当前水力失调的新现象及解决措施2

张张一

水力失调是供热系统的常见病和多发病。随着集中供热事业的不断发展，集中供热的面积不断扩大，新的室内供热系统的出现，水力失调的具体表现形式与过去相比有了一些新的变化，如：热源系统出现的水利失调，不同单元间出现的水利失调，顶层不热的垂直失调等。本文将对近几年来我单位在集中供热中出现的各种水力失调现象和我们采取的措施进行总结，希望能对广大供热单位提高供热水平有所启迪。
一、        热源系统的水力失调
          在以往的供热系统中，热源几乎没有发生水力失调的现象，随着供热规模的扩大，原来的热源不能满足供热的要求，一方面要用大容量的锅炉更换原来的小锅炉，一方面还要增加不同热媒参数的锅炉。锅炉房的锅炉由原来的1－3台增加到现在的3－7台，锅炉的热媒参数由原来单纯的95°／70°，发展到一个热源中95°／70°、115°／70°甚至130°／70°多种热媒参数的锅炉同时运行的情况。由于原来的锅炉与新增的锅炉生产厂家不同、锅炉的额定发热量不同、锅炉的热媒参数不同，各个锅炉之间阻力也各不相同，使得各台锅炉在运行时通过的循环水量与其额定循环水量间存在很大差距，从而影响了供热系统的循环水量，影响了锅炉的正常燃烧，影响了锅炉的出力，造成锅炉的运行效率低下，并成为一个重要的安全隐患。
解决上述问题的方法是要想办法使各台锅炉之间在满足其额定循环水量的前提下，达到阻力平衡。具体方法是：通过正确的水力计算，在每台锅炉的进出口管道上安装节流孔板、手动调节阀、平衡阀、或电动调节阀，也可安装自立式流量控制阀，通过合理的调节，使得各锅炉间达到流量的合理分配。同时，为了保证热力系统合适的循环水量，还要安装一条与锅炉并联的分流管道（管道的管径要经过水利计算确定），用来对循环泵流量大于锅炉额定流量的部分进行分流，以提高循环泵的效率。当锅炉运行时，配合流量计调节分流管道上阀门的开度确定分流流量。
自立式流量控制阀的流量控制能力最好，但其阻力过大，未经精确的水利计算不要轻易使用。电动调节阀的调节比较灵活，但缺点是每台锅炉都要配合装配一个流量计，造价过于昂贵。平衡阀和手动调节阀的成本比较低，配合超声波流量计也可以达到比较好的平衡效果，使用的比较多。节流孔板的成本最低，但是对于孔板孔径的计算有很强的技术性而且更换麻烦。
锅炉的额定流量由下式计算：
G＝860*Ｑ/tg－th。
G：锅炉的额定流量，ｍ３/ｈ。
Ｑ：锅炉的额定发热量，Mｗ/ｈ。
tg、th：锅炉的额定热媒参数，°C。
二、        各个单体建筑间的水力失调
各个单体建筑间的水力失调是供热系统中最为常见的一种水力失调，属于水平失调。其具体的表现形式为“近端用户热、远端用户冷”。产生这一现象的主要原因是由于每个单体建筑距离热源的距离不同，造成远端用户与近端用户的供热环路的阻力不同而引发流量不同、热量不同。
对于供热系统的水平失调，经过几十年的摸索和实践，从使用静态的节流装置如节流孔板、手动调节阀、平衡阀，到现在使用的动态节流装置如自力式流量控制阀、自立式差压控制阀，这些产品对解决水力失调现象都做出了一定的贡献。其中，自力式流量控制阀经过十几年的使用，比较符合我国现阶段的供热实际情况。我单位经过实地考察，决定使用河北廊坊生产的“爱能牌”自力式流量控制阀，进行流量调节，消除各个住宅楼之间的水平失调。事实证明，它的使用简单，流量控制准确，平衡效果好，有明显地节省循环泵电耗的作用。
三、        单体建筑中不同单元的水力失调
        在以住以宅为主的单体建筑中，一栋楼的单元数多为3－6个，多的达到8个。我们发现，当单元数超过４个以后，末端的单元与前端的单元相比，温度普遍偏低。产生这种情况的原因也是由于前后单元的不同距离位置造成，属于水平失调。
        早期解决这种问题的方法主要是通过调节各单元立杠上的阀门，但调节的效果不很理想，现在我们对于４个单元以上的楼，采用在每个立杠上安装一个小型号的廊坊“爱能牌”自立式流量控制阀的方法，经过仔细的调节后，取得了非常好的效果。
四、        原有建筑进行一户一环分户改造后的水力失调
       现在的分户改造，多是对原来的上给下回单管串联式室内供热系统基础上进行的改造，改造的方法是拆除原上给下回的立管，保留原来的暖气片，将共用供回水立管安装在每个单元楼梯间内，每户各引一根供水管和回水管进入室内，室内系统有水平单管串联式、水平单管串联加跨越管式、双管式，其中，水平单管串联式应用最多。分户改造的搂在供暖期中，常常出现顶层不热、底层热的垂直失调现象。发生这种情况的原因有两方面：第一，在原来的系统中，供热循环水从顶层向下走，每个楼层的暖气片进水的温度都是相同的，比如60°C，水温从顶层向下逐渐降低，到底层的时候，暖气片的进水温度可能是45°C，在设计暖气片的配置时候，是根据这样的垂直温降理论进行的。当分户改造后，原来的暖气片还是原来的配置，实际运行的供热循环水进入每一家的入口温度都是相同的，而在每一家的不同房间的暖气片中产生了水平的温降。作为顶层热用户，除第一组暖气片的进水温度达到原设计要求外，其它各组暖气片的进水温度都低于原设计要求，即散热量都低于原来的设计。第二，在原来的系统中，顶层用户房屋顶上有一圈母管，分户改造后被拆除了，相应的与改造之前比，室内的散热面积减小了。由于上面两种原因造成了顶层用户室内温度不达标。
根据上面分析的原因可以看出，按设计要求配置各楼层的暖气片是最根本的方法，但是由于工程量太大，可行性差。我公司解决这一问题的方法有两种，一是根据上下楼冷热的程度，逐一调节各楼层用户的进口阀门，以增大顶层用户的流量，减小底层用户的流量，达到热量平衡的目的；二是加大整体的流量，缓解失调状况。今后我们考虑将用户入口的球型锁闭阀换成可调节式锁闭阀，以增强不同楼层间的可调节性。
五、        新建一户一环系统的水力失调
       近年来的新建建筑多采用一户一环的室内系统形式，这种形式出现水力失调的的现象是：有的地方是供热初、末寒期顶层不热，供热的严寒期热。有的地方是供热初、末寒期底层热，供热的严寒期不热。产生这两种情况的原因往往是供热系统的循环流量偏大，大于设计流量而温差小，小于设计温差造成的。在供热的初、末寒期，由于供回水的温差比较低，大大低于设计温差，顶层用户很少受温差动力的影响，流量低于底层用户，当严寒期到来，供热循环水的供回水温差加大，接近了设计温差，顶层用户由于温差动力增加的影响，流量增加了，所以产生了供热初、末寒期顶层不热，供热的严寒期顶层热和供热初、末寒期底层热，供热的严寒底层期不热的现象。
        出现这种水力失调的情况不是很多，一般都是采用加顶层流量的方法解决，即采用逐楼层关小用户阀门小的方法进行解决。另外，可以将用户入口的球型锁闭阀换成可调节式锁闭阀，其调节性能更强一些。当热计量推广开来，每户安装温控阀后，每户都具有了自动调节功能，这种问题就会基本消除。

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