自力式压差控制阀和自力式流量平衡阀    

     供热系统传统供热体制下是一种平均分配供热模式，这种供热模式一般采取定流量质调节。晋城市热网采取就是这种供热模式，这种供热模式指导下，每个热用户系统所有入口全部安装了自力式流量平衡阀，但安装和使用中存一些问题。

     以河北同力阀门有限公司生产自力式流量平衡阀和自力式压差控制阀为例，简要说明它原理和应用。

     1 自力式流量平衡阀

     1.1 工作原理

     当介质进入主阀时，进口压力为P₁，手动节流阀前后压力分别为P₂和P₃，当节流阀开启到某一位置时，即人为确定了“定流量”，以及相对应固定值（P₂-P₃），当系统流量增大时，（P₂-P₃）实际值超过了允许给定值，此时，主阀、阀芯自动关小，直至流量重新维持到设定流量，反之亦然。

      1.2缺点

     产品一般要求最小工作压差为20kPa。安装最不利回路上，势必要求循环泵多增加2m水拄工作扬程。晋城市普便安装自力式流量平衡阀做法是错误，应采取离换热站（或直供低温水锅炉房）近楼安装，用户离换热站距离大于供热半径80%时就不宜安装这种自力式流量平衡阀。

     1.3 安装位置

     热网近端流量过大，远端流量过小，近端资用压头大于用户需压头，必须用阀门消耗富余压头，即阀门压头=富余压头=资用压头-需用压头。

     图1（a）为热用户平衡阀门安装位置及各压力点，用户供水管安装平衡阀调网，则P₃近似等于P₄，P₂压力线见图1（b），近乎平行P₄。用户回水管安装平衡阀凋网，则P₂近似等于P₁，P₃压力线近乎平行P₁。户内实际供水压力为P₂，回水压力为P₃，压力过低会倒空，压力过高会导致铸铁暖汽片超压。，晋城市平衡阀全部装于回水管做法是错误。正确做法是：对势比较低建筑可装供水管上，消耗压头后保证户内不超标，势比较高建筑可装回水管上，以保证户内不倒空。供热半径很大，外网供回水压差很大时，应该入户供水管安装自力式流量平衡阀，形高差不超过10m建筑群分支回水管上安装手动平衡阀。这里自力式流量平衡阀负责控制分配流量，手动平衡阀调整压力，使阀前压力达到0.25MPa满水运行工况。

     1.4 供热运行

     近年来，晋城热网循环泵普便配备了变频器，气温变化时，质量并调既温度和流量同时调整。这种采用室外温度单一参数控制热源循环泵转速，实现变流量运行模式称作热源主动变流量。这种情况下，当系统流量变小时，近端用户回路自力式流量平衡阀动作，维持流量不变，而远端用户回路流量将严重不足，这也是晋城市热网供热效果不好原因。

     热源主动变流量这种情况下，自力式平衡阀不能保证水力工况平衡。热网总流量变为原来75%时，要求各个热用户流量也变为原来75%，自力式平衡阀完不成这个任务，靠手动平衡阀调整等量凋节系统流量，实现水力工况平衡。，供热体制改革深入，分户控制分户热计量推广，未来模式是用户热量需求将随时变化，热负荷和循环流量取决于用户需求，又可称作用户主动变流量。这种模式下，热用户流量随时会发生变化，当用户系统温控阀关小，用户系统流量变小，为保持原流量不变，自力式流量平衡阀会开大阀门，一直到全部打开为止。当用户系统温控阀开大、用户系统流量变大时，为保持原流量不变，自力式流量平衡阀会关小阀门，一直到完全关闭。也自力式流量平衡阀失效，用户流量要求才能实现，自力式流最平衡阀这里一个限流阀，只起限定最大流最作用。

     2 自力式压差控制阀取代自力式流量平衡阀

     自力式压差控制阀与自力式流量平衡阀同属于变流量-定流量装置，其区别自力式流量控制阀变流量装置阀门本体上，而自力式压差控制阀变流量装置阀门“用户”内。

     2.1 自力式压差控制阀工作原理

     当网路供水压力P₁增大时，被控回路供水压力P₂瞬时增大，随之感压膜受力平衡被打破，阀瓣向关闭方向移动，阀阻力增大，P₂又恢复到原来大小，即P₂-P₃不变，反之亦然。当网路回水压力P₃增大时，随之感压膜受力平衡被打破，阀瓣向开肩方向移动，阀阻力减小，P₂增大，P_2-P₃恢复不变，反之亦然。当被控环路内部阻力发生改变，比如某一支路关断，环路总阻力增大，这个瞬间P₂增大，P₂-P₃增大，随之感压膜受力平衡被打破，阀瓣向关闭方向移动，阀阻力增大，P₂又恢复到原来大小，即P₂-P₃不变，可见，是网路压力出现波动，被控环路内部阻力发生变化，均可确保被控环路压差恒定。

     2.2 自力式压差控制阀特点

     自力式压差控制阀分为定压荐型和可调压型两种，可以作阀前压力调节、阀后压力调节及压差调节。

     △P=SG²

     P为供回水压差为，S为为户内阻力系数，G为户内设计流量。

     控制户内回水压差控制流量，用这种办法控制流量，必须依靠便携式流量测试仪确定，优点是远端用户不会增加消耗压头。

     2.3 安装位置

     自力式压差控制阀用作用户系统压差调节时，可以安装供水上，也可安装回水上。两种安装压差阀结构不同，不可以互换，但可直接安电动阀前控制电动阀前后压差。安装方法有3种：

     第一，装每栋建筑物总入口上；
     第二，装每栋建筑物分入口上，住宅楼装每个单元入口；
     第三，装每户或每层入口。

     第三种方法造价最高，第一种方法造价最低，一般认为第一种方法比较合适。

     2.4 自力式压差控制阀作用

     安装自力式压差控制阀后，自力式压差控制阀消耗系统富余压头可以隔绝用户间流量变化互相干扰作用，被控系统可水压作用下，自动消除管网富余压头及压力波动引起流量变化，有助于稳定系统运行工况。自力式压差控制阀可以解决高低建筑直连和形高低产生压力差问题。

     供热系统初启动和严寒时，用户用热需求可能超过系统供热能力，自力式压差控制器可以限制近端用户保证远端用户供热效果，这些性能支持“用户”主动变流量。自力式压差控制阀可以和温控阀很好配合使用，满足分户计量供热变流量。

     3 结语

     综上所述，计量收费改革大形势下，准备计量收费热用户系统均应采用自力式压力控制器，以避免安装热量表后重新更换阀门。