熱力管網(wǎng)水力失調(diào)的表現(xiàn)與解決措施

張洪瑋

?：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑總能耗逐年上升。供熱行業(yè)在能源消耗、污染物排放方面占有相當(dāng)大的比例。本文在詳述水力平衡調(diào)試重要性、水力失調(diào)原因和水力平衡調(diào)節(jié)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目案例，敘述了水力平衡調(diào)節(jié)在提高供熱質(zhì)量和降低成本支出的重要性。

：供熱管網(wǎng);水力平衡;調(diào)節(jié)方法

供熱管網(wǎng)是由眾多串并聯(lián)管路和用戶連接組成。由于設(shè)計(jì)、施工運(yùn)行等方面的原因造成供熱管路的水力平衡失調(diào)[3]。供熱系統(tǒng)的水力平衡失調(diào)會(huì)造成用戶冷熱不均和熱費(fèi)收繳困難等現(xiàn)象。目前，供熱系統(tǒng)普遍出現(xiàn)水力失調(diào)現(xiàn)象。對(duì)于近端用戶，供熱熱媒實(shí)際流量是設(shè)計(jì)流量的2～3倍，造成近端用戶室內(nèi)溫度過高現(xiàn)象[4]。對(duì)于遠(yuǎn)端用戶，供熱熱媒實(shí)際流量低于設(shè)計(jì)流量，出現(xiàn)室內(nèi)溫度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致部分用戶私自放水，造成水資源的浪費(fèi)。供熱公司為使用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)，往往會(huì)提高供熱溫度熱參數(shù)或者增加熱媒介流量。這些方法雖能滿足遠(yuǎn)端用戶的供熱需求，但會(huì)造成近端用戶室內(nèi)溫度過熱、系統(tǒng)能耗增加、熱源效率降低等一系列問題。為解決上述問題，保證供熱質(zhì)量、為實(shí)施計(jì)量供熱創(chuàng)造條件、發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題，完善供熱系統(tǒng)就需進(jìn)行專業(yè)的水力平衡調(diào)試工作。

引起供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的因素眾多，主要總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

2.1設(shè)計(jì)負(fù)荷失真，選型不當(dāng)造成管網(wǎng)水力失調(diào)。為實(shí)現(xiàn)各回路的水力平衡，往往通過調(diào)整各回路管徑等方式使各個(gè)回路的阻力盡可能相等。但由于管徑具有固定規(guī)格而非連續(xù)變化，實(shí)際運(yùn)行中沿程阻力、局部阻力與設(shè)計(jì)情況存在差別，使得供熱系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)并不能直接達(dá)到設(shè)計(jì)的狀態(tài)，造成水力失調(diào)。

2.2在施工過程中，由于材料供應(yīng)不及時(shí)、工期延誤等原因，施工隊(duì)為趕工期，施工工藝無法滿足設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范，出現(xiàn)偷工減料和雜物進(jìn)入供熱管網(wǎng)造成局部堵塞，甚至出現(xiàn)過濾器等設(shè)備閥門裝反等問題[5]。

2.3在運(yùn)行過程中，一些老舊小區(qū)大部分用戶屬于陳舊的上供下回式單管系統(tǒng)設(shè)計(jì)，老式系統(tǒng)在熱網(wǎng)流量、熱量調(diào)節(jié)方面有很大的欠缺之處，老舊管網(wǎng)中閥門節(jié)點(diǎn)普遍存在生銹現(xiàn)象。用戶私拆、室內(nèi)管線布置更改及室內(nèi)散熱器更換，從整體上均使管網(wǎng)特性產(chǎn)生變化。管網(wǎng)局部用戶的變化使得流量分配與原來的情況不符，這時(shí)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。

3.1供熱能力分配不均熱力管網(wǎng)系統(tǒng)在進(jìn)行供熱的過程中出現(xiàn)水力失調(diào)時(shí)，首先會(huì)使得供暖體系相關(guān)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常甚至是性能變差，最為直接的表現(xiàn)就是耗能增大且城市樓層居民供暖不均。部分居民家中供熱溫度太高或者太低，甚至一些樓層徹底停暖，這給人民生活帶來了極大的困擾。如果單方面地加大供熱溫度和供熱流量，雖然能夠解決居民供熱的一些問題，但是這種做法會(huì)產(chǎn)生巨大的資源浪費(fèi)和能耗損失。所以最根本的解決方案還是要調(diào)節(jié)熱力管網(wǎng)水力平衡，從根源上保障供暖的質(zhì)量。另外，熱力管網(wǎng)系統(tǒng)中的排水、排氣等管道發(fā)生損壞也會(huì)造成水力失調(diào)，引發(fā)一系列不同程度上的供暖問題。

3.2供熱性能的驟增驟減在實(shí)際操作熱力管網(wǎng)設(shè)備的過程中，由于工作人員的一些失誤，沒有按照規(guī)定操作讓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到預(yù)定狀態(tài)，造成供暖系統(tǒng)水力失調(diào);施工過程中的不穩(wěn)定因素、供暖設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致的機(jī)械磨損、熱力管網(wǎng)排放管道的損壞等等原因都會(huì)使得供暖性能發(fā)生變化。在這種情況下，供暖性能或驟增或驟減，這極大的變化與原來平衡狀態(tài)下的性能存在巨大反差。因此會(huì)破壞原有的水力平衡，造成失調(diào)的局面，進(jìn)而影響整個(gè)熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，影響城市居民生活質(zhì)量。

3.3管理系統(tǒng)紊亂城市居民生活供暖情況大致為冬季供暖夏季停暖，而且城市發(fā)展帶動(dòng)人流量增加，使得熱力管網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)管道設(shè)備增加。在冬季整個(gè)城市對(duì)供暖的需求極大，面對(duì)寒冷的天氣，更多的人選擇私接亂改來進(jìn)行取暖，紊亂的設(shè)備連接給熱力管網(wǎng)管理系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。還有一些居民選擇在夏天停止供暖的時(shí)候?qū)依锏墓┡O(shè)備進(jìn)行拆除，這也會(huì)造成熱力管網(wǎng)水利失調(diào)。由于城市居民對(duì)供暖設(shè)施的擅自改造，使得區(qū)域供熱出現(xiàn)異常，導(dǎo)致很多居民私自放水，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還帶走了大量的熱能，導(dǎo)致管網(wǎng)供熱效果每況愈下，形成了惡性循環(huán)。

近年來，國(guó)內(nèi)專家學(xué)者和企業(yè)單位為解決系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的問題進(jìn)行深入研究和探索，總結(jié)得出主要供熱管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)方法有溫差法、比例法、CCR法和綜合調(diào)節(jié)法研究。其中，溫差法是固定管網(wǎng)供水溫度，反復(fù)的測(cè)量用戶和熱源總部的供回水溫差，根據(jù)用戶規(guī)模和溫差程度確定依次進(jìn)行調(diào)節(jié)，此方法調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)且只適用于保溫效果好的供熱管網(wǎng)。比例法是利用兩臺(tái)便攜式超聲波流量計(jì)和步話機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)可測(cè)得流量的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)方法對(duì)兩名調(diào)試人員操作要求高，操作難度大，容易出現(xiàn)失誤。CCR法是在嚴(yán)格的對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行阻力分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)全系統(tǒng)實(shí)行一次調(diào)整的新方法，它由采集數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整三步構(gòu)成。此調(diào)節(jié)方法水力平衡效果較好，是未來發(fā)展的方向。綜合調(diào)節(jié)法研究有兩種調(diào)節(jié)形式，一種為在管網(wǎng)的設(shè)計(jì)階段為使支管線及各熱用戶水力平衡;二是在管網(wǎng)精細(xì)調(diào)節(jié)時(shí)在熱用戶入口處或支管線上裝設(shè)流量測(cè)孔，并配備一臺(tái)便攜式水力平衡測(cè)試儀通過流量測(cè)試、計(jì)算、再調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的最終水力平衡。

增強(qiáng)檢查、監(jiān)督的力度，增強(qiáng)供暖設(shè)備性能為了能夠建設(shè)較強(qiáng)性能的熱力管網(wǎng)系統(tǒng)同時(shí)盡量的避免水力失調(diào)的現(xiàn)象，也能使居民得到更好的供暖體驗(yàn)，就要采取增強(qiáng)檢查、監(jiān)督的力度，增強(qiáng)供暖設(shè)備性能的方法。加強(qiáng)檢查具體體現(xiàn)在對(duì)供熱系統(tǒng)構(gòu)造部位的仔細(xì)檢查和對(duì)工作人員實(shí)際操作的嚴(yán)格檢查。在建設(shè)熱力管網(wǎng)之前要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目睖y(cè)以后才可以制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，與此同時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意供暖系統(tǒng)的技術(shù)方面：現(xiàn)場(chǎng)施工人員要切實(shí)保證施工與設(shè)計(jì)圖的一致，認(rèn)真檢查在實(shí)際操作過程中的問題。在供熱過程中要認(rèn)真檢查各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況和操作方法，減少因人為因素而造成水力失調(diào)的情況，進(jìn)而保護(hù)了供暖設(shè)備的安全性，增強(qiáng)了其工作性能。另外，熱力管網(wǎng)相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)貢獻(xiàn)力量，通過更加詳細(xì)的責(zé)任劃分，使得每一個(gè)環(huán)節(jié)都有專人負(fù)責(zé)，將一切可能出現(xiàn)的問題扼殺于搖籃中：比如可以明文規(guī)定哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障由管理該部分的人員負(fù)責(zé)，對(duì)于存在盜取供熱系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備或者其他物資用于利益買賣行為的公民采取相應(yīng)的法律懲治，并嚴(yán)厲禁止居民私自改造供熱設(shè)備。通過法律的手段來保障熱力管網(wǎng)的管理，保障其供熱的安全。

綜上所述，對(duì)熱力管網(wǎng)水力系統(tǒng)有了一些了解以后，就能夠?qū)ΠY下藥，在發(fā)生水力失調(diào)的現(xiàn)象時(shí)可以科學(xué)有效的進(jìn)行處理，減少其帶來的經(jīng)濟(jì)損失和居民不便等問題。積極創(chuàng)造一個(gè)供暖充足有效的城市熱力管網(wǎng)系統(tǒng)，增強(qiáng)企業(yè)供暖發(fā)展與城市經(jīng)濟(jì)效益。確保了各個(gè)熱力入口的實(shí)際流量達(dá)到或接近了需求流量，保證小區(qū)在現(xiàn)有條件下的供熱質(zhì)量，保證了大多數(shù)用戶的穩(wěn)定供熱。使系統(tǒng)從設(shè)備性能、運(yùn)行方式、維護(hù)管理等方面具備了實(shí)施變流量運(yùn)行的計(jì)量供熱條件，為今后該小區(qū)實(shí)行計(jì)量供熱奠定基礎(chǔ)。

[1]?劉海柱，丁洪濤，李童瑤，郭陽陽，趙光普.我國(guó)民用建筑能耗現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].建設(shè)科技，2018（8）：10-11.

[2]?丁德平，孫超.城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施[J].林業(yè)科技情報(bào)，2007（4）：50-51.

[3]?宋揚(yáng).淺談二次網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（11）：153.