一、概述
      自力式流量控制閥是目前國內解決供熱系統水利失調的有力武器，很多供熱公司在使用它進行供熱系統的流量控制之后，多年不熱的用戶熱了，冬季開窗戶的少了。但是，也有不少供熱公司，在使用自力式流量控制閥之后，出現原來熱的用戶反而不熱的現象。這樣的問題出現之后，供熱公司或說產品有問題，或說自力式流量控制閥本身就不好用，而自力式流量控制閥的生產廠家則說供熱公司的供熱系統有問題，最終誰也說不清真正的原因。為了解釋這種現象，也為了更好地促進自力式流量控制閥行業的健康發展，為了讓更多的人充分認識自力式流量控制閥，為了讓更多的供熱公司用好自力式流量控制閥，有必要對自力式流量控制閥進行深入的探究。要深入的探究自力式流量控制閥，就必須研究它的性能參數及特性曲線。
      二、自力式流量控制閥的由來
      我國第一臺自力式流量控制閥，在一九九零年由位于河北省廊坊市的原中油管道局動力實業總公司環保節能設備廠張炳禮先生發明，批量生產后名稱為“自力式流量控制器”，注冊商標為“愛能”，至今已經有十多年的歷史了。后來，國內也有人將其叫做“自力式流量控制閥”、“自動平衡閥”、“動態平衡閥”、“恒流量閥”、“流量平衡閥”。２００３年，在建設部相關部門的推動下，以“愛能牌”自力式流量控制閥的企業標準為基礎，在固安縣愛能供熱設備有限公司制定了自力式流量控制閥的行業標準草案，獲得建設部批準，標準號是ＣＪ／Ｔ１７９－２００３。行業標準中，將其名稱指定為“自力式流量控制閥”。自此，自力式流量控制閥的發展邁上了一個新臺階。
      二、自力式流量控制閥的現狀
      目前，國內生產自力式流量控制閥的廠家很多，大體可將其分為三種：第一種是專業生產自力式流量控制閥的廠家；第二種是原來生產調節閥、平衡閥等其他水力調控閥門的廠家，現在增加了自力式流量控制閥的生產；第三種是生產普通關斷閥的廠家，增加了自力式流量控制閥的生產。從市場上各個廠家自力式流量控制閥的性能來看，也可分為三類：第一類性能好的，各項性能指標均能達到或超過行業標準要求，本文中稱其為Ａ類產品；第二類質量一般的，各項性能指標中個別指標沒有達到行業標準要求，其它指標達到行業標準要求，本文中稱其為Ｂ類產品；第三類性能低下的，各項性能指標中多數指標沒有達到行業標準要求，個別指標達到行業標準要求，本文中稱其為Ｃ類產品。一般來說，專業生產自力式流量控制閥的廠家，其產品性能要好些。
      四、自力式流量控制閥的性能參數
      自力式流量控制閥的最大特點是：當自力式流量控制閥進口、出口壓差變化時，通過自力式流量控制閥的流量恒定不變。
      自力式流量控制閥的性能參數有：流量控制精度、工作壓差范圍、啟動壓差。
      流量控制精度指的是自力式流量控制閥的控制流量的誤差，行業標準中的誤差要求小于等于8％，A類產品的誤差小于等于5％。流量控制精度的高低取決于自力式流量控制閥的設計、加工和材質。
      工作壓差范圍指的是當自力式流量控制閥進口、出口壓差變化在多大范圍時，能保持通過自力式流量控制閥的流量恒定不變。行業標準中規定工作壓差范圍0.03－0.3MPa，A類產品工作壓差范圍達到0.03－0.4MPa。工作壓差范圍的大小取決于自力式流量控制閥的設計。
      啟動壓差指的是自力式流量控制閥達到設定流量時所需要的最小壓差。這個參數是一個重要參數，它實際上就是工作壓差范圍中的最小壓差值。按照行業標準工作壓差的規定，這個啟動壓差是0.03MPa。啟動壓差的大小取決于自力式流量控制閥的設計和加工。
      如何識別自力式流量控制閥的好壞呢？從自力式流量控制閥的外觀上，只能大概的看出自力式流量控制閥啟動壓差的高低。一般來講，閥體大、閥體重的，其啟動壓差比較低，工作壓差范圍也大；閥體輕、閥體小的，其啟動壓差比較大，工作壓差范圍也小。但是流量精度從外觀上根本看不出來，現場使用時，由于安裝環境所限，使用超聲波流量儀也不容易檢測出來。要知道某一廠家自力式流量控制閥產品的性能如何，只有到廠家的試驗臺上進行實地檢測才能知道。而大多數用戶在選購自力式流量控制閥時，只是通過廠家的樣本、廠家業務員的介紹了解其產品，不到廠家進行實地考察。正是因為這個原因，劣質和假冒的自力式流量控制閥才有機可乘。
      三、自力式流量控制閥的特性曲線
      應用于流體工程中的水力元件，都有其相應的特性曲線，自力式流量控制閥也不例外。下面以“愛能”牌自力式流量控制閥的特性曲線進行介紹。
                          圖一
      在自力式流量控制閥的特性曲線圖中，橫坐標表示自力式流量控制閥的進、出口壓差，也就是自力式流量控制閥所產生的阻力，或者說是自力式流量控制閥所消耗的壓頭，單位是KPa。縱坐標表示流量值，單位是ｔ／ｈ。
      圖一中的5條特性曲線是“愛能牌”ＤＮ６５型自力式流量控制閥的特性曲線，“愛能牌”ＤＮ６５型自力式流量控制閥上共有９條流量刻度，本圖只是繪出了其中5條流量曲線。“愛能牌”ＤＮ６５型自力式流量控制閥流量控制范圍是３－１8ｔ／ｈ，壓差工作范圍是30－400KPa，啟動壓差是30Kpa，流量控制誤差是小于等于5％。由于圖形繪制原因，特性曲線圖只繪制到115KPa。（行業標準中，ＤＮ６５型自力式流量控制閥的流量控制范圍是3－15ｔ／ｈ，壓差工作范圍是30－300Kpa，流量控制誤差是小于等于8％）。
      從特性曲線圖中可以看到，在自力式流量控制閥的工作壓差范圍內，自力式流量控制閥的每一流量開度的特性曲線都是一條近似直線，這即是自力式流量控制閥的流量恒定性能的表現。從0－30KPa的壓差范圍，不在自力式流量控制閥的正常工作范圍之內，此時的各條流量特性曲線都不是直線，而是一條條的曲線。
      四、不同性能的自力式流量控制閥特性曲線對比
      不同廠家之間，自力式流量控制閥的性能是有所不同的，相應的其特性曲線也不同，圖二列舉了三種不同性能的自力式流量控制閥的特性曲線：
      在圖二中，從３０Kpa開始流量曲線比較平坦的一條，是“愛能牌”自力式流量控制閥的曲線，具有該特性曲線的產品屬于Ａ類產品。特性曲線平坦，說明其流量控制精度高，從３０Kpa開始流量曲線成直線說明其啟動壓差比較低。
      從６０Kpa開始流量曲線起伏較大的一條，屬于性能一般的自力式兩控制閥的曲線，具有該特性曲線的產品屬于Ｂ類產品。曲線起伏較大，說明流量控制精度差一些，從６０Kpa開始流量曲線呈直線說明啟動壓差過大。
      從６０Kpa開始流量曲線呈一條向上不斷延伸的曲線，屬于性能低下的自力式流量控制閥的曲線。特性曲線不斷向上延伸，說明這不是真正的自力式流量控制閥，而是一個阻力很大普通閥門。具有該特性曲線的產品嚴格來講屬于阻力較大的普通調節閥。
      五、不同性能的自力式流量控制閥在實際使用中的差異
      為了使用好自力式流量控制閥，充分發揮自力式流量控制閥的功能，必須明了自力式流量控制閥的特性曲線，特性曲線對自力式流量控制閥的安裝和使用具有指導意義。不同性能的自力式流量控制閥，或者說不同特性曲線的自力式流量控制閥，在具體的使用中，有哪些不同，請看Ａ類產品和Ｂ類產品性能曲線的對比：

      圖二
      圖三中，繪制了DN65型A類和B類兩種不同類別的自力式流量控制閥最大流量開度時的特性曲線。其中，A類產品采用的是“愛能牌”自力式流量控制閥的特性曲線。從圖中可以看出，“愛能”牌自力式流量控制閥的最大流量是18t／h，啟動壓差是30Kpa。同種規格的B類自力式流量控制閥的最大流量是15t／h，啟動壓差是60Kpa。
      圖四中，繪制了DN65型A類和B類兩種不同類別的自力式流量控制閥在流量開度12t／h時的特性曲線。從３０Kpa開始，特性曲線呈直線的是性能好的Ａ類產品，另一條特性曲線是性能一般的Ｂ類產品。
      就目前國內供熱系統而言，二次網的熱力站供、回水壓差一般在100Kpa左右，即整個供熱系統總的資用壓頭在100Kpa左右，除去干線和支線的阻力，最近端熱用戶的資用壓頭一般不大于70Kpa，再除去熱用戶的自身阻力，最近端熱用戶的富裕壓頭一般不大于60Kpa，也就是說，自力式流量控制閥實際的工作壓差范圍大多在20－60Kpa之間（末端用戶可以不裝自力式流量控制閥）。參見圖二、圖三和圖四，這樣低的富裕壓頭，除了A類自力式流量控制閥以外，還沒有達到B類和C類自力式流量控制閥正常工作壓差，即不在B類和C類產品的工作壓差范圍之內。這是很關鍵的一點，這正是一些供熱公司使用自力式流量控制閥出現問題的原因所在。
      圖三
      圖四
      為了方便表述，舉例如下：
      例：一個熱力站，一共有４０個熱用戶，每個熱用戶面積4０００平米，每個熱用戶設計循環水量１2ｔ／ｈ，單位循環水量是3kg／m2，外網的供回水壓差１２０Kｐａ，每棟樓的資用壓頭均為10Kｐａ。根據設計水量，選用規格DN65的自力式流量控制閥。下面以列表的形式說明不同性能的自力式流量控制閥在供熱系統安裝和使用中有什么不同（由于計算上過于復雜，同時由于涉及到技術秘密，本文沒有給出相關數據具體的計算過程，請讀者諒解）。
      表一中的數據是安裝A類自力式流量控制閥的情況。A類自力式流量控制閥的啟動壓差是30Kpa。對于資用壓頭大于30Kpa的用戶，自力式流量控制閥的流量刻度調至12ｔ／ｈ，資用壓頭15Kpa －30Kpa的用戶自力式流量控制閥的流量刻度調至16ｔ／ｈ，資用壓頭15Kpa以下的末端用戶不加自力式流量控制閥。
      表二中的數據是按照安裝A類自力式流量控制閥的方法安裝B類自力式流量控制閥的情況。B類自力式流量控制閥的啟動壓差大多是60Kpa。對于資用壓頭大于30Kpa的用戶，自力式流量控制閥的流量刻度調至12ｔ／ｈ。資用壓頭15Kpa －30Kpa的用戶自力式流量控制閥的流量刻度調至15ｔ／ｈ。資用壓頭15Kpa以下的末端用戶不加自力式流量控制閥。 
      表三中的數據是另一種安裝B類自力式流量控制閥方法下的情況。資用壓頭大于30Kpa的用戶自力式流量控制閥的流量刻度調至12ｔ／ｈ，資用壓頭25Kpa－45Kpa的用戶自力式流量控制閥的流量刻度調至15ｔ／ｈ，資用壓頭25Kpa以下的末端用戶不加自力式流量控制閥。
熱用戶數量（個） 設計流量（t／h） 未加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥 流量閥刻度調節 加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥工作壓差（Kpa） 流量比例
5 12 32  70 加 12 12.0  75 65 1.00 
5 12 29  60 加 12 12.0  65 55 1.00 
5 12 27  50 加 12 12.0  55 45 1.00 
5 12 24  40 加 12 12.0  45 35 1.00 
5 12 21  30 加 12 11.2  35 25 0.94 
5 12 17  20 加 16 11.6  25 15 1.03 
5 12 12  10 不加  14.7  15 　 1.23 
5 12 8  5 不加 　 12.0  10 　 1.00 
合計 96 170  　 　 　 97.5  　 　 1.02 

       表一
      熱用戶數量（個） 設計流量（t／h） 未加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥 流量閥刻度調節 加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥工作壓差（Kpa） 流量比例
5 12 32  70 加 12 12.0  75 65 1.00 
5 12 29  60 加 12 11.6  65 55 0.96 
5 12 27  50 加 12 10.6  55 45 0.89 
5 12 24  40 加 12 9.6  45 35 0.80 
5 12 21  30 加 12 8.5  35 25 0.71 
5 12 17  20 加 15 8.6  25 15 0.72 
5 12 12  10 不加 　 14.7  15 　 1.23 
5 12 8  5 不加 　 12.0  10 　 1.00 
合計 96 170  　 　 　 87.7  　 　 0.91 

      表二

      熱用戶數量（個） 設計流量（t／h） 未加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥 流量閥刻度調節 加流量閥時流量（t／h） 資用壓頭（Kpa） 流量閥工作壓差（Kpa） 流量比例
5 12 32  70 加 12 12 75 65 1.00 
5 12 29  60 加 12 11.6  65 55 0.96 
5 12 27  50 加 12 10.6  55 45 0.89 
5 12 24  40 加 15 11.6  45 35 0.96 
5 12 21  30 加 15 10.2  35 25 0.85 
5 12 17  20 不加  19.0  25  1.59 
5 12 12  10 不加 　 14.7  15 　 1.23 
5 12 8  5 不加 　 12.0  10 　 1.00 
合計 96 170  　 　 　 101.8  　 　 1.06 

      表三

      先看表一，表一是使用Ａ類自力式流量控制閥的情況，各用戶的流量分配基本均勻，除了資用壓頭１５Kpa的用戶室溫稍高一點外（實際流量比設計流量大23％），各個用戶都在比較理想的水平。
      表二中Ｂ類自力式流量控制閥使用情況，造成資用壓頭４５Kpa的用戶室溫偏低（實際流量比設計流量少了20％），資用壓頭25Kpa、35Kpa的用戶室溫不能達標（實際流量比設計流量少了28－29％）。這就是有些熱力公司在安裝某些廠家的自力式流量控制閥之后，出現一些用戶不熱的原因所在。當用戶資用壓頭達到１５Kpa，不加自力式流量控制閥時流量已經達到了14.7t／h，如果簡單的把資用壓頭25Kpa、35Kpa用戶的自力式流量控制閥拆掉，那么，這些用戶將會產生流量過大、室內溫度過熱的現象，造成循環泵電量和供熱熱量的巨大浪費。
      再看表三中Ｂ類自力式流量控制閥的使用情況。不會出現不熱的情況，但資用壓頭３５Kpa的用戶室溫稍略低一點（實際流量比設計流量少15％），資用壓頭1５Kpa的用戶室溫稍高一點（實際流量比設計流量大23％），而資用壓頭25Kpa的用戶流量過大（實際流量比設計流量多了59％），室溫過高，存在浪費循環泵電量和供熱熱量的現象。 
      表一Ａ類自力式流量控制閥的使用和表三Ｂ類自力式流量控制閥的使用，都能達到消除用戶不熱現象，表一與表三的情況相比，用戶室內溫度更均勻，用戶的舒適度更高，同時，循環流量少了4.43％，由于循環水泵的流量和電量又呈三次方的關系，因此，使用Ａ類自力式流量控制閥比使用Ｂ類自力式流量控制閥可節電8.69％。
      六、總結
      通過上面的分析，可以做出以下結論：
      一、A類和B類自力式流量控制閥，它的安裝和調節應該是有所不同的，否則，就有可能出現用戶不熱或過熱的問題。
      二、使用Ａ類自力式流量控制閥和使用Ｂ類自力式流量控制閥，采用適宜的安裝和調節方法，都可以消除用戶不熱現象。但使用B類自力式流量控制閥在消除不熱現象的同時，其他用戶的供熱均勻性差，有部分用戶過熱，存在熱量和循環泵電量的浪費。使用Ａ類自力式流量控制閥和使用B類自力式流量控制閥相比，在消除不熱現象的同時，各個用戶的供熱比較均勻，供熱的舒適性比較高的同時，煤耗和電耗比較低。
      三、在集中供熱大大發展的今天，大多數熱力站供、回水壓差一般在100Kpa左右，即整個供熱系統總的資用壓頭在100Kpa左右，除去干線和支線的阻力，最近端熱用戶的資用壓頭一般不大于70Kpa，再除去熱用戶的自身阻力，最近端熱用戶的富裕壓頭一般不大于60Kpa，這個壓頭剛剛到B類自力式流量控制閥的啟動壓差，而再后端一點的用戶，富裕壓頭都在B類自力式流量控制閥的啟動壓差之下，即都不在其工作壓差范圍之內。因此，使用A類自力式流量控制閥（啟動壓差30Kpa）比B類自力式流量控制閥（啟動壓差60Kpa）具有更高的適用性和可調節性。