供熱系統(tǒng)水力失調的原因與改造策略

王恒彬

摘 要：供熱質量的好壞直接影響人民的生活，而在實際供熱運行中往往會出現(xiàn)熱網用戶真實流量和額定流量不一致現(xiàn)象，水能和熱能也大量浪費。如何克服水力失調，實現(xiàn)用水均衡有效，提高供暖質量減少資源浪費也越來越為業(yè)內所關注。本文在分析水力失調現(xiàn)象產生的原因的基礎上提出了室內供暖系統(tǒng)的改造方法。

關鍵詞：水力失調；節(jié)能改造；供暖系統(tǒng)

一、水力失調

水力失調是供暖系統(tǒng)先天性的弊病，是客觀存在和不可避免的。因為，在管網系統(tǒng)中每個環(huán)路的長短不同，阻力就會不同，熱媒流過時所需的循環(huán)動力也不同，而循環(huán)水泵的動力以管網系統(tǒng)中最大的阻力為準進行選配。如果不采取有效的措施減少各個環(huán)路的阻力差，水力失調就必然會存在。合理規(guī)劃供暖系統(tǒng)，減少水力失調意義重大。供熱管網系統(tǒng)在進行的水力施工作業(yè)計算時，往往受到管道內熱媒的流速和管道管徑規(guī)格限制，使得用戶實際流量偏離額定流量。我們把供熱管網中的某些管段在運行中的實際運行流量Gs與理想流量Ge（設計流量）的不一致現(xiàn)象稱作供熱管網水力失調。這種現(xiàn)象的發(fā)生導致用戶實際分配的熱量比初值減少。我們如果將水力失調定義為管段（或用戶）的實際運行流量與設計流量（理想流量）的比值，其數學表達式是：

φ=■

式中： φ為水力失調度；

Gs為實際運行流量；

Ge為理想流量（設計流量）。

系統(tǒng)失調一般分為一致失調和不一致失調。

二、供熱系統(tǒng)產生水力失調的原因

供熱系統(tǒng)水力失調的原因很多，可能出現(xiàn)在設計上的，也可能出現(xiàn)在管理中，都是在施工中不能完全避免的原因。

（1）在進行管道設計時，由于管道內熱媒流速不允許超過限定流速，管徑規(guī)格有限等，在網絡各分支環(huán)路或用戶系統(tǒng)各立管環(huán)路之間，其阻力損失是不可能在設計的流量分配下達到平衡。使熱用戶實際流量分配不能符合設計所需的流量要求，就會產生水力失調。

（2）由于新接人熱用戶或停運部分熱用戶，全網阻力特性改變，會導致水力失調。而熱用戶室內水力工況變化也會導致水力失調。另外，當用戶和施工人員隨意調整網路分支閥門或用戶人口閥門也會產生水力失調。

（3）開始運行時沒有很好地進行初調節(jié)，也會導致水力失調。由于網路近端熱用戶的作用壓差很大，位于網路近端的熱用戶，其實際流量往往比規(guī)定流量要大得多，而位于網路遠端的熱用戶，其作用壓差和流量將小于規(guī)定的數值，這種不一致的失調需要通過網路的初調節(jié)來解決，否則，就會產生水力失調。

（4）網路或熱用戶局部管道堵塞也會導致相關熱用戶流量減少出現(xiàn)水力失調。

三、供熱系統(tǒng)水力失調的解決方法

（1）在設計系統(tǒng)時，盡量提高供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，即相對地減小網路干管的壓降，或相對地增大用戶系統(tǒng)的壓降。即在進行網路水力計算時，選用較小的比摩阻，適當地增大靠近熱源的網路干管直徑，對提高網路的水力穩(wěn)定性，減少水力失調的發(fā)生，效果尤其顯著。

（2）在運行過程中合理進行網路的初調節(jié)和運行調節(jié)，盡可能將網路干管的所有閥門開大，把剩余的作用壓差消耗在用戶系統(tǒng)上。通過初調節(jié)，能消除設計、施工和運行管理中所造成的熱源水力失調。同時，系統(tǒng)運行過程中要嚴格按制度辦事，避免管網系統(tǒng)因污物堵塞、“空氣塞”、排污不及時等原因造成的水力失調。管網系統(tǒng)設立巡回檢查制度，以便及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不熱、漏水和其他不正?，F(xiàn)象。

（3）增大系統(tǒng)的循環(huán)流量，改善單管、雙管系統(tǒng)水力失調提高系統(tǒng)循環(huán)流量。根據調節(jié)地點不同，供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)可采用集中調節(jié)和局部調節(jié)相結合的方式運行。集中調節(jié)在熱源處集中運行；局部調節(jié)在熱力站或用戶引入口進行。集中或局部調節(jié)方式又可以通過質調節(jié)和間歇調節(jié)實現(xiàn)。

（4）在用戶系統(tǒng)入口安裝自力式平衡閥（流量調節(jié)器）或壓差控制閥（量調節(jié)時采用），消除進入用哀悼系統(tǒng)的剩余壓頭，保證各熱用戶流量恒定。這種技術稱為“附加阻力平衡”，其特點是循環(huán)水泵可在高效點工作，減少過熱部分用戶的熱量浪費，節(jié)能效果顯著。還可以采用附加壓頭平衡法。用附加壓頭提高用戶不足的資用壓頭，是在系統(tǒng)循環(huán)實際揚程不夠時，采用具有低揚程、小流量的水泵，來提高用戶系統(tǒng)的壓頭。這種在用戶系統(tǒng)入口安裝不同規(guī)格的小水泵，來補助資用壓頭的欠缺部分，使各個環(huán)路實現(xiàn)阻力平衡的措施，稱為“附加壓頭平衡”技術。它的特點是除了具有“附加阻力平衡”技術所能獲得的節(jié)能效果外，還可降低水泵電耗，節(jié)能效果顯著。

參考文獻：

[1]GregorP.Henze，AlexanderG.Floss.Evaluationoftemperaturedegradationinhydraulicflownetworks[J].EnergyandBuildings，2011，43（8）：1820-1828.

[2]C.H.AIKENS.FacilityLocationModelsforDistributionPlanning[J].EuropeanJournalofOperationalResearch，1995，22：263-279.endprint