探析集中供暖過程中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)問題

彭萌

【摘要】近些年來，人們生活水平在不斷的提升，人們有著越來越強的商品意識，對供熱質(zhì)量提出了更高的要求；通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在集中供暖過程中，水力失調(diào)問題經(jīng)常會出現(xiàn)，沒有較好的供熱效果，需要引起人們足夠的重視。本文簡要分析了集中供暖過程中供熱管網(wǎng)水力失調(diào)問題，提出了解決措施，希望可以提供一些有價值的參考意見。

【關(guān)鍵詞】集中供暖；供熱管網(wǎng)；水力失調(diào)

在供熱管網(wǎng)運行中，十分關(guān)鍵的一項內(nèi)容就是水力平衡，它會影響到系統(tǒng)的運行效果。通常情況下，在系統(tǒng)驗收運行之前，就需要調(diào)試水力平衡，只有這樣，系統(tǒng)的正常運行方可以得到保證，同時，也可以提升運行的節(jié)能性。但是在運行過程中，因為諸多因素的影響，無法實現(xiàn)水力平衡，雖然已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用各種調(diào)控設(shè)備，但是依然會出現(xiàn)水力失調(diào)問題。

1 供熱管網(wǎng)水力失調(diào)

具體來講，供熱管網(wǎng)水力失調(diào)指的是在供熱管網(wǎng)的運行過程中，部分管段的實際運行流量不等于設(shè)計流量，也就是供熱管網(wǎng)對各個用戶分配的流量，不符合用戶的需求，這樣不同位置的用戶就會有冷熱不均的問題出現(xiàn)。有水力失調(diào)出現(xiàn)于供熱管網(wǎng)中，系統(tǒng)就需要運行于大流量和小溫差工況下，這樣整體調(diào)控和運行的節(jié)能性就無法實現(xiàn)。

一是水力失調(diào)的表現(xiàn)及影響：水力失調(diào)在供熱管網(wǎng)中有很多的表現(xiàn)，如沒有合理的輸配各個管段流量，這樣就有冷熱不均問題出現(xiàn)于各個用戶中，用戶如果與熱源近端比較的靠近，就會有過熱問題出現(xiàn)，有25攝氏度以上的高溫，用戶需要開窗，這樣就會流失大量的熱能；而用戶如果遠(yuǎn)離熱源，設(shè)計室溫往往無法達(dá)到，甚至在10攝氏度以下，這樣城鎮(zhèn)居民的正常生活和工作就會受到較大程度的影響，增加了供熱管理的難度。

在影響方面，如果水系統(tǒng)所處工況為大流量小溫差，水泵的工作點與經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)就會發(fā)生偏離，降低了能量輸配效率。鍋爐或換熱器等熱源設(shè)備與額定出力存在著較大的差距，屬于低負(fù)荷運行。還有就是有著較高的采暖煤耗量，相較于西方的發(fā)達(dá)國家，我國有著較高的能耗，不利于節(jié)能環(huán)保。

二是水力失調(diào)的幾種形式：首先，我們可以結(jié)合水力失調(diào)度的不同來進(jìn)行劃分，如果系統(tǒng)各個用戶水力失調(diào)度都比1大或者小，就稱之為一致失調(diào)，表現(xiàn)就是各個用戶流量比設(shè)計流量要大或者小，如果過大，就會提高采暖空間的溫度，造成能源資源的浪費；過小的話，采暖房間的設(shè)計室溫就無法實現(xiàn)，對于用戶的正常生活和工作造成了不利影響。如果系統(tǒng)各個用戶的水力失調(diào)度部分大于1，部分小于1，就稱之為不一致失調(diào)，這種問題出現(xiàn)的原因是用戶流量部分比設(shè)計流量大，部分則小，前者會導(dǎo)致采暖空間有過高溫度，后者則導(dǎo)致設(shè)計溫度達(dá)不到。

其次，我們可以結(jié)合管網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)的差異來進(jìn)行劃分，管網(wǎng)系統(tǒng)的各個管段有著固定不變的阻力，就被稱之為穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，水力失調(diào)出現(xiàn)于穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中，就稱之為穩(wěn)態(tài)失調(diào)；動態(tài)系統(tǒng)指的是系統(tǒng)各個管段的阻力是可以調(diào)節(jié)的，在動態(tài)系統(tǒng)中，改變了某些管段的阻力，也就是管段中調(diào)控設(shè)備發(fā)生動作，會影響到其他管段，有失調(diào)問題出現(xiàn)，比如，系統(tǒng)將分戶熱計量實施下去，或者對溫控以及熱計量設(shè)備進(jìn)行了安裝，穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)就會發(fā)展為動態(tài)系統(tǒng)。

三是水力失調(diào)的原因：從根本上來講，主要是在用戶需求流量下，在本運行狀態(tài)下供熱管網(wǎng)的阻力特性無法促使各個用戶管段的阻力相等得到實現(xiàn)；從客觀角度上來講，因為離散性是供熱管網(wǎng)管道規(guī)格的特點，再加上供熱管網(wǎng)有著不規(guī)則的設(shè)施，要想實現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡，就需要進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。在設(shè)計供熱管網(wǎng)的過程中，滿足最不利點所必需的資用壓頭是必須要遵循的，那么就會有一定程度的富裕量出現(xiàn)于其他管段的資用壓頭中，在自然狀態(tài)下，來對各個管段流量進(jìn)行分配，就會有水力失調(diào)問題出現(xiàn)。沒有合理的選擇循環(huán)水泵，有著過大或者過小的流量揚程，這樣工作點與設(shè)計狀態(tài)就會發(fā)生偏離，水力失調(diào)問題隨之出現(xiàn)；增加或者減少了系統(tǒng)用戶，也就是改變了供熱管網(wǎng)中的用戶點，需要重新分配各個管段流量，有水力失調(diào)問題出現(xiàn)。增加或者減少了系統(tǒng)中用戶用熱量，改變了用戶流量，那么也需要重新分配各個管段流量，導(dǎo)致水力失調(diào)問題的出現(xiàn)。此外，還有一個十分重要的原因是大部分用戶系統(tǒng)都將單管順流式采暖系統(tǒng)給應(yīng)用了過來，調(diào)節(jié)設(shè)備比較缺乏，水力失調(diào)現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。

2 解決供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的措施

一是用附加壓力，將用戶剩余的資用壓頭給取消掉：在設(shè)計系統(tǒng)的過程中，從本質(zhì)上來講，無法實現(xiàn)供熱管網(wǎng)各個管段的阻力平衡；我們一般是結(jié)合有著最大阻力的管段消耗阻力來確定循環(huán)水泵的揚程，那么完成設(shè)計工作之后，總會有一些不定的剩余壓頭存在于其他各個環(huán)路中。在系統(tǒng)正式運行之前，我們可以借助于初調(diào)節(jié)來消除這些剩余壓頭，如果無法消除，那么水力失調(diào)問題就會出現(xiàn)。

通常情況下，如果要想實現(xiàn)系統(tǒng)阻力平衡，僅僅對閥門進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，存在著較大的難度，因為調(diào)節(jié)過程中，會互相影響，調(diào)節(jié)工作就需要反復(fù)進(jìn)行，這樣大量的人力和時間就會被耗費，雖然經(jīng)過較長時間的調(diào)節(jié)，供熱管網(wǎng)的平衡得到基本實現(xiàn)。在系統(tǒng)運行中，如果改變了用戶或者用戶負(fù)荷，調(diào)節(jié)工作就需要重新進(jìn)行。為了解決這個問題，就需要對一些自動調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行完善安裝，如平衡閥、溫控閥等，這樣就可以對附加阻力自動改變。這種實現(xiàn)阻力平衡的措施主要是將自動調(diào)節(jié)設(shè)備安裝于用戶系統(tǒng)中，對剩余壓頭進(jìn)行消除，我們將其稱之為附加阻力平衡技術(shù)；通過實踐研究表明，應(yīng)用這種技術(shù)，可以促使循環(huán)水泵的流量和揚程得到提高，過熱用戶的熱量浪費得到了一定程度的減少，節(jié)能效果較好。

二是借助于附加壓頭，對用戶不足的資用壓頭進(jìn)行提高：如果在運行過程中，系統(tǒng)循環(huán)水泵沒有足夠的實際揚程，那么要想對系統(tǒng)阻力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便實現(xiàn)平衡，不能夠僅僅采取附加阻力，需要對水泵或者部分管道規(guī)格進(jìn)行更換。部分用戶處于系統(tǒng)末端，溫度不高的原因就是沒有對這些用戶供給足夠的循環(huán)流量，從本質(zhì)上來講，則是因為沒有足夠的入口供回水壓差，為了對用戶系統(tǒng)的壓頭進(jìn)行提高，就需要將低揚程、小流量的水泵安裝在系統(tǒng)入口處，這樣資用壓頭的欠缺部分就可以得到彌補，有效平衡各個環(huán)路的阻力，這種技術(shù)，相較于附加阻力平衡技術(shù)可以在較大程度上降低水泵電耗，有著更加顯著的節(jié)能效果。

3 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，城市化進(jìn)程在不斷的加快，為了提高人們的生活水平，國家開始大力開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在大部分地區(qū)推廣實施了集中供熱和區(qū)域供熱，出現(xiàn)了越來越多的熱水供熱管網(wǎng)；熱水供熱管網(wǎng)運行過程中，經(jīng)常會有水力失調(diào)等問題出現(xiàn)，影響到供熱效果的提高；針對這種情況，就需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H問題，采取相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行解決。

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