摘 要：闡述了供熱系統(tǒng)中水力失調(diào)的原因及解決辦法，介紹了　壓差控制閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，在水力失調(diào)情況下的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：水力失調(diào)；壓差控制閥；工作原理及應(yīng)用。
引言
隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展和城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，集中供熱事業(yè)發(fā)展迅速。現(xiàn)代化的大型住宅小區(qū)及大型商貿(mào)區(qū)的建設(shè)，擴(kuò)網(wǎng)增容的現(xiàn)象十分普遍，使得供熱規(guī)模越來越大，供熱系統(tǒng)中的水力失調(diào)現(xiàn)象越來越明顯。即供熱系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)各幢建筑物，各用熱設(shè)備的水量與設(shè)計(jì)水量不符，近端熱用戶流量大，而遠(yuǎn)端熱用戶的流量小，“近熱遠(yuǎn)冷”的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。由于供熱質(zhì)量的好與壞直接影響著人民的生活，并且水力失調(diào)是影響系統(tǒng)供熱效果的重要原因，它能造成各熱用戶或各采暖房間過冷或過熱，因此影響供熱系統(tǒng)水力失調(diào)就是我們亟待解決的問題，必須給予足夠重視。
一.水力失調(diào)和水力平衡的概念
1、水利失調(diào)
供熱系統(tǒng)實(shí)際水力工況與設(shè)計(jì)水力工況的不一致性，稱為該用戶的水力失調(diào)。設(shè)供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為V1(m3／h)，實(shí)際流量為V2(m3／h)，其比值X= V2／V1稱為供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)度。系統(tǒng)失調(diào)一般分為一致失調(diào)和不一致失調(diào)。
2、水力平衡
供熱系統(tǒng)各用戶在其他用戶流量改變時(shí)保持本身流量不變的能力，稱為水力平衡或水力穩(wěn)定性。水力穩(wěn)定性系數(shù)的表達(dá)公式為：
 Y= V1/Vmax
式中: V1一用戶的設(shè)計(jì)流量；Vmax一用戶出現(xiàn)的最大流量。
熱網(wǎng)的主要任務(wù)是合理地將熱介質(zhì)分配到每個(gè)用戶，保證各個(gè)用戶之問的水力和熱力平衡，同時(shí)在系統(tǒng)水力工況發(fā)生變化時(shí)也能自動(dòng)做出反應(yīng)以保證用戶不受影響。
二、 供熱系統(tǒng)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因
引起供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的原因很多，既有設(shè)計(jì)上的，也有運(yùn)行管理上的，這些原因往往是不能完全避免的。
1)在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，由于管道內(nèi)熱媒流速不允許超過限定流速，管徑規(guī)格有限等，在網(wǎng)絡(luò)各分支環(huán)路或用戶系統(tǒng)各立管環(huán)路之間，其阻力損失是不可能在設(shè)計(jì)的流量分配下達(dá)到平衡。使熱用戶實(shí)際流量分配不能符合設(shè)計(jì)所需的流量要求，就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
2)由于新接人熱用戶或停運(yùn)部分熱用戶，全網(wǎng)阻力特性改變，也會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。
3)開始運(yùn)行時(shí)沒有很好地進(jìn)行初調(diào)節(jié)，也會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。由于網(wǎng)路近端熱用戶的作用壓差很大，位于網(wǎng)路近端的熱用戶，其實(shí)際流量往往比規(guī)定流量要大得多，而位于網(wǎng)路遠(yuǎn)端的熱用戶，其作用壓差和流量將小于規(guī)定的數(shù)值，這種不一致的失調(diào)需要通過網(wǎng)路的初調(diào)節(jié)來解決，否則，就會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
4)熱用戶室內(nèi)水力工況變化，比如隨意增減散熱器，均會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)。
5)隨意調(diào)整網(wǎng)路分支閥門或用戶人口閥門，均會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
6)網(wǎng)路或熱用戶局部管道堵塞．導(dǎo)致相關(guān)熱用戶流量減少，也會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)。
三、 供熱系統(tǒng)水力失調(diào)的解決方法
1)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，盡量提高供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，即相對地減小網(wǎng)路干管的壓降，或相對地增大用戶系統(tǒng)的壓降。即在進(jìn)行網(wǎng)路水力計(jì)算時(shí)，選用較小的比摩阻，適當(dāng)?shù)卦龃罂拷鼰嵩吹木W(wǎng)路干管直徑，對提高網(wǎng)路的水力穩(wěn)定性，減少水力失調(diào)的發(fā)生，效果尤其顯著。
2）在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)合理地進(jìn)行網(wǎng)路的初調(diào)節(jié)和運(yùn)行調(diào)節(jié)．盡可能將網(wǎng)路干管的所有閥門開大，把剩余的作用壓差消耗在用戶系統(tǒng)上。通過初調(diào)節(jié)，能消除設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理中所造成的熱源水力失調(diào)。
3）增大系統(tǒng)的循環(huán)流量，改善單管、雙管系統(tǒng)水力失調(diào)，這種方法即靠大水泵、增加并聯(lián)臺(tái)數(shù)或增設(shè)加壓泵等方式
提高系統(tǒng)循環(huán)流量，有時(shí)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行流量要比設(shè)計(jì)流量高達(dá)好幾倍。這種方法缺點(diǎn)是投資大、運(yùn)行耗電費(fèi)用高和熱量浪費(fèi)嚴(yán)重。
4）可在各用戶人口處安裝壓差控制閥，以保證各熱用戶的流量恒定不受其他用戶的影響。這種方式實(shí)質(zhì)上就是改變用戶系統(tǒng)總阻力，以適應(yīng)用戶變化工況的作用壓差，從而保證流量恒定。它的特點(diǎn)是循環(huán)水泵在高效率點(diǎn)工作，減少過熱用戶的熱量浪費(fèi)，節(jié)能效果顯著。
四、壓差控制閥的原理及結(jié)構(gòu)
本文主要談?wù)撏ㄟ^安裝壓差控制閥來解決供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)，壓差控制閥的作用是維持施加在被控對象上的壓差恒定。它是由一個(gè)帶有上下膜盒的驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)調(diào)節(jié)閥體構(gòu)成，膜盒分別連結(jié)到控制壓差段的高低壓側(cè)，當(dāng)控制點(diǎn)壓差偏離設(shè)定值作用在膜盒上，壓差就會(huì)推動(dòng)隔膜，從而帶動(dòng)閥桿開大或關(guān)小閥門，調(diào)節(jié)其自身阻力，使控制點(diǎn)的壓差變化從而產(chǎn)生應(yīng)急補(bǔ)償性調(diào)節(jié)。壓差控制閥按照安裝在供水管還是回水管上，分為供水式結(jié)構(gòu)和回水式結(jié)構(gòu)，二者不可互換使用。這種閥門由閥體、雙節(jié)流閥座、閥瓣、感壓膜、彈簧及壓差調(diào)整裝置組成。

網(wǎng)路的供回水壓差P-P3增大，則感壓膜帶動(dòng)閥瓣下移，使P2-P3增大，從而維持P1 --P2(即施加于被控制環(huán)路的壓差)恒定；反之，只P1—P3減小，則閥瓣上移P2—P3減小，使P1—P3 不變。
若Pl—P3不變，當(dāng)環(huán)路內(nèi)部阻力發(fā)生變化，比如某一支路關(guān)斷，則環(huán)路的總阻力增大，在這個(gè)瞬問P2 減小，P1—P2增大；但隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣下移，壓差平衡閥的阻力增大，從而使P2又回升到原來的大小，即使P1—P2不變。可見，無論是網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動(dòng)，還是被控對象內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，壓差控制閥均可維持施加于被控對象的壓差恒定。
五、壓差控制閥的安裝
首先在熱力入口(或立管)供水主管道上安裝靜態(tài)平衡閥，不但在系統(tǒng)初始調(diào)試時(shí)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡的流量分配比例，而且是1個(gè)測量流量的測量閥，配合回水主管道上安裝壓差控制閥的調(diào)試，又能滿足動(dòng)態(tài)平衡的要求，同時(shí)由于壓差變化小也不影響熱表計(jì)量精度，是非常實(shí)用的方案，見圖2。
       圖2  壓差控制閥安裝示意圖
六、壓差控制閥在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用的總結(jié)
在目前我國供熱系統(tǒng)以質(zhì)調(diào)為主的前提下，安裝使用壓差控制閥是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、降低運(yùn)行成本、節(jié)約能源的有效措施，對推動(dòng)集中供熱事業(yè)的發(fā)展必然產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
 (1) 安裝壓差控制閥，既可吸收網(wǎng)路的壓力波動(dòng)、又可以使被控對象內(nèi)部各支路間的調(diào)節(jié)干擾大大減弱。對于分戶熱計(jì)量的質(zhì)調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)，在一個(gè)向多戶供暖的支路入口處，宜裝設(shè)壓差控制閥。
（2）在管網(wǎng)系統(tǒng)中安裝壓差控制閥，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)后，管網(wǎng)中的阻力能自動(dòng)調(diào)整，確保設(shè)計(jì)的水泵特性曲線在最佳工況下運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
（3）在管網(wǎng)系統(tǒng)中安裝壓差控制閥實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，可以有效地克服系統(tǒng)中的“近熱遠(yuǎn)冷”現(xiàn)象，真正達(dá)到熱量按需分配到熱用戶的目的，既提高了供熱質(zhì)量，還能增加供熱面積。