供暖系統(tǒng)水力失調(diào)原因及解決方法

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供熱系統(tǒng)水力失調(diào)原因及解決方法

第一章 水力失調(diào)和水力平衡的概念

在熱水供熱系統(tǒng)中各熱用戶的實際流量與設(shè)計要求流量之間的不一致性稱為該用戶的水力失調(diào)。
        水力失調(diào)的程度可以用實際流量與設(shè)計要求流量的比值來衡量，即稱水力失調(diào)度。
        水力平衡是指網(wǎng)路中各個熱用戶在其它熱用戶流量改變時保持本身流量不變的能力。

第二章 水力失調(diào)和水力平衡的分類

2.1靜態(tài)水力失調(diào)和靜態(tài)水力平衡
        由于設(shè)計、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比與設(shè)計要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系統(tǒng)各用戶的實際流量與設(shè)計要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水力失調(diào)，叫做靜態(tài)水力失調(diào)。
        靜態(tài)水力失調(diào)是穩(wěn)態(tài)的、根本性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是供熱系統(tǒng)中水力失調(diào)的重要因素。
       通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)水力平衡設(shè)備（水力平衡閥）對系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進行調(diào)節(jié)，使其與設(shè)計要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時當系統(tǒng)總流量達到設(shè)計流量時，各末端設(shè)備流量均同時達到設(shè)計流量，系統(tǒng)實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。
    2.2動態(tài)水力失調(diào)和動態(tài)水力平衡
       當用戶閥門開度變化引起水流量改變時，其它用戶的流量也隨之發(fā)生改變，偏離設(shè)計要求流量，從而導(dǎo)致的水力失調(diào)，叫做動態(tài)水力失調(diào)。
        動態(tài)水力失調(diào)是動態(tài)的、變化的，它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的。
        通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)動態(tài)水力平衡設(shè)備（流量調(diào)節(jié)器或壓差調(diào)節(jié)器），當其它用戶閥門開度發(fā)生變化時，通過動態(tài)水力平衡設(shè)備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末端設(shè)備流量不互相干擾，此時系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。

第三章 定流量系統(tǒng)水力平衡分析

    定流量水力平衡系統(tǒng)是供熱設(shè)計中常見的水力系統(tǒng)，在運行過程中系統(tǒng)各處的流量基本保持不變。常用的主要有以下三種形式：
    3.1完全定流量系統(tǒng)
        完全定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)中不含任何動態(tài)閥門，系統(tǒng)在初調(diào)試完成后閥門開度無須作任何變動，系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。完全定流量系統(tǒng)主要適用于末端設(shè)備無須通過流量來進行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，如末端風機盤管采用三速開關(guān)調(diào)節(jié)風速和采用變風量空氣處理機組的空調(diào)系統(tǒng)以及系統(tǒng)要求較低、只需氣候補償器調(diào)節(jié)供暖水溫即可滿足基本需要的供暖系統(tǒng)等。

    完全定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào)，不存在動態(tài)水力失調(diào)，因此只需在相關(guān)部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備即可。通常在系統(tǒng)機房集水器上安裝水力平衡閥；對于空調(diào)水系統(tǒng)，可以在建筑物各層水平回水管上安裝水力平衡閥。
    對于某些系統(tǒng)，雖然也不包含任何動態(tài)閥門，但由于無法通過其它非流量手段進行調(diào)節(jié)，因此在實際運行中用戶會因為房間過冷或過熱而改變閥門開度從而改變流量，因此可以認為這種系統(tǒng)介于定流量和變流量之間。
    3.2單管串聯(lián)（帶旁通管）供暖系統(tǒng)
    單管串聯(lián)供暖系統(tǒng)包括垂直雙管水平單管串聯(lián)系統(tǒng)以及垂直單管系統(tǒng)等。這種系統(tǒng)主管的流量基本不變，因此是定流量系統(tǒng)。以前者為例，來說明實現(xiàn)系統(tǒng)水力平衡的方式。
    這種系統(tǒng)主要存在靜態(tài)水力失調(diào)，在水平分支管上由于三通或二通溫控閥的調(diào)節(jié)作用而存在一定的動態(tài)水力失調(diào)。因此只需在相關(guān)部位增設(shè)相關(guān)的水力平衡設(shè)備即可使系統(tǒng)保持水力平衡。具體如下：
（1）在系統(tǒng)機房集水器上安裝水力平衡閥；
（2）在立管回水管上設(shè)水力平衡閥；
（3）在水平分支管上安裝流量調(diào)節(jié)器保證各分支環(huán)路流量恒定（既可在本分支環(huán)路內(nèi)部管道特性變化時保持流量恒定，也可在其它環(huán)路流量變化時避免受其干擾）。
    3.3末端設(shè)備帶三通調(diào)節(jié)閥的空調(diào)系統(tǒng)
    系統(tǒng)各分支環(huán)路的流量基本不變，是定流量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要存在靜態(tài)水力失調(diào)，在末端管路上也存在一定的動態(tài)水力失調(diào)。因此只需在相應(yīng)部位增加相應(yīng)的水力平衡設(shè)備即可使系統(tǒng)保持水力平衡。

第四章 變流量水力平衡分析

變流量系統(tǒng)在運行過程中各分支環(huán)路的流量是隨著外界環(huán)境負荷的變化而變化的。由于暖通空調(diào)工程在一年運行的大部分時間均處于部分負荷運行工況，因此變流量系統(tǒng)大部分時間系統(tǒng)流量都是低于設(shè)計流量的。因此這種系統(tǒng)是實時、靈敏、高效、節(jié)能的。
    變流量系統(tǒng)一般既存在靜態(tài)水力失調(diào)，也存在動態(tài)水力失調(diào)，因此必須采取相應(yīng)的水力平衡措施來實現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡。
    4.1靜態(tài)水力平衡的實現(xiàn)
    通過在相應(yīng)的部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備，使系統(tǒng)達到靜態(tài)水力平衡。
    實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的判斷依據(jù)是：當系統(tǒng)所有動態(tài)水力平衡設(shè)備均設(shè)定到設(shè)計參數(shù)位置（設(shè)計流量或壓差），所有末端設(shè)備的溫度控制閥門（溫控閥、電動二通閥和電動調(diào)節(jié)閥等）均處于全開位置時（這時系統(tǒng)是完全定流量系統(tǒng)，各處流量均不變），系統(tǒng)所有末端設(shè)備的流量均達到設(shè)計流量。
    從上可以看出，實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的目的是保證末端設(shè)備同時達到設(shè)計流量，即設(shè)備所需的最大流量。避免了一般水力失調(diào)系統(tǒng)一部分設(shè)備還沒有達到設(shè)計流量，而另一部分已遠高于設(shè)計流量的問題。因此它解決的是靜態(tài)平衡和系統(tǒng)能力問題，即保證系統(tǒng)能均衡地輸送足夠的水量到各個末端設(shè)備。
    但是，末端設(shè)備在大部分時間是不需要這么大的流量的。因此，系統(tǒng)不但要實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡，還要實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。
    4.2動態(tài)水力平衡的實現(xiàn)
    通過在相應(yīng)部位安裝動態(tài)水力平衡設(shè)備，使系統(tǒng)達到動態(tài)水力平衡。它包含兩方面內(nèi)容：
（1）當系統(tǒng)其它環(huán)路發(fā)生變化時，自身環(huán)路關(guān)鍵點壓差并不隨之發(fā)生變化，當自身的動態(tài)閥門（如溫控閥、電動調(diào)節(jié)閥）開度不變時，流量保持不變。
（2）變流量系統(tǒng)動態(tài)水力平衡一般是通過動態(tài)水力平衡設(shè)備將雙管并聯(lián)系統(tǒng)關(guān)鍵點壓差恒定在設(shè)計壓差來實現(xiàn)的。因此變流量動態(tài)水力平衡系統(tǒng)也可叫做變流量定壓差系統(tǒng)。壓差調(diào)節(jié)是變流量系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)方式。實際上，動態(tài)水力平衡的另一關(guān)鍵設(shè)備流量調(diào)節(jié)器也是通過閥體內(nèi)部關(guān)鍵點恒定壓差（關(guān)鍵點間的節(jié)流裝置開度不變）來保持流量不變的。

第五章 管網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)

5.1間接式供熱系統(tǒng)的初調(diào)節(jié) 
　　間接供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)分為一次系統(tǒng)調(diào)節(jié)和二次系統(tǒng)調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時先調(diào)節(jié)一次系統(tǒng),后進行二次系統(tǒng)的調(diào)節(jié),為減少調(diào)節(jié)時的盲目性和提高調(diào)節(jié)效果,在調(diào)節(jié)前分別對一次和二次系統(tǒng)進行準確的水力計算,然后按計算結(jié)果進行調(diào)節(jié)。 
　　5.1.1一次系統(tǒng)的調(diào)節(jié)主要是利用換熱站內(nèi)或管道上設(shè)置的檢測儀表(流量計、壓力表等)對網(wǎng)路上或換熱站內(nèi)的平衡調(diào)節(jié)閥按水力計算結(jié)果進行調(diào)整。 
　　5.1.2二次系統(tǒng)的調(diào)節(jié)同直接式供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一樣,即借助檢測儀表,按水力計算結(jié)果,對管網(wǎng)上和熱用戶入口處各平衡閥門進行調(diào)節(jié)。二次系統(tǒng)采用的是自力式流量平衡閥,自力式流量平衡閥的工作原理:依靠被調(diào)介質(zhì)因流量變化而產(chǎn)生的壓差變化,來自動調(diào)節(jié)阻力大小,控制流量不變,從而消除壓差變化產(chǎn)生的影響,穩(wěn)定流量。其作用對象是系統(tǒng)的流量,當外網(wǎng)壓力波動時被控系統(tǒng)不受影響,可準確地控制各支路的流量,降低了能量的消耗。 
　　5.2 間接式供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié) 
　　根據(jù)調(diào)節(jié)地點不同,供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)分集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)。集中調(diào)節(jié)在熱源處集中運行;局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶引入口進行。集中或局部調(diào)節(jié)方式又有如下幾種: 
　　5.2.1質(zhì)調(diào)節(jié):保持流量不變,用改變網(wǎng)路供水溫度來調(diào)節(jié)的方法。此方式用于二次系統(tǒng)的運行。 
　　5.2.2分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié):按室外溫度高低把供熱期分成幾階段,在不同階段保持一定流量情況下進行質(zhì)調(diào)節(jié)的方法。 
　　5.2.3間歇調(diào)節(jié):通過改變每天供熱時數(shù)來調(diào)節(jié)的方法。 
　　一次(高溫水)系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)。由于一次系統(tǒng)的水利工況較易調(diào)節(jié),系統(tǒng)壓力可調(diào)范圍大,因此其運行調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)與量調(diào)并用,在保證最不利點壓差足夠的情況下,盡量采用量調(diào)的方法,特別是供熱初期和后期以量調(diào)為主,供熱中期以質(zhì)調(diào)為主,量調(diào)為輔。 
　　二次(低溫水)系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)。間接式供熱系統(tǒng)中的每一個獨立的二次系統(tǒng)實際上是一個小型直接式供熱系統(tǒng),也是以質(zhì)調(diào)為主。一個間接式供熱系統(tǒng)有幾十個或數(shù)百個二次系統(tǒng),這些系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)要求同步進行才能達到預(yù)期效果,因采用人工調(diào)節(jié)方法無法實現(xiàn),需采用自動控制方法。自控系統(tǒng)根據(jù)室外溫度自動調(diào)節(jié)二次供水溫度,按室外溫度變化對一次系統(tǒng)供水量進行自動調(diào)節(jié),來控制二次系統(tǒng)的供水溫度,達到對二次系統(tǒng)質(zhì)調(diào)的目的。 
　　5.3加強系統(tǒng)運行管理,改進調(diào)節(jié)過程中的失衡 
　　運行調(diào)節(jié)過程中的水力失調(diào)現(xiàn)象,人為因素影響較大,系統(tǒng)在日常運行中必須加強管理,以保證供熱質(zhì)量,并使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟地運行。系統(tǒng)運行過程中要嚴格按制度辦事,避免管網(wǎng)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(diào)。管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)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。