供热管网水力平衡失调问题探讨

高　巍　蒋兴旺

摘要:本文针对供热管网水力平衡失调问题进行详细的分析,进而提出实现供热管网水力平衡,解决失调问题的措施以减少因热网水利失调所造成的经济损失, 对提高供热的效果、降低成本支出和提高供热质量都将会起到非常重要的作用。

关键词:供热管网;水力工况;水力平衡;失调

随着市场经济的发展,人们商品意识的增强,用热居民对供热质量的要求也越来越高,供热质量不达标是供热上访的主要因素。目前,供热管网建成后,在实际运行中,往往存在水力失调问题,针对这一问题,我们发现有些供热单位在供热设施、设备检修过程中下了很多工夫,更新改造了锅炉及附属设备,但是供热效果不理想。关键问题在于对锅炉房设备进行改造的同时,忽视了对供热系统及管网的初调节,热力工况的水平失调,导致供热系统冷热不均,出现质量不达标现象。所谓“初调节”就是为了使供热管网系统的实际运行与理论设计一致,而对系统阀门的开度进行定量调节的一种方法。

1 热力工况的水平失调主要表现

供热系统各热用户室温的不均匀性即热力工况的水平失调。近端热用户水流量是设计流量的2倍～3倍,远端热用户水流量是设计流量的0.2倍～0.3倍。中端水流量大体接近设计流量。近端热用户平均室温在20℃左右,远端热用户平均室温在10℃左右。

2 热力工况的水平失调原因分析

2.1 工程设计人员在进行供热工程设计时,已经进行了精确的管网水力平衡计算,选定了适当合理的管径,但是由于施工人员在实际施工中没有严格按照设计图纸要求和施工规范进行安装施工,造成实际施工情况和理论设计之间出现较大偏差。这些人为因素都将造成水力工况的不平衡。

2.2 设计人员设计时存在设计不合理的问题。工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据,而实际管材的数值与标准是有差别的。设计图纸中采取的管网管径普遍偏大,造成管网建成后近端用户和远端用户的水力不平衡问题非常突出,近端用户供热系统水流量远大于设计流量,远端用户供热系统水流量远小于设计流量已必须通过管网的初调节才能使近端用户和远端用户趋于平衡。

2.3 供热管网长期运行中有部分管网附件(阀门)会出现磨损,甚至失灵,供热管网的锈蚀、结垢严重,使管网阻力系数增大,破坏管网原有平衡,供热管网的“跑冒滴漏”也同样会造成水力工况的失调。

2.4 在供热系统维修、改造时,忽视系统的设计工况,随意改变管道的敷设线路、管径,改变系统的连接方式,随意加设管道阀门,以普通闸阀代替调节阀。

2.5 在进行供热并网工程时,对新并入的供热小区只采取简单的管网连接,没有根据并网后的热负荷分布情况,重新做好整个供热系统的设计,导致供热系统管网水力失调。

2.6 个别热用户偷窃系统供热用水、擅自改动室内管线布置、擅自对室内的散热器加片等情况。这些都将增大管网的阻力系数,加大管路实际流量与理论设计流量的偏差,对供热管网的水力工况产生很大影响。

以上几方面的问题已成为水力失调的主要原因。我们亟需改变这种现状,使供热系统的运行趋于正常,减小各个热用户室温的差值。做好管网的水力平衡,一方面,有利于热能的合理配置,节约热能;另一方面,供热效果达到设计目的,满足供热质量要求。为了实现供热管网水力平衡,解决失调问题,在施工和运行管理上应采取相应措施。

3 实现供热管网水力平衡、解决失调问题的措施

3.1 加大施工监督管理力度,实行工程质量终身责任制,加强对施工过程的监督管理,严格按设计图纸施工,对需变更设计的一定要经设计人员确认后,方可按照设计变更单的要求更改。

3.2 对供热管网中存在损坏、失灵的附件要及时维修或更新,确保系统位水力平衡。供热管网实行定期检查、专人负责,尤其对有突出问题的营同要重点巡查,发现“冒滴漏”立即抢修,保证设施的完好性。

3.3 加大供热执法监察力度。严格按照国家相关法规和条例的规定,对私自更改管路及增加散热设施的热用户,进行严历的处罚,恢复供热系统原始形式和散热器设置数量,切实有效的杜绝人为造成的系统管网失调。

3.4 在锅炉房并网工程中,要根据并网后的热负荷新的分布情况,进行管网的水力平衡校核计算,重新设计调整,使管网达到新的平衡。其次要采取一定的技术措施,依靠科学方法,有效的进行管网的初调节,消除管网的水力不平衡。初调节的方法有如下十种:阻力系数法、预定计划法、比例法、补偿法、计算法、模拟分析法、模拟阻力法(CCR法)、温度调节法、自力式调节法和简易快速法。其中阻力系数法,是反复测试系统各热用户的流量和供回水压力差,根据 ΔP=SQ2(ΔP一系统水压损失,S一阻力系数,Q一系统水流量),进而计算出相应的阻力系数,直到用户的实测阻力系数与设计值为止。各热用户流量的测量一般采用超声波流量计。温度调节法是利用用户室温与系统供回水温度具有特定关系的原理进行的。当用户室温一定时,不管系统循环流量大小,室外温度所对应的系统供回水平均温度始终不变。同样,当近似看作各用户供水温度相同时,则用户室温对应的回水温度也相同。温度调节法,就是依据上述原理或调回水温度或调供回水平均温度。该方法由于系统的滞后性,实际也不易操作,多用于计算机自动控制。

我们提倡简单快速法初调节的方法,如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施。 从大量的调查实践中注意到:对于供热面积在10万m2左右的供热系统中,调节过程中的过渡流量一般在其理想流量的20%的范围内变动,当开大某一用户的调节阀时,其它用户流量减小,当关小某一用户的调节阀时,其它用户流量呈增大趋势。因此调节阀在调节时皆采用开大阀门的操作手段,为了使各热用户最终调为理想流量,先调用户其过渡流量必须大于理想流量,愈先调的用户,其偏差值愈大。当用户调节阀为关小趋势时,已调用户流量应小于理想值。调节时采用“由远及近”的原则。

4 结论

供热管网的初调节是一种经济有效且简单易行的一种调节方法。它是系统正常运行不可缺少的一个重要组成部分。它对系统正常运行起着至关重要的作用,我们应大力提高对初調节的重要性的认识。同时要积积采用这种方法,尽最大力量减少热网不平衡率,使我们的供热管网的水利工况趋于合理,减少因热网水利失调所造成的经济损失,对提高我们供热的效果、降低成本支出和提高供热质量都将会起到非常重要的作用。