)易快速法與溫度調(diào)節(jié)法相結(jié)合來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。供熱管網(wǎng)中使用的動(dòng)態(tài)平衡法分為自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥作用對(duì)象是流量，能夠保持流量恒定，所以使用自力式流量控制閥的關(guān)鍵是設(shè)定流量的確定，設(shè)定流量可根據(jù)供熱系統(tǒng)總循環(huán)量和各建筑的熱負(fù)荷分別計(jì)算出各建筑的相應(yīng)流量，這種方法簡(jiǎn)便易行，適用于定流量系統(tǒng)，不適用于變流量系統(tǒng)。自力式壓差控制閥作用對(duì)象是壓差，可以使供回水壓差維持在設(shè)定壓差值附近，設(shè)定壓差可取設(shè)計(jì)流量下該分支處的供回水壓差，主要適應(yīng)變流量系統(tǒng)，調(diào)試簡(jiǎn)單，但必須準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)壓降。由調(diào)節(jié)原理知，并聯(lián)支路的任一支路阻力改變必然引起整個(gè)供熱管網(wǎng)流量的重新分配，某一支路閥門(mén)關(guān)小，流量減少時(shí)必引起其他支路流量的增大。簡(jiǎn)易快速法就利用了這個(gè)原理。在進(jìn)行初調(diào)節(jié)前，系統(tǒng)的閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)，初調(diào)節(jié)應(yīng)在關(guān)小閥門(mén)的過(guò)程中進(jìn)行。用上述調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)后，在供熱階段可采用溫度調(diào)節(jié)法進(jìn)一步調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)法的原理步驟如下：由于建筑室內(nèi)溫度與供回水平均溫度之間存在簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)供回水平均溫度相同時(shí)，室內(nèi)溫度必然相等。

5???? 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代城市中，建筑的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，熱用戶的數(shù)量也在逐漸擴(kuò)大，使建筑能耗進(jìn)一步加大。所以，建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行改造和優(yōu)化，對(duì)水力平衡進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。提高供熱管網(wǎng)的供熱效率改善水力失衡的問(wèn)題，減少不必要的資源浪費(fèi)，從而有效的降低建筑能耗，實(shí)現(xiàn)城市集中供熱能夠可持續(xù)性的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 劉海柱，丁洪濤，李童瑤，郭陽(yáng)陽(yáng)，趙光普.我國(guó)民用建筑能耗現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].建設(shè)科技，2018（8）：10-11.

[2]?? 申建光.環(huán)形供熱管網(wǎng)水力工況設(shè)計(jì)方法研究[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2020（01）：54-57+64.

[3]?? 劉謝，杏苑，蔡力.供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的應(yīng)用分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（28）：110-111.

[4]?? 智利強(qiáng).基于熱力管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)問(wèn)題的思考[J].建材與裝飾，2019（18）：198-199.