設(shè)備管理_熱力入口控制調(diào)節(jié)設(shè)備的合理使用

熱力入口控制調(diào)節(jié)設(shè)備的合理使用摘要：一個(gè)有效節(jié)能的供熱系統(tǒng)都配有相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制設(shè)備，如自力式流量、壓差控制閥等。隨著供熱計(jì)量收費(fèi)體制的改革，室內(nèi)供暖系統(tǒng)裝配溫控閥后熱網(wǎng)如何正確配備控制設(shè)備是非常重要的。本文論述了裝配溫控閥前后系統(tǒng)的特性變化，指出了與溫控閥正確配備的控制設(shè)備，對(duì)設(shè)計(jì)和改造有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞溫控閥自力式流量控制閥自力式壓差控制閥平衡閥前言隨著熱量計(jì)量收費(fèi)體制的改革，每個(gè)散熱器上都開(kāi)始安裝溫控閥。所以供暖運(yùn)行中隨著用戶(hù)對(duì)溫控閥的不斷調(diào)節(jié)，熱網(wǎng)流量不斷變化。這樣熱網(wǎng)成為變流量運(yùn)行，流量調(diào)節(jié)的主動(dòng)權(quán)掌握在用戶(hù)手中，而且熱力公司將無(wú)法預(yù)知和控制流量的變化。在這種溫控閥的變流量運(yùn)行的情況下，調(diào)節(jié)控制裝置必須正確裝設(shè)才能發(fā)揮作用。否則，會(huì)使系統(tǒng)不僅達(dá)不到調(diào)節(jié)要求，有時(shí)還會(huì)起反作用。1調(diào)節(jié)裝置1.1自力式流量控制閥該閥的特點(diǎn)是不需要外接動(dòng)力，依靠流體流動(dòng)的特性，在上和/或下游的阻力在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，它可以通過(guò)管道內(nèi)壓力的變化自行調(diào)節(jié)開(kāi)度，從而使流量基本保持不變。1.2平衡閥從調(diào)節(jié)基本原理上看，平衡閥實(shí)際上就是一種有開(kāi)度指示的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在平衡閥的上游、下游端各裝一個(gè)測(cè)壓孔，用來(lái)測(cè)量流體通過(guò)閥門(mén)的壓降。使用時(shí)，測(cè)得閥門(mén)壓降和讀出開(kāi)度，即可算得通過(guò)閥門(mén)的流量。其作用相當(dāng)于調(diào)節(jié)閥和等效孔板流量?jī)x的組合，使各個(gè)支路的流量分配達(dá)到要求。當(dāng)總循環(huán)泵變速運(yùn)行時(shí)，各個(gè)支路的流量分配比例保持不變。1.3自力式壓差控制閥自力式壓差控制閥的特點(diǎn)與自力式流量控制閥類(lèi)似，它也不需要外接動(dòng)力，僅依靠流體流動(dòng)的特性，在上和/或下游的阻力在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，它可以通過(guò)管道內(nèi)壓力的變化自行調(diào)節(jié)開(kāi)度，從而使流體通過(guò)閥心時(shí)壓降的變化來(lái)彌補(bǔ)管路阻力的變化，使用戶(hù)的入口壓差基本保持不變。這里僅討論上述三種調(diào)節(jié)設(shè)備，而且這些調(diào)節(jié)設(shè)備不是裝在供暖立管上，而是裝在樓的熱入口處。2未裝溫控閥定流量運(yùn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制這里所說(shuō)的定流量運(yùn)行是指在整個(gè)采暖季內(nèi)熱網(wǎng)的流量都保持不變。2.1直連網(wǎng)一般來(lái)說(shuō)，直連網(wǎng)以熱力站為界分為主網(wǎng)和支網(wǎng)兩部分，從熱源到熱力站為主網(wǎng)，從熱力站到熱用戶(hù)為支網(wǎng)。2.1.1主網(wǎng)調(diào)節(jié)主網(wǎng)的控制策略是調(diào)節(jié)熱力站的供水閥開(kāi)度，使所有熱力站的回水溫度趨于一致。主網(wǎng)應(yīng)配備微機(jī)控制，這樣可以保證供熱質(zhì)量，同時(shí)又降低運(yùn)行費(fèi)用。但當(dāng)投資受限或熱網(wǎng)較小、熱網(wǎng)規(guī)模比較穩(wěn)定時(shí)，也可不用微機(jī)控制，而采用比較簡(jiǎn)單的、在下面支網(wǎng)中所敘述的調(diào)節(jié)方法。2.1.2支網(wǎng)調(diào)節(jié)由于熱網(wǎng)微機(jī)控制投資高，因此一般只控制主網(wǎng)。對(duì)于支網(wǎng)，可以有多種調(diào)節(jié)方法。2.1.2.1手動(dòng)調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié)各支路的相關(guān)閥門(mén)，使各個(gè)用戶(hù)的流量基本達(dá)到設(shè)計(jì)流量。但支路上一般沒(méi)有流量測(cè)量裝置，因此不能直接觀測(cè)流量來(lái)判斷調(diào)節(jié)是否達(dá)到要求。方法有兩個(gè)：通過(guò)觀測(cè)各個(gè)支路的回水溫度，不斷調(diào)節(jié)支路的閥門(mén)，使各支路的回水溫度接近一致；或者用手提式超聲波流量計(jì)觀測(cè)每個(gè)支路的流量來(lái)調(diào)節(jié)，就可以把各個(gè)支路的實(shí)際流量調(diào)到設(shè)計(jì)要求值。利用回水溫度來(lái)調(diào)節(jié)需要比較長(zhǎng)的調(diào)節(jié)周期，因?yàn)榻ㄖ锏臒岫栊暂^大；利用手提式超聲波流量計(jì)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易行，不過(guò)需要購(gòu)置相應(yīng)的設(shè)備。2.1.2.2自力式流量控制閥在各個(gè)支路上或熱入口安裝自力式流量控制閥，調(diào)整該控制閥的設(shè)定旋鈕，使其流量指示達(dá)到設(shè)計(jì)流量的要求。這樣，在運(yùn)行時(shí)各支路的流量基本可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.1.2.3平衡閥在各個(gè)支路上或熱入口安裝平衡閥，按照平衡閥的調(diào)節(jié)方法，根據(jù)支路的設(shè)計(jì)流量，調(diào)節(jié)平衡閥的開(kāi)度使其流量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這樣，在運(yùn)行時(shí)各支路的流量就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.1.2.4自力式壓差控制閥在各個(gè)支路上或熱入口安裝自力式壓差控制閥，調(diào)整該壓差控制閥的設(shè)定旋鈕，使其壓差指示值達(dá)到設(shè)計(jì)資用壓頭的要求。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)者給出的設(shè)計(jì)流量與實(shí)際所要求的流量應(yīng)比較接近，因此上兩種調(diào)節(jié)方法比較準(zhǔn)確；而資用壓頭不僅與設(shè)計(jì)流量有關(guān)，而且與管路阻力系數(shù)有關(guān)，但支路的實(shí)際阻力系數(shù)可能與設(shè)計(jì)值相差較大，這樣即使把實(shí)際壓差調(diào)節(jié)到了設(shè)計(jì)資用壓頭，有可能由于阻力系數(shù)的差異造成實(shí)際流量達(dá)不到設(shè)計(jì)流量，從而造成冷熱不均勻。2.1.2.5調(diào)節(jié)方式的比較對(duì)于全供暖季都采用一個(gè)固定流量的供熱網(wǎng)而言，上幾種調(diào)節(jié)方式均可以使用。手動(dòng)調(diào)節(jié)和平衡閥調(diào)節(jié)屬于同一種類(lèi)型的調(diào)節(jié)方法，實(shí)際上都是初調(diào)節(jié)，即在調(diào)節(jié)完成后保持各支路流量的分配比例達(dá)到要求，但當(dāng)供熱網(wǎng)增加新用戶(hù)或原有用戶(hù)工況發(fā)生變化后，流量分配比例發(fā)生了變化，因此又需要進(jìn)行重新調(diào)整。同時(shí)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中由于各個(gè)用戶(hù)之間的耦合關(guān)系，如把A用戶(hù)流量調(diào)整到了設(shè)計(jì)要求值，但當(dāng)調(diào)節(jié)B用戶(hù)后，由于耦合作用，A用戶(hù)的流量又發(fā)生了變化，如耦合嚴(yán)重，還需要重新調(diào)整A用戶(hù)。因此，利用這種調(diào)節(jié)方法，在各個(gè)用戶(hù)耦合嚴(yán)重時(shí)一定要作好解耦處理。自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥與上述兩種調(diào)節(jié)方式不同，它的作用不是保證流量分配比例，而是保證該閥門(mén)所負(fù)責(zé)的支路上流量（壓差）保持不變。因此當(dāng)供熱網(wǎng)增加新用戶(hù)后，原有支路的流量受到影響后它可以自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)這種變化，從而保持該支路的流量不變，原有支路的自力式流量（壓差）控制閥不需要重新進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)然，所有調(diào)節(jié)方式均要對(duì)系統(tǒng)增加一定阻力，而且要求系統(tǒng)要有足夠的調(diào)節(jié)余量。2.2間連網(wǎng)與混連網(wǎng)從控制角度看，混連網(wǎng)和間連網(wǎng)的區(qū)別在于熱力站對(duì)二次網(wǎng)供水溫度的控制方法不同。對(duì)于間連網(wǎng)，調(diào)節(jié)該熱力站一次網(wǎng)的閥門(mén)來(lái)控制二次網(wǎng)的回水溫度，調(diào)節(jié)二次網(wǎng)循環(huán)水泵的流量來(lái)控制二次網(wǎng)的供水溫度；對(duì)于混連網(wǎng)，同樣也是調(diào)節(jié)該熱力站一次網(wǎng)的閥門(mén)來(lái)控制二次網(wǎng)的回水溫度，但二次網(wǎng)的供水溫度是通過(guò)調(diào)節(jié)混水泵的流量來(lái)控制的。在間連網(wǎng)或混連網(wǎng)的一次網(wǎng)中，每一個(gè)熱力站相當(dāng)于一個(gè)熱用戶(hù)，因此一次網(wǎng)相當(dāng)于一個(gè)直連網(wǎng)，則上述直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)方法也適用；對(duì)于二次網(wǎng)，熱力站相當(dāng)于熱源，二次網(wǎng)相當(dāng)于一個(gè)直連網(wǎng)，則上述直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)方法也完全適用。因此，直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)方法可以推廣到間連網(wǎng)和混連網(wǎng)。3未裝溫控閥分階段變流量運(yùn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制分階段變流量是把整個(gè)采暖季分為幾個(gè)階段，在每個(gè)階段內(nèi)流量保持不變，但從某一階段過(guò)渡到另一階段時(shí)，流量發(fā)生改變。例如整個(gè)采暖季分為供暖初期嚴(yán)寒期供暖末期三個(gè)階段，熱網(wǎng)流量為小流量大流量小流量三個(gè)流量值。從整個(gè)供暖季看，流量不再是完全固定不變。因此對(duì)于這種運(yùn)行模式，上節(jié)所述調(diào)節(jié)方法就不一定全部合適。從上節(jié)所述可以看出，只要對(duì)直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)論述清楚，間連網(wǎng)、混連網(wǎng)的調(diào)節(jié)就可以舉一反三推知。因此，這里僅以直連網(wǎng)為例進(jìn)行分析。3.1自力式控制閥在這種運(yùn)行模式下，自力式流量控制閥就不再適用。因?yàn)樽粤κ搅髁靠刂崎y的設(shè)定流量一般都為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況流量，其適用于在整個(gè)供暖季熱網(wǎng)流量都保持不變的運(yùn)行模式。例如當(dāng)運(yùn)行工況不在設(shè)計(jì)工況流量時(shí)，自力式流量控制閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能就會(huì)發(fā)揮作用，使該路的流量盡量接近設(shè)計(jì)工況流量。在供暖初期和末期小流量運(yùn)行時(shí)，整個(gè)熱網(wǎng)的流量變小，例如為設(shè)計(jì)流量的75時(shí)，各個(gè)用戶(hù)的流量也應(yīng)變小到75。在靠近熱源的用戶(hù)，其自力式流量控制閥感應(yīng)到實(shí)際流量（75）小于設(shè)定流量（100），則自力式流量控制閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)大，使流量盡量接近設(shè)定流量。因此，近端用戶(hù)的實(shí)際流量大于所需而過(guò)熱，遠(yuǎn)端流量必然小于所需而過(guò)冷。當(dāng)然，在嚴(yán)寒期流量為100時(shí)，自力式流量控制閥保證各個(gè)用戶(hù)的流量達(dá)到要求，從而使所有用戶(hù)供熱均勻。自力式壓差控制閥的調(diào)節(jié)特性與自力式流量控制閥相同，因此在這種運(yùn)行模式下會(huì)發(fā)生同樣的情況。也就是說(shuō)，在這種運(yùn)行模式下自力式壓差控制閥也不適用。3.2平衡閥平衡閥非常適合這種運(yùn)行模式。因?yàn)橐划?dāng)平衡閥調(diào)節(jié)完畢，其本身并不具有如自力式流量、壓差控制閥根據(jù)工況變化進(jìn)行自調(diào)節(jié)的功能。因此，當(dāng)總流量發(fā)生變化時(shí)，平衡閥可以保持各個(gè)用戶(hù)流量等比例的變化。例如，總流量為設(shè)計(jì)流量75時(shí)，分配到各用戶(hù)的流量也為75。因此，在這種運(yùn)行模式下平衡閥可以保證在每個(gè)階段內(nèi)流量分配都達(dá)到使用要求。4裝溫控閥后系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制在實(shí)施按熱量計(jì)量收費(fèi)后，室內(nèi)系統(tǒng)可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是有共用立管且戶(hù)內(nèi)為雙管系統(tǒng)，另一類(lèi)是帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)或者是有共用立管且戶(hù)內(nèi)為帶跨越管的水平單管系統(tǒng)。在溫控閥調(diào)節(jié)后，這兩類(lèi)系統(tǒng)對(duì)總流量的影響是不相同的。圖1表示了系統(tǒng)的控制原理。圖中A、B、N用戶(hù)熱入口的控制閥可以為自力式流量控制閥，也可以為自力式壓差控制閥或平衡閥，溫控閥表示對(duì)應(yīng)熱用戶(hù)內(nèi)部的全部或部分溫控閥，未劃出散熱器。室內(nèi)系統(tǒng)可以是上述兩類(lèi)系統(tǒng)中的任何一種。4.1有共用立管且戶(hù)內(nèi)為雙管的系統(tǒng)隨著室內(nèi)負(fù)荷的變化，溫控閥將隨之而自動(dòng)變化。這樣通過(guò)散熱器的流量也隨之變化，這就意味著熱網(wǎng)的流量隨時(shí)都在變化。4.1.1熱入口控制閥為自力式流量控制閥自力式流量控制閥的功能是在工況發(fā)生變化時(shí)盡量保持該管路的流量不變。裝溫控閥后管路流量在不斷變化，顯然與自力式流量控制閥的作用相矛盾。如果在裝溫控閥的管路上再裝自力式流量控制閥，對(duì)溫控閥的調(diào)節(jié)作用有害而無(wú)一利。如圖1，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí)，溫控閥自動(dòng)關(guān)小，則相應(yīng)管路流量應(yīng)減少；但如果該管路有自力式流量控制閥，則自力式流量控制閥感知流量減少后會(huì)自動(dòng)開(kāi)大，從而使管路流量增加達(dá)到其保持管路流量不變的目的。這時(shí)管路流量的相對(duì)增大（實(shí)際是保持原流量不變），又導(dǎo)致溫控閥的進(jìn)一步關(guān)小，如此形成循環(huán)，最后導(dǎo)致溫控閥關(guān)到最小，而室內(nèi)溫度仍可能高于要求，反之亦然。因此，裝溫控閥的有共用立管且戶(hù)內(nèi)為雙管的系統(tǒng)不能再裝自力式流量控制閥。4.1.2熱入口控制閥為平衡閥平衡閥實(shí)際上起一種初調(diào)節(jié)的作用。平衡閥初始調(diào)整時(shí)，是根據(jù)設(shè)計(jì)工況下各個(gè)管路的流量來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)全部平衡閥初始調(diào)整完成后，且在管路阻力系數(shù)不再發(fā)生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。當(dāng)管路阻力系數(shù)變化后，則流量分配比例也隨之發(fā)生變化。在溫控閥動(dòng)作后，本質(zhì)上講是溫控閥的阻力系數(shù)發(fā)生了變化，這時(shí)相應(yīng)管路流量也就發(fā)生了變化。因此，溫控閥和平衡閥的作用并不發(fā)生矛盾。裝溫控閥后，溫控閥的實(shí)際開(kāi)度隨著負(fù)荷的變化而變化。假如圖1中B管路上的用戶(hù)負(fù)荷增加，則該管路上對(duì)應(yīng)的溫控閥開(kāi)大，導(dǎo)致該管路流量增大。但若除B管路外的其它所有用戶(hù)負(fù)荷都沒(méi)有變化，按理說(shuō)它們所對(duì)應(yīng)的溫控閥和其所要求的流量都不應(yīng)變化。但由于B管路流量發(fā)生變化，必然要影響到總流量增大，從而又導(dǎo)致其它管路如A、N的流量發(fā)生變化。前面已假設(shè)除B外的用戶(hù)負(fù)荷都沒(méi)有變化，因此A、N管路上的溫控閥本不應(yīng)動(dòng)作。但由于受B管路流量變化的影響，A、N管路上的溫控閥也必須動(dòng)作，進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)。也就是說(shuō)，裝了平衡閥后管路之間還存在著相互影響，促使平衡閥不斷動(dòng)作調(diào)整。另一方面，如果除N管路外的用戶(hù)都要求流量增大，將有可能總流量過(guò)大而導(dǎo)致在N用戶(hù)處的資用壓頭不夠，即使N管路上溫控閥都開(kāi)到最大，也有可能滿(mǎn)足不了要求?？傊?，裝平衡閥進(jìn)行初調(diào)節(jié)比盲目的手動(dòng)初調(diào)節(jié)能更好的保持溫控閥發(fā)揮正常作用。但是平衡閥不能消除支路之間的相互耦合影響，同時(shí)有時(shí)還不能滿(mǎn)足溫控閥的調(diào)節(jié)要求。4.1.3熱入口控制閥為自力式壓差控制閥自力式壓差控制閥和溫控閥相配合能夠很好地保證溫控閥正常發(fā)揮作用。圖1對(duì)應(yīng)的用戶(hù)A負(fù)荷減少時(shí)其溫控閥關(guān)小，相對(duì)應(yīng)的管路流量減少，因此造成總流量減少，系統(tǒng)水壓圖發(fā)生變化。如圖2中的實(shí)線表示溫控閥沒(méi)有調(diào)整之前的水壓分布，P為用戶(hù)所要求的資用壓頭；虛線表示溫控閥調(diào)整之后的水壓分布。由于總流量減少，干管上壓力損失也減少，外網(wǎng)給A用戶(hù)處所提供的資用壓頭提高到P。如果A用戶(hù)沒(méi)有裝自力式壓差控制閥，則由于外網(wǎng)提供的資用壓頭增大，溫控閥又會(huì)進(jìn)一步關(guān)小，如此反復(fù)形成正反饋，使溫控閥無(wú)法正常發(fā)揮其功能。但如果裝自力式壓差控制閥，自力式壓差控制閥可以根據(jù)壓差的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)小，壓差控制閥消耗掉2倍的P，使外網(wǎng)提供給的用戶(hù)資用壓頭（P2P）基本保持不變，仍等于P，這樣就不會(huì)對(duì)溫控閥形成正反饋的影響。4.2帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)或有共用立管且戶(hù)內(nèi)為帶跨越管的水平單管系統(tǒng)帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)，由于溫控閥的作用，使通過(guò)散熱器的流量隨室內(nèi)負(fù)荷變化而變化，但跨越管的分流作用使得立管的總流量卻保持基本不變。因此，此時(shí)熱網(wǎng)基本上是在定流量運(yùn)行。這樣，該系統(tǒng)對(duì)使用調(diào)節(jié)閥的要求，如同前面所述的定流量運(yùn)行系統(tǒng)一樣，使用自力式流量控制閥是最合適的。5結(jié)論5.1為了使熱網(wǎng)能夠保證滿(mǎn)足用戶(hù)的采暖要求，熱網(wǎng)應(yīng)有正確的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這包含兩方面的含義，一方面熱網(wǎng)應(yīng)裝備適用的調(diào)節(jié)設(shè)備；另一方面熱網(wǎng)還應(yīng)配備正確的調(diào)節(jié)策略，兩者缺一不可。5.2用戶(hù)是否裝溫控閥，對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行模式有極大的影響和明顯不同的要求，而且這種差異是具有變革性的。5.3未裝溫控閥的定流量運(yùn)行系統(tǒng)雖然可以使用自力式流量、壓差控制閥或平衡閥，但相對(duì)而言，自力式流量控制閥更為恰當(dāng)。因?yàn)槠胶忾y在初調(diào)節(jié)時(shí)不如自力式流量控制閥方便明了，而在使用自力式壓差控制閥時(shí)，由于沒(méi)有準(zhǔn)確的管路阻力系數(shù)，從而缺乏準(zhǔn)確的壓差調(diào)節(jié)設(shè)定