供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)分析

供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)分析摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)代的建筑物之中，集中供熱系統(tǒng)開始成為了必不可少一個構(gòu)成部分，尤其是在北方的城市，建筑物的供熱系統(tǒng)甚至成為了基本的配置。然而，從當(dāng)前來看，熱網(wǎng)的水力失衡問題一直以來就是困擾集中供暖效果的一個最為重要的問題，由此導(dǎo)致的輸送熱量的不合理，容易引起能源的浪費。因此，本文對供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)進行分析。關(guān)鍵詞：供熱系統(tǒng)；水力平衡；熱網(wǎng)調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)是一個復(fù)雜的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它的運行工況受工作條件、環(huán)境、時間、制造和施工等多方面的影響。供暖系統(tǒng)通常希望熱網(wǎng)系統(tǒng)中的流量能按設(shè)計要求在各熱用戶之間進行合理分配，在用戶系統(tǒng)內(nèi)希望流量能按規(guī)定值在各散熱設(shè)備之間進行正確分配，一般來說不論設(shè)計多么細致，在水力計算時也進行了水力平衡工作，但在建成投入運行后總有一些用戶的流量達不到要求，流量偏大或偏小，某些用戶的室溫不符合規(guī)定值，室溫過高或過低，即所謂冷熱不均的熱力失調(diào)現(xiàn)象，特別是擴建或改建系統(tǒng)施工后，在系統(tǒng)運行初期也不進行重新調(diào)整，熱力失調(diào)現(xiàn)象更為嚴(yán)重。1熱網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因在熱網(wǎng)運行時，用戶所需要的流量和熱網(wǎng)固有特性之間，存在阻力不平衡的現(xiàn)象，即各個支路，用戶環(huán)路上的阻力不相等。水力失調(diào)產(chǎn)生的根本原因就是這種因各部分阻力不相等而造成的流量不均，從而導(dǎo)致熱量不均，即熱力失調(diào)。客觀原因上，水力失調(diào)產(chǎn)生的原因也有很多，下面敘述幾個方面：1.1熱網(wǎng)設(shè)計中，管道規(guī)格具有離散型，管徑、管長、材料的差異及其他方面使管路中介質(zhì)流動產(chǎn)生的摩擦阻力也參差不齊，如果不經(jīng)過人為調(diào)節(jié)，熱網(wǎng)中各個用戶所在的環(huán)路相對就無法達到水力平衡，在熱網(wǎng)的設(shè)計階段，通常是以滿足最不利點用戶最低所需要的資用壓頭為基準(zhǔn)進行下一步設(shè)計，這樣其他各用戶的資用壓頭就能富余一定程度的量。在上面所說這種情況下，依靠管路自然分配到各個用戶，就必然產(chǎn)生水力失調(diào)現(xiàn)象。1.2設(shè)計及選用設(shè)備階段，循環(huán)泵的選型若不匹配管網(wǎng)特性，流量壓頭多余或者不足，都是工作點偏離設(shè)計狀態(tài)下理想的運行工況，這也是導(dǎo)致水力失調(diào)的原因之一。1.3在熱網(wǎng)實際使用中，系統(tǒng)用戶的增減都會從整體上使管網(wǎng)特性產(chǎn)生變化，網(wǎng)路中用戶點的變化，使得新熱網(wǎng)的流量分配與原來的情況不符，這時的管網(wǎng)特性需要重新分配流量來解決新產(chǎn)生的水力失調(diào)狀況。1.4個別熱用戶偷竊系統(tǒng)供熱用水、擅自改動室內(nèi)管線布置、擅自對室內(nèi)的散熱器加片等情況。這些都將增大管網(wǎng)的阻力系數(shù)，加大管路實際流量與理論設(shè)計流量的偏差，對供熱管網(wǎng)的水力工況產(chǎn)生很大影響。1.5供熱管網(wǎng)長期運行中有部分管網(wǎng)附件（閥門）會出現(xiàn)磨損，甚至失靈，供熱管網(wǎng)的銹蝕、結(jié)垢嚴(yán)重，使管網(wǎng)阻力系數(shù)增大。破壞管網(wǎng)原有平衡，供熱管網(wǎng)的"跑冒滴漏〃也同樣會造成水力的失調(diào)。2國內(nèi)供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)的方法2.1溫差法利用用戶引入口安裝壓力表溫度計，對系統(tǒng)進行初調(diào)節(jié)。使整個系統(tǒng)首先達到熱力穩(wěn)定。使網(wǎng)路供水溫度保持60C以上的某個溫度不變化，若熱源總回水溫度不再變化就可以認(rèn)為整個系統(tǒng)已達到熱力穩(wěn)定。此時記錄下熱源的總供水及回水溫度和所有回水壓力和供、回水溫度，然后按照用戶的規(guī)模大小和溫差的偏離程度大小，確定初調(diào)節(jié)次序。先對規(guī)模較大且溫差的偏離也較大的熱用戶進行調(diào)節(jié)。待第一輪次調(diào)節(jié)完畢系統(tǒng)穩(wěn)定運行幾小時后，重新記錄總供水溫差及各用戶入口處供回水壓力及溫度進行下一輪的調(diào)節(jié)。如此反復(fù)進行，直到水力平衡。2.2比例法此法是利用兩臺便攜式超聲波流量計，或可測得流量的閥門（如平衡閥新型入口裝置）及步話機（用于調(diào)節(jié)時人員之間的聯(lián)系）來完成的，比例法的基本原理為如果兩條并聯(lián)管路中的水流量以某比例流動（例如1：2），那么當(dāng)總流量在+30%范圍內(nèi)變化時，它們之間的流量比仍然保持不變（1：2）。但用比例法調(diào)節(jié)時相互間不易協(xié)調(diào)，對操作人員素質(zhì)要求較高，并需要兩臺相同的流量計，初投入較大。2.3CCR法由采集數(shù)據(jù)，計算機計算和現(xiàn)場調(diào)整三步構(gòu)成，是對全系統(tǒng)實行一次調(diào)整的方法。CCR法的基本思路是先測出被測管網(wǎng)現(xiàn)狀的各管段阻力數(shù)S值，再根據(jù)所要求的各支路流量計算出各調(diào)節(jié)閥所相應(yīng)的開度，最后根據(jù)計算結(jié)果一次將各調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到所計算的開度。此方法降低了運行費用，是未來發(fā)展的方向。上述方法各有優(yōu)缺點，綜合分析如上各調(diào)節(jié)方法的優(yōu)缺點，有研究者提出了一種新的調(diào)節(jié)方法，此方法具有比例法和CCR法的一些特點，因此，稱為綜合調(diào)節(jié)法。3供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)措施3.1做好集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)過程中，進行集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)改造，要強化設(shè)計環(huán)節(jié)，將集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)水力失調(diào)現(xiàn)象列為設(shè)計的前提之一。在設(shè)計集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的實際操作中，避免忽略傳統(tǒng)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計中對水力的計算問題，掌握集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵信息和全面數(shù)據(jù)，通過水力計算找出水力失調(diào)的原因，積極預(yù)防集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的水力失調(diào)。在設(shè)計集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的具體工作中要優(yōu)化系統(tǒng)水泵的設(shè)置，在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中添加必要的功能水泵，全面提高集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性，有效預(yù)防集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的水力失調(diào)問題。3.2提高對管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)認(rèn)識水力失調(diào)是供熱管網(wǎng)普遍存在的現(xiàn)象，它的出現(xiàn)造成近端過熱，遠端過冷的狀況，雖然通過系統(tǒng)水力計算解決了部分管網(wǎng)阻力平衡問題，但管網(wǎng)的運行工況十分復(fù)雜，不可能在設(shè)計階段完全解決。城市不斷發(fā)展伴隨著規(guī)劃調(diào)整、供熱面積增加、熱網(wǎng)增容、熱負(fù)荷變化等對熱網(wǎng)系統(tǒng)影響巨大，系統(tǒng)阻力相應(yīng)隨之增加，各點作用點壓頭不斷變動。管網(wǎng)系統(tǒng)會出現(xiàn)由平衡到不平衡過程，形成對管網(wǎng)水力工況重新計算和再調(diào)整過程。如果認(rèn)識不到重新計算和再調(diào)整的重要性，必然會降低供熱系統(tǒng)的效率，惡化供熱質(zhì)量，同時能耗和運行費用也大幅度增加，特別是供熱面積大、管線距離長、分支節(jié)點多，用戶結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型管網(wǎng)就顯得更為突出。3.3實施分布式混水加適當(dāng)調(diào)控手段常規(guī)供熱系統(tǒng)二次網(wǎng)采用換熱站內(nèi)集中設(shè)置循環(huán)水泵的，若實施分布式混水循環(huán)方式可以消除近端壓差大遠端壓差小的弊病，再適當(dāng)輔以調(diào)控手段，則可有效地解決水力失調(diào)問題。該方式在解決水力失調(diào)的同時還節(jié)約了電耗。換熱站集中循環(huán)系統(tǒng)造成近端熱用戶壓差過大，以至于不得不加裝流量調(diào)節(jié)裝置進行限流，造成大量電能的無謂浪費。采用分布式混水泵系統(tǒng)，會造成上述電能的浪費，而且大力降低主循環(huán)泵配套電機功率，從而在最小的耗電功率的條件下達到合理供熱量的輸送，因此分布式混水技術(shù)備受青睞。3.4加大施工監(jiān)督管理力度實行工程質(zhì)量終身責(zé)任制，加強對施工過程的監(jiān)督管理，嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工。對需變更設(shè)計的一定要經(jīng)設(shè)計人員確認(rèn)后，方可按照設(shè)計變更單的要求更改。結(jié)束語：總的來說，供暖系統(tǒng)熱力平衡工作是一項細致而復(fù)雜的工作，而且要反復(fù)多次進行，需要花費很多時間，所以應(yīng)該組織專人進行。同時要提高熱水網(wǎng)路的水力平衡性，這樣就使得供暖系統(tǒng)能夠正常運行，保證熱用戶正常的工作和生活。參考文獻：供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)淺析[J].劉鳳玲，趙新宇.應(yīng)用能源技術(shù).2014（