摘　要：分析水力失调的成因，对实现水力平衡的措施(供热系统初调节、调节装置、分布式变频泵供热系统)进行了探讨。

关键词：水力失调；  水力平衡；  调节装置

Hydraulic Imbalance and Hydraulic Balance Measures for Heat-supply Network

Abstract：The causes of hydraulic imbalance are analyzed．The hydraulic adjustment methods are discllssed．

Keywords：hydraulic imbalance；balance；adjusting device

1　供热系统水力失调的成因

热网是由若干串并联管路以及用户组成的一个复杂的相互连通的系统，在运行过程中，由于某些原因，使得实际流量与各用户规定的流量不符。各用户实际流量与规定流量之间的不一致性称为水力失调^[1]。

目前集中供热系统普遍存在水力失调，供热系统在实际运行中各用户单位供暖面积的供热介质流量与设计流量不符，导致近热远冷的热力失调现象。对于近端用户，单位供暖面积的供热介质实际流量是设计流量的2～3倍，流速高，造成了近端用户室内温度过高。对于远端用户，则因供热介质实际流量不足、流速低，导致室内温度达不到设计要求。为了提高远端用户室内温度，目前大多采用增加锅炉热功率或增加供热介质流量的方法。这种方法虽然使远端用户室内温度有所提高，但近端用户的室内温度变得更高，造成了热能和电能的更大浪费。

产生水力失调的根本原因是运行状态下，热网特性不能在用户需要的流量下实现各用户环路的阻力平衡。产生水力失调的客观原因主要有以下几个方面：a．在热网设计时，一般是满足最不利用户所必需的资用压头，而其他用户的资用压头都会有不同程度的富裕量。在这种自然状态下分配各个用户流量，必然产生水力失调。b．循环泵选择不当，流量、扬程过大或过小，都会使工作点偏离设计状态而导致水力失调。c．系统中用户增加或减少，要求热网流量重新分配而导致水力失调。d．系统中用户用热量增加或减少，要求热网流量重新分配而导致水力失调。e．非供暖期缺乏必要的维护保养，未更换锈蚀调节阀以及修复泄漏管道，均易导致供暖期的水力失调。

2　水力平衡措施

2.1　供热系统初调节

初调节主要步骤为^[2]：a．使供热系统总初始流量接近总理想流量。b．从热源开始，由近及远，逐个调节各支线流量。将最近支线的初始流量调节到理想流量的80％～85％，较近支线的初始流量调节到理想流量的85％～90％，较远支线的初始流量调节到理想流量的90％～95％，最远支线的初始流量调节到理想流量的95％～100％。c．最后的用户调节完毕后，复查该支线或用户的运行流量。

2.2　调节装置

最初的水力调节使用普通阀门，如闸阀、截止阀。但闸阀的开度与流量成非线性关系，截止阀虽然可以通过改变阀芯和阀座的相对位置来改变流通面积，但调节范围很窄。随后出现了在供热管道上加设调压孔板的调节方法，但调压孔板的规格繁多，须经常更换，而且调节精度不高。1990年前后，出现了手动调节阀、平衡阀等产品，这些调节元件比普通阀门和调压孔板提高了一步，一段时期内在供热系统水力调节中起到了一定作用。手动调节阀和平衡阀都属于单阀瓣结构的静态水力平衡元件，阀芯开度与流量的变化接近于线性关系，但没有动态调节的功能。因此在实际应用中需要多点控制、多次调节，而且在热网的干线、支线、热力入口处均须装设。由于手动调节阀和平衡阀为静态水力平衡元件，将管网前部流量调到要求流量后，管网后部的流量又发生了变化，需要反复调节，才能接近没计流量，因此没有得到广泛应用。1990年，国内研制了一种与国外产品结构型式完全不同的调节元件——自力式流量控制阀，相对于手动调节阀、平衡阀，其优点为可自动调节供热介质流量，且不需要外部动力，仅靠供热介质自身压力作为动力，因此在供热及制冷系统中得到了广泛应用^[3]。

2.3　分布式变频泵供热系统^[4-5]

当采用传统的设计方法(满足最不利用户资用压头的方法)时，循环泵提供的能量有25％消耗在阀门上。在大型供热系统中这种浪费更严重，能达到30％～40％。随着小区住宅建设规模的不断扩大，系统循环泵实际扬程不足的情况会更加明显。此时，采取附加阻力的方法调节系统的水力平衡是做不到的，而附加压头技术则是经济、有效的改善方法。

随着变频技术的发展和各种低流量、小扬程泵的出现，变频调速技术在热网中的应用越来越成熟。因此，近年来出现一种循环泵多点布置的分布式变频泵供热系统。这种方法最大限度利用了循环泵的能力，不仅可以节约电能，而且供热系统可在较低的压力水平下工作。这样不仅使系统更加安全，也降低了系统造价。但用户安装分布式循环泵存在抢水问题，即安装分布式循环泵的用户流量增加了。但只要设计合理，分布式循环泵选择正确，初期运行进行必要的调节，完全可以避免抢水问题。

在分布式变频泵供热系统设计应用中，主循环泵的选择很重要。主循环泵的扬程选择合理可以降低分布式变频泵供热系统的造价。从理论上讲，在设计流量下，使主循环泵向第一个用户所提供的压头等于或小于用户所需要的资用压头即可，但这样易造成各用户的回水分布式变频泵选择过大，造成系统造价过高或抢水问题。因此，分布式变频泵供热系统的设计及循环泵选型值得我们进一步研究。

3　结语

一个合格的供热系统在前期中要做到因地制宜、科学规划、合理设计、精细施工。在运行管理过程要做到系统规划、运行策略科学、调控手段有力，才能实现供热系统水力平衡、热力平衡，最终实现室内温度适宜、能耗指标又低的经济、稳定的科学供。

参考文献：

[1]蔡启林．供热系统水力失调的综合治理[J]．煤气与热力，2002，22(4)：300-302．

[2]董壮进，廖荣平，王淮，等．供热管网初调节的探讨[J]．煤气与热力，2000，20(4)：270-272．

[3]包敦岩，王晓东．供热系统的热力平衡及水力调节[J]．煤气与热力，2005，25(10)：24-27．

[4]赵志刚．分布式二级循环泵供热系统的应用[J]．煤气与热力，2008，28(10)：A19-A20．

[5]张岩，邢维恒，贺瑶．分布式循环泵供热系统的分析[J]．煤气与热力，2009，29(6)：A14-A15．

本文作者：杨永峰

作者单位：安阳益和热力有限责任公司