熱力管網(wǎng)水力失調(diào)的表現(xiàn)與解決措施分析

付 悅 太原市熱力集團有限責(zé)任公司

1 引言

集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生不良的水力失調(diào)有很多因素，在熱力管網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，要對產(chǎn)生水力失調(diào)的相關(guān)問題，以及各種因素進行有效的預(yù)判。必須說明的是，如果水力失調(diào)相繼產(chǎn)生，那么對集中供熱系統(tǒng)所產(chǎn)生的危害是十分嚴重的，因此要針對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)生水力失調(diào)的因素進行有效明確，結(jié)合多個方面多個環(huán)節(jié)，對于相關(guān)因素進行有效的確定。譬如：針對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)、施工等相關(guān)環(huán)節(jié)，明確探究這些環(huán)節(jié)當(dāng)中所存在著的水力失調(diào)的各種可能不良因素，而本文對此方面進行了深度的有效探究。

2 概述

我國北方區(qū)域四季存在著明顯的溫差，在冬季必須要采取供暖舉措，以便提升室內(nèi)溫度，幫助人民實現(xiàn)正常的生產(chǎn)生活。近些年來由于環(huán)境保護、綠色持續(xù)化生產(chǎn)的理念深入人心，在北方地區(qū)不斷地開展了集中供暖等相關(guān)措施和途徑，隨著城市化建設(shè)不斷的推進，對于供熱管網(wǎng)系統(tǒng)也需要不斷地提升相關(guān)標準要求。但是在集中供熱系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展過程中，依舊有很多問題相繼出現(xiàn)，集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中常見的問題有水力失調(diào)，應(yīng)該著重探究水力失調(diào)的基本定義、相關(guān)因素和解決策略，以便針對水力失調(diào)進行徹底有效的優(yōu)化解決。在開展集中供暖的過程中，經(jīng)常會由于設(shè)計供暖和集中供暖的現(xiàn)實情況明顯不相符導(dǎo)致居民家庭溫度產(chǎn)生巨大的差異，一些居民冬季供暖溫度嚴重過熱，而一些家庭溫度嚴重過低，這種情況必須要給予高度的重視，并有效探究具體因素，實現(xiàn)徹底的解決。

2.1 供熱管網(wǎng)概述

熱力管網(wǎng)是是通過大量的串聯(lián)和并聯(lián)管路，與用戶進行有效的連接，并將相關(guān)的系統(tǒng)有效的建立起來，但是由于設(shè)計、施工運行等方面的原因存在，就導(dǎo)致存在嚴重的供熱管路水力平衡失調(diào)情況，如此就會導(dǎo)致用戶會存在室內(nèi)不熱，或者熱量分配不均勻的情況，對于近端用戶，其熱量甚至是會超過設(shè)計熱量的三倍以上，導(dǎo)致近端用戶其室內(nèi)溫度居高不下；而對于遠端用戶會常常是存在比設(shè)計流量低出許多的不良情況，所以大部分的遠端用戶都是會私自進行水的排放，此舉就導(dǎo)致大量的水資源被嚴重的浪費掉了，而且也會導(dǎo)致水力流量和水力壓力出現(xiàn)嚴重的失衡。供熱管網(wǎng)主要是通過鍋爐進行內(nèi)部燃燒，通過加熱水實現(xiàn)熱水和蒸汽，并將其運送到供熱系統(tǒng)中，以便實現(xiàn)居民或相關(guān)企業(yè)的冬季有效供暖。供熱管網(wǎng)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所富含的結(jié)構(gòu)和小系統(tǒng)十分的眾多，運行供熱管網(wǎng)由于時間、環(huán)境、工作地點等各種因素影響，可以依據(jù)不同的種類，將供熱管網(wǎng)分為多種類型。第一種可以結(jié)合供熱管網(wǎng)不同的管道壓力分為低壓管網(wǎng)、中央管網(wǎng)和高壓管網(wǎng)；第二種根據(jù)供熱管網(wǎng)里運輸?shù)牟煌镔|(zhì)可以將其分為水蒸氣管網(wǎng)、熱水管網(wǎng)；第三，供熱管網(wǎng)由于使用的區(qū)間、安裝的部位不同，也可以將其分為室內(nèi)供熱管網(wǎng)和室外供熱管網(wǎng)兩種類別。

2.2 水力失調(diào)概述

供熱管網(wǎng)在運行過程當(dāng)中，非常容易產(chǎn)生不良的水力失調(diào)問題，水力失調(diào)的問題主要是由于供熱系統(tǒng)的設(shè)計工作狀況與現(xiàn)實的工作狀況存在著明顯的差別導(dǎo)致的。管網(wǎng)中熱量流動具體流量和現(xiàn)實情況差距明顯，由此而引發(fā)水力失調(diào)相繼產(chǎn)生，其水力失調(diào)最主要的表現(xiàn)還是供熱管線中明顯存在著熱力分散、不夠均勻、較為混亂等情況。一些住戶室內(nèi)溫度較高，需要不斷地敞開窗戶，這樣就會產(chǎn)生嚴重的熱量流失和損失，而一些居民住戶，其溫度過低，根本沒有達到室內(nèi)規(guī)定標準要求，這樣室內(nèi)居住的生活質(zhì)量也會相對降低。一般來說，工程項目導(dǎo)致熱力管網(wǎng)失調(diào)的因素主要有兩個方面：第一是熱力管網(wǎng)設(shè)計水流量的速度和管直徑受到嚴重忽視；第二，不能有效的管控?zé)崃芫W(wǎng)運行效率，進一步導(dǎo)致水力失調(diào)等相關(guān)問題不斷產(chǎn)生。

3 關(guān)于熱力管網(wǎng)水力失調(diào)的主要體現(xiàn)

3.1 熱力管網(wǎng)熱源系統(tǒng)水力失調(diào)

近些年來，伴隨我國城市化建設(shè)不斷飛速發(fā)展，在城市建設(shè)當(dāng)中集中供熱系統(tǒng)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢，這些集中供熱特征著重體現(xiàn)在集中供熱系統(tǒng)的面積和數(shù)量等方面，傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足我國社會現(xiàn)實發(fā)展的基本供需，尤其是傳統(tǒng)鍋爐存在著諸多不良特征，這些特征表現(xiàn)為傳熱效率不良、額定功率低下、熱參數(shù)差異較大，這也導(dǎo)致管網(wǎng)熱源系統(tǒng)受到巨大的阻力和壓力。因此，引發(fā)鍋爐在現(xiàn)實生產(chǎn)運行當(dāng)中所產(chǎn)生的熱量與設(shè)計之間差距較大，這樣對于鍋爐的工作效率所產(chǎn)生的影響是十分嚴重的。而且鍋爐運行效率持續(xù)低下，也會導(dǎo)致社會難以安定和諧發(fā)展，甚至是會引發(fā)極為不良的鍋爐安全事故。

3.2 一戶一環(huán)系統(tǒng)水力失調(diào)

我國近年來城市化建設(shè)當(dāng)中，多數(shù)采用的室內(nèi)供熱系統(tǒng)形式是一戶一環(huán)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是導(dǎo)致產(chǎn)生水力失調(diào)的主要因素。在供熱系統(tǒng)當(dāng)中，經(jīng)常存在著初期和末寒期。由于供熱系統(tǒng)存在著相對較低的溫度差，頂層用戶會受到樓層過高影響，導(dǎo)致壓力不夠充足，流量明顯比低層用戶更低，由此導(dǎo)致供熱系統(tǒng)明顯存在著較大的供回水溫度差。住在樓層最頂層的用戶由于溫度壓力差值最大，導(dǎo)致熱力難以有效提升，這也是水力失調(diào)引發(fā)的最不良供熱問題。

3.3 熱力管網(wǎng)改造后水力失調(diào)

在進行分戶改造完畢之后，用戶室內(nèi)依舊沿用傳統(tǒng)的暖氣片。但是作為頂層用戶經(jīng)常會存在著第一組暖氣片達到標準要求，而其他組暖氣片水溫溫度明顯較低，也就是說其他暖氣片的工作量，同比起設(shè)計標準要求相差巨大，由此頂層用戶的室內(nèi)溫度會嚴重不達標。

3.4 熱力管網(wǎng)不同單元水力失調(diào)

如果不同的單元明顯超過四個，那么末端單元的溫度對比起前端單元會明顯出現(xiàn)降低的情況，產(chǎn)生這種情況的因素主要還是來自于同一棟建筑，存在著不同單元的巨大供熱差異，導(dǎo)致這種問題產(chǎn)生的主要因素還是前單元和后單元在距離上存在差異。水力嚴重失調(diào)容易引發(fā)系統(tǒng)供熱不夠理想等情況。

4 解決熱力管網(wǎng)水力失調(diào)的重要措施

4.1 做好集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計

對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，要強化設(shè)計環(huán)節(jié)的工作，要將集中供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調(diào)等相關(guān)情況，作為設(shè)計的重要基礎(chǔ)，并進行有效的分析和探究。在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計階段，對水力等相關(guān)參數(shù)進行探究，避免集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計過程中產(chǎn)生相似問題，而且要針對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)的有關(guān)信息進行有效的摸排。在集中供熱系統(tǒng)的具體設(shè)計化階段，要對系統(tǒng)水泵進行優(yōu)化設(shè)置，并設(shè)計備用功能性水泵，并實現(xiàn)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟性能的全面提升，如此可以針對集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)所潛在的水力失調(diào)問題，進行有效的處理和預(yù)防。

4.2 增加系統(tǒng)自用壓頭的數(shù)量

集中供熱管網(wǎng)出現(xiàn)水力失調(diào)的另一項主要因素是供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的循環(huán)能力不足，這與循環(huán)系統(tǒng)之間存在著水泵流量和揚程數(shù)據(jù)不理想、不匹配有著直接關(guān)聯(lián)。結(jié)合現(xiàn)實的工作管網(wǎng)相關(guān)循環(huán)問題進行探究不難發(fā)現(xiàn)，對于此類問題采取較大功率，以及較大養(yǎng)成的循環(huán)水泵是最佳的解決途徑和方案。同時，應(yīng)用大功率、大揚程的循環(huán)水泵，還可以實現(xiàn)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)，逐步增加循環(huán)流量，全面解決水力失調(diào)相關(guān)問題。而在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，將相關(guān)壓力進行有效提升，可以對供熱系統(tǒng)能量不足的問題進行有效的輔助和平衡，而且還要充分結(jié)合現(xiàn)實的用戶基本情況，明確產(chǎn)生循環(huán)系統(tǒng)阻力的相關(guān)因素，對于水泵的具體參數(shù)進行科學(xué)合理的解決，這樣可以實現(xiàn)經(jīng)濟性的有效提升，也全面滿足住戶的供熱需求。而對于用戶室內(nèi)溫度較低，難以提升等等不良情況，可以采取增加自用壓頭，有效提升局部管網(wǎng)供熱效率，這樣也可以對水力失調(diào)等相關(guān)問題進行有效解決和處理。

4.3 熱力管網(wǎng)單體建筑水力失調(diào)的解決措施

結(jié)合熱力管網(wǎng)維護現(xiàn)實需要，通常針對電梯建筑、水力失調(diào)應(yīng)該采取靜態(tài)節(jié)流裝置，針對單元建筑末端明顯存在著溫度降低等情況，應(yīng)該將調(diào)節(jié)閥、控制閥、熱力管網(wǎng)截流板進行有效安裝，讓水力的循環(huán)得到有效的控制和全面的平衡?，F(xiàn)階段自動式的流量控制器在單元建筑當(dāng)中，針對水力失調(diào)等相關(guān)問題實現(xiàn)了有效的解決，并幫助相關(guān)工作人員在解決問題方面。新的解決方案不單單實現(xiàn)經(jīng)濟收益有效提升，更能夠加大運行效率，產(chǎn)生全面節(jié)能的良好效果。

4.4 選擇雙管采暖系統(tǒng)

目前，我國一些小城市所采取的供暖系統(tǒng)形式是單管順序供熱管網(wǎng)，這種管網(wǎng)形式存在著諸多缺點，主要是供熱半徑相對較大、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、難以實現(xiàn)有效的調(diào)節(jié)和控制，但該系統(tǒng)可有效解決管網(wǎng)調(diào)節(jié)困難等不良問題，實現(xiàn)了良好的管網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)。此系統(tǒng)內(nèi)部有效應(yīng)用流量控制閥，壓力閥熱量計，可以針對流量控制、壓力管理等相關(guān)模式進行良好調(diào)節(jié)，而且結(jié)構(gòu)較為簡單。

4.5 提高集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能

集中供熱系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，為了有效地提升運行效率，一定要采取動態(tài)化的精準調(diào)節(jié)。而集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)產(chǎn)生的問題，主要還是來自于相關(guān)工作不到位?，F(xiàn)階段集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)在優(yōu)化設(shè)計改造過程當(dāng)中，要不斷的將雙管采暖供熱思維以及相關(guān)理念引入建設(shè)之中，通過雙管網(wǎng)所具備的良好優(yōu)勢對集中供熱管網(wǎng)的具體熱量進行精準的計算。而通過雙管網(wǎng)優(yōu)勢可以全面提升集中供熱管網(wǎng)流量控制效果，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的壓力、溫度等相關(guān)參數(shù)的有效調(diào)節(jié)和整合，全面提升水力的調(diào)整能力，實現(xiàn)集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的流量和動力，真正解決工作中存在的水力失調(diào)等相關(guān)問題，使集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性得到切實有效的提升。

4.6 動態(tài)壓差平衡閥的調(diào)節(jié)

通過動態(tài)壓差平衡閥的調(diào)節(jié)和控制，可以讓各個平衡控制點上的導(dǎo)管閥形成壓差的有效測試，并對整個系統(tǒng)情況進行全面的掌握，以便為系統(tǒng)日后的調(diào)整提供必要的參考和數(shù)據(jù)依據(jù)。如果被控介質(zhì)流中有不同程度的轉(zhuǎn)變，是需要對閥的閥芯進行必要的自動調(diào)節(jié)，如此可以讓閥芯和閥座之間具備一定的平衡位置點，確認閥流面積及其存在良好的流量系數(shù)。但必須說明的是，其微分值的變化是非常小的。由此不難看出，上述方面對于供熱影響是十分巨大的，所以需要進行必要的調(diào)整和有效的調(diào)節(jié)，以便讓供熱效果和節(jié)能效果得以有效的提升。目前供熱管網(wǎng)采用的動態(tài)平衡方法分為自控流量控制閥和自控壓差控制閥。

4.7 靜態(tài)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)

在熱管網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對靜壓控制閥的運行起著基本的作用，加熱效率和加熱質(zhì)量對熱管網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，調(diào)節(jié)靜壓控制閥的熱管網(wǎng)絡(luò)開始調(diào)整油壓失衡。由于靜態(tài)平衡閥僅能夠接受手動調(diào)節(jié)，因此不能根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)變化來調(diào)整電阻系數(shù)，從而對監(jiān)視對象的電阻進行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整以實現(xiàn)監(jiān)督，并平衡滿足整個系統(tǒng)需求的管線系統(tǒng)的電阻。因此，在調(diào)整靜態(tài)控制閥時，根據(jù)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)條件進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，再根據(jù)系統(tǒng)的特性和使用者的需要進行手動的調(diào)整，以滿足供暖質(zhì)量和效率的要求。

5 結(jié)語

水力失調(diào)相對于供熱管網(wǎng)來說產(chǎn)生的影響是十分嚴重的，不單單會導(dǎo)致熱量嚴重損失，還會使供熱管網(wǎng)運行效率相對低下，甚至是會引發(fā)不良的鍋爐運行故障，這樣對社會發(fā)展會產(chǎn)生嚴重的不和諧影響。因此，要針對供熱管網(wǎng)的安全運行相關(guān)情況進行有效探究，以治理水力失調(diào)等相關(guān)問題作為關(guān)鍵核心，積極的對供熱管網(wǎng)進行有效的維修和監(jiān)護。在現(xiàn)實的工作當(dāng)中，要充分結(jié)合熱源系統(tǒng)不同單元、一戶一環(huán)等相關(guān)水力失調(diào)產(chǎn)生的具體因素，進行有效探究，確定出熱力管網(wǎng)相關(guān)維護的基本方式和方法。而且還要充分結(jié)合熱力管網(wǎng)現(xiàn)實基本狀況，以及居民住戶熱力的設(shè)計參數(shù)要求，將控制閥、節(jié)流閥等相關(guān)解決水力失調(diào)的功能部件引入其中，這樣才是實現(xiàn)水利失調(diào)問題解決的關(guān)鍵核心。本文針對熱力供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中導(dǎo)致水力失調(diào)的因素以及解決策略進行了分析和探究。希望本文的論述能夠為我國北方城市在冬季實現(xiàn)居民居住舒適度有效提升提供一些幫助和借鑒。