（国核电力规划设计研究院 北京 100095）
摘要：本文从热力管道水力失调的概述着手，分析水力失调的原因，探讨了热力管道水力平衡的调节方法。
关键词：热力管道；设计；水力；平衡；调节
在供热系统中，水力平衡调节是一个关键，对供热效率以及对环境有着至关重要的影响，但是在实际的供热系统中，存在着水力失衡的现象，对热力管道的供热产生了消极的影响，因此需要根据热力管道水力失衡的原因进行分析，并采取相应的措施实现热力管道水力的平衡调节，最大限度的提高供热的效率，推动城市集中供热的可持续发展。
一、热力管道设计的水力失调概述
在供热系统中，热力管道设计的水力失调是比较常见的问题，这是由于系统运行中各个热力站的实际流量与规定流量不一致，即热网未能按照用户的需求进行流量的分配，进而出现各个位置冷热不均的现象。在热力管道水力调节中，主要的参数热力管道的实际流量与设计流量的比值。一般而言，热力管道的水力失调主要分为以下三种情况：在热力系统中，当水力失调度大于一或者是小于一时，会导致各个用户的流量大于或者是小于规定的流量，这称为一致失调，分别会产生采暖房过热或者是采暖达不到舒适标准的问题，前者造成了资源的浪费，后者对人们的生活质量产生了较大的影响；在供热系统中，热力管道的失调度有的大于一有的小于一时，就会出现不一致的失调，这样会使部分用户的流量大于规定的流量，造成室内温度过高，部分用户的流量小于规定的流量，致使室内温度过低；在供热系统中热力管道的各个用户的失调度相等时，称为等比失调，是指各个用户的流量和规定流量的差距是一致的，进而导致各个房间的过冷或者是过热的程度是一致的。
二、热力管道设计的水力失调原因分析
在城市集中供暖中，环状管网成为发展的趋势，其水力平衡有了很大的提高，但是在实际的运行中存在着水力失调的问题，出现这一现象的原因主要有以下几个：首先，是在管材的实际施工中，管材的选用与设计的管材不一致以及管材设计的参数的不合理会引起热力管道的水力失调。在设计的开始需要根据水力学以及热力学的相关理论进行设计，进而选择合适的管材数据，同时材料的参数变化会对水利变化产生较大的影响，容易引发水力失调。其次，供热系统的不断发展和壮大，越来越多的用户增加，这样就为系统产生了新的阻力，进而破坏了管网的水力平衡状态。再次，在实际的热管敷设过程中，会出现施工与设计不符合的情况，因此与原来的预计值存在差异，进而产生了部分管网的水力失调。此外，在供热系统的热网维护中，需要对阀门或者是管件进行更换，这样就会使局部的阻力产生一定的变化，进而产生失调的现象。当然出现热管的水力失衡现象主要是由于设计和施工人员的工作失误，缺乏对管网的合理设计，进而引起水力失调导致室内温度过高或者是过低，严重的影响了用户室内的舒适度，不仅造成了资源的浪费，还对供热质量产生了消极的影响。
三、热力管道设计的水力平衡调节方法
为了最大限度的节约资源，并提高供热的质量，需要针对热力管道设计的水力平衡调节的现象进行改进，实现对热力管道的水力平衡调节，本次论文主要分析使用平衡阀调节的方法：
3.1静态调节阀的调节
在热力管道系统的运行中，静态调节阀起着基础性的作用，对供热效率以及供热的质量起着不可忽视的影响，因此对于热力管道的水力失衡调节要从调节静态调节阀着手。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆静态平衡阀由于只能接受手动的调节，因此无法根据系统的工况变化对阻力的系数进行相应的调整，并且是以阻力为调节对象的，通过对阻力的适当调节，实现对孔板的调节，进而使管网系统的阻力达到平衡，满足整个系统运行的需求。因此在对静态调节阀的调节中，要根据系统运行的工况变化，进行适当的调节，根据系统的特点以及用户的需求，进行手动调节，以便满足供热的质量和效率要求。
3.2动态流量平衡阀的调节
热力管道除了可以安装静态平衡阀，动态平衡阀也是比较多见的控制装置，对动态的平衡阀进行相应的调节，特别是对自力式流量控制阀的调节，对系统的运行尤为重要，进而实现对整个系统的最大流量的限制，一方面满足用户对供热的需求，提高供热的质量和效率，另一方面通过对流量的控制起到节约资源的作用。在系统的运行中，流量控制阀在一定的差压范围内，可以实现对通过的流量的有效控制，当阀门的前后压差较大时，阀门可以进行自动的关小，这样就避免了因为阀门开口过大而引起的流量增加的现象，反之则亦然，通过对自力式流量控制阀的调节，可以实现流量的恒定，实现对流量的合理控制。
3.3动态压差平衡阀的调节
（1）对动态压差平衡阀的调节和控制，可以利用平衡阀上的测压导管对各个控制点的压差进行测试，进而实现对整个系统运行情况的把握，以此作为系统调节的依据和参考。当被控介质的流量发生一定的变化时，自力阀的阀芯会出现上下移动的现象，进而使阀芯和阀座在一个新的位置上实现平衡，进而使得自力阀的流量面积和流量系数产生改变，但是差压值保持不变。
（2）以上三个方面的内容会对热力管道的工作产生重要的影响，因此需要采取必要的手段和方式对其进行有效的调节，进而满足用户的供热需求，并起到节能的效果。供热管网中使用的动态平衡法分为自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀作用对象是流量，能够保持流量恒定，所以使用自力式流量控制阀的关键是设定流量的确定，设定流量可根据供热系统总循环量和各建筑的热负荷分别计算出各建筑的相应流量，这种方法简便易行，适用于定流量系统，不适用于变流量系统。自力式压差控制阀作用对象是压差，可以使供回水压差维持在设定压差值附近，设定压差可取设计流量下该分支处的供回水压差，主要适应变流量系统，调试简单，但必须准确计算系统压降。
（3）同时还可以利用简易快速法与温度调节法相结合来进行调节由于建筑室内温度与供回水平均温度之间存在简单的对应关系。当供回水平均温度相同时，室内温度必然相等。所以，温度调节法就是通过调节各用户流量，使各热用户的供、回水平均温度达到一致，从而实现各热用户室内温度彼此相同的目的。由于供热管网中各用户的供水温度一般相等，可采用回水温度调节法来简化操作。回水温度法可采用如下操作方法：以各用户回水温度的平均值或粗略的以热源的总回水温度作为基准温度，然后逐个调节各个分支的阀门，当某分支的回水温度高于基准温度时，关小阀门，反之，开大阀门，使该分支的回水温度等于基准温度。
结语
对热力管道的水力平衡调节是供热系统发展的必然，同时该项工作也具备较大的复杂性和专业性，这就需要加强对水力平衡调节的技术投入，实现对水力平衡的有效调节，在节约能源和保护环境的基础上，最大限度的提高供热的质量，为人们生活质量的提高创造有利的条件。
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作者简介：
孙天鸣（1987.7）男，辽宁锦州人，清华大学核科学与技术博士，单位：国核电力规划设计研究院，研究方向：热电厂设计
论文作者:孙天鸣
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/5
标签：水力论文; 流量论文; 热力论文; 管道论文; 系统论文; 回水论文; 温度论文; 《电力设备》2016年第18期论文;