供暖热网水力平衡阀的选用    

 
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供暖热网水力平衡阀的选用

标签:流量控制阀 压差控制阀 数字锁定平衡阀
 
       在经济较发达地区,用计算机对一些大型热力网监控管理的优势是可根据实际运行状况,动态调节热网的运行参数,使热网高效可靠地运行,但因投资较高,应用范围比较局限。就兰州地区而言,供热系统的实际调节仍依靠传统方法即在建筑物采暖入口处加装各类调节控制阀门来实现的。随着热量计量收费体制的改革,用户通过散热器上的温控阀能自主调节流量,这使得热网不再是定流量而成为变流量运行。在这种运行情况下,各类调节控制阀门必须正确设置,才能保证热网继续正常运行。

    下面讨论几种常用控制阀门的调节原理和应用范围。

     一、水力平衡阀门

        1、设置条件 

       在采暖系统中,各热用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。而水力失调直接导致各热用户之间的冷热不均。水力失调分2种:静态失调(稳态失调)和动态失调(稳定性失调)。简单地说,静态失调是指由于设计不合理造成的水力失调,动态失调是指系统在变负荷工况下运行造成的水力失调。

     当管系设计的水力平衡不能满足要求或运行条件多变时,就应配置水力平衡用调节阀,以消除因水力失调引起的各热用户之间冷热不均的现象。

       2、分类

      水力平衡用调节阀有手动式和自力式两大类,其中手动式包括普通调节阀和平衡阀。自力式包括流量控制阀和压差控制阀。各类阀门的选用应根据管网的具体调节要求和技术经济条件,合理选择。

       二、手动调节阀

         1、 普通调节阀

      手动调节各支路的相关阀门,使各热用户的流量基本达到设计流量。但支路上一般没有流量测量装置,因此不能直接观测流量来判断调节是否达到要求。一般通过观测各支路的回水温度,不断调节支路的阀门,使各支路的回水温度接近一致。

      2、 手动平衡阀

     手动平衡阀与普通调节阀相比,具有开度指示,并在两端各有一个测压孔,使用时测得阀门压降和读出开度,即可算得通过阀门的流量。其作用相当于调节阀和等效孔板流量仪的组合,使各支路的流最分配达到设计要求。

     手动调节阀的缺点很明显,在管网总体调节完成后,若整个网路的水力工况发生变化,例如新增用户,或其他用户进行较大的调节,每一个热力入口处的外网压差会发生变化。这时就需要重新进行手动调节,使售网在设计工况下达到平衡。

     三、自力式调节阀

       1、自力式流量控制阀

      自力式流量控制阀的特点是依靠水系统自有的压力差为动力工作。当阀门前后的工作压差在额定范围内发生变化时,根据压差信号,自力改变阀的开度,使调节阀的阻力特性S值,与阀外的压差△P等比变化,从而维持被调节对象的流量稳定。

     2、自力式压差控制阀

     自力式压差控制阀与自力式流量控制阀的调节原理基本相似,只不过该阀的压力反馈管是接在用户的回水管上。它是依靠水系统自有的压力差为动力工作的,可消除系统内部用户进行流量调节时引起的相互间干扰,也可克服系统外部网路压力波动对本系统压差的干扰,以维持所设定的控制压差基本恒定。

     自力式流量、压差控制阀都是利用压差的作用来调节阀门开度。利用流体通过阀芯时压降的变化来弥补管路阻力的变化。从而在工况变化时能自动保持流量或压差基本不变。避免了频繁的人工手动操作。

     四、定流量供热网的调节控制

      定流量供热网是指在整个供暖季内热网的流量保持不变,在此运行模式下,试比较一下上述几种阀门的调节方式。

     手动调节阀对应一定口径阀门的允许流量范围内。手动调节阀门的开度使各支路流量达到设计要求。这种调节属于初调节,即在调节完成后保持各支路流量的分配比例不变,当用户工况发生变化时需要重新调整。且在调节过程中。各用户之间存在耦合关系,比如调节用户B时,会使本已调整到设计要求值用户A的流量发生变化,从而重新调整用户A。

     自力式流量调节阀设于各个支路热力入口处,调整该阀的设定旋钮,使其流量指示达到设计流量要求。同理,自力式压差调节阀通过调整设定旋钮,使其压差指示值达到设计资用压头的要求。设计资用压头即各热用户管网的设计作用压差,资用压头不仅与设计流量有关。而且与管路阻力系数有关,这样即使把实际压差调节到设计资用压头,也可能因阻力系数的差异使实际流量达不到设计流量,造成冷热不均。

     一般来说,对于整个供暖季都采用一个固定流量的热力网,上述几种阀门都可使用。自力式调节阀与手动调节阀的不同之处在于它不是保证流量分配比例,而是保证该阀门所负责支路上的流量或压差保持不变。当用户工况发生变化,原有支路的流量受到影响,自力式调节阀可自动调节适应这种变化,保持该支路的流量不变。

      五、分阶段变流量供热网的调节控制

      分阶段变流量供热网是指整个供暖季分为供暖初期- 严寒期- 供暖末期,热网流量变化为小流量- 大流量-小流量。在整个供暖季内,流量不再是固定不变的,但在每个阶段内流量仍保持不变。

     按上述分析,平衡阀可以保持各用户流量等比例变化。当总流量发生变化时,该阀能保证在各个阶段内流量分配都达到使用要求。比如总流量为设计流量的70%时,通过该阀分配到各用户的流量也为70%。因此平衡阀比较适合这种运行模式。

     自力式调节阀的设定流量一般为系统的设计工况流量,当运行工况不在设计工况时,该阀就会自动调节,使该管路流量尽量接近设计工况流量当供暖初期和末期热网小流量运行时,比如为设计流量的70%,此时各个用户的流量也应变为70%,但是自力式调节阀感应到实际流量(70%)小于设定流量(100%),就会自动开大,这样造成的结果是靠近热源的用户实际流量大于所需而过热,远端流量则小于所需而过冷。供暖严寒期的流量为100%,此时该阀可以保证各个用户的流量达到要求,使所有用户供热均匀。总之,自力式调节阀不太适合这种运行模式。

     六、分户热计量后变流量热网系统的调节

     目前兰州市新建建筑物的分户热计量大多采用设共用立管且户内为双管的供热系统,散热器上均加装温控阀。随着室内负荷的变化,温控阀随之自动变化,通过散热器的流量也随之变化,这使热网的流量随时都在变化。

     平衡阀的初始调节是根据设计工况下各个管路的流量来进行,当调节完成且管路阻力系数不再发生变化,各管路的流量分配比例保持不变。温控阀动作后,温控阀的阻力系数发生变化,管路的流量也就发生相应的变化。由于温控阀的实际开度随着负荷的变化而变化,比如用户A负荷增加,该管路上温控阀开大,导致该管路流量增大,必然影响到总流量增大,其他用户的负荷虽然没有变化,但是受到用户A的影响,流量也发生变化,温控阀也必须动作以适应这种变化。因此在热力入口加装平衡阀虽有一定的调节作用,但是因各支路之间的相互耦合影响,促使平衡阀不断动作调整,可能仍满足不了要求。

     自力式流量调节阀的功能是在工况发生变化时,尽量保持该管路的流量不变,而装温控阀后管路流量不断变化,显然与自力式流量调节阀的作用相矛盾。比如室内负荷减少,温控阀自动关小,相应管路流量减少。而自力式流量调节阀在感知流量减少后为保持流量不变会自动开大,导致温控阀进一步关小,如此循环,可能导致温控阀关到最小而室温仍高于要求。反之亦然。因此这种运行模式不能加装自力式流最调节阀。

     再看一下自力式压差调节阀,假设用户A负荷减少使温控阀关小,相应管路流量减少,造成总流量减小。干管上的压力损失也随之减小,外网给用户A处所提供的资用压头就会提高。而由于热力入口处加装了自力式压差调节阀,该阀可根据压差的变化自动关小,消耗额外的资用压头,使外网提供给用户A的资用压头基本不变,以保证温控阀正常发挥作用。

     因此,由上分析可知,自力式压差调节阀比较适合分户热计量后变流量热网系统这种运行模式,而平衡阀和自力式流量阀则不宜在这种运行模式下使用。

 

 
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