集中供热管网水力平衡调节方法论述
【摘要】随着经济的发展、社会的进步，人们对供热质量的要求已经从不冷提升到舒适的高度，达到标准的室内温度已无法满足人们对舒适的需求。而能源的减少，供热成本的增加，又是不可不面对的问题。如何在不增加能源投入的基础上，提高供热质量，提升室内温度，是所有供热人积极探讨的课题。在此前背景下，集中供热管网水力失调的问题就越发凸显了。本文就供热管网水力平衡调节方法展开简要论述，仅供参考。
【关键词】供热管网;水力失调;水力平衡;调节方法
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.216
1、供熱管网水力失调问题及原因
集中供热管网系统中，会因为管网管径设计不合理、管网堵塞、阀门开度不合理等原因，造成供热管网水力失调，所谓水力失调，即热水供热系统中各热用户的实际流量与要求的流量之间不一致。往往体现在，距热源近的热用户循环水流量大，室内温度高，距热源远的热用户循环水流量小，室内温度低。供热公司为了保证末端热用户的室内温度，如果不进行管网水力平衡调节，在热源供热量一定的情况下，就只能提高二级网循环泵的频率，加大循环水流量。系统在大流量小温差的工况下运行，锅炉或换热器等热源设备难以达到其额定出力，投入运行的设备超过实际负荷的需求，换热器换热效率低下，水泵的工作点偏离高效区，能量输配效率低。水力失调现象的存在，即降低了热用户的用热满意度，也造成了能源的极大浪费。因此做好管网水力平衡调节迫在眉睫。
2、供热管网水力平衡调节方法
以往传统的管网水力平衡调节方法，采用的是用手持式超声波流量计对系统内每个单元管道进行流量测量，依据流量调节阀门开度，调节供热管网的水力平衡。该方法有诸多局限无法测量出流量数据。如对于很多老旧小区，热力管网使用年限较长，管网内部结垢严重;管道直管段无法满足前十倍管径后五倍管径的测量距离要求等等。对于一个5万m2的供热系统，人工用手持式超声波流量计调节管网水力平衡需要较长的时间。对于间歇运行的区域锅炉房，无法保证在调节时间内，系统一直是稳定运行的。
这里就如何利用回水温度法进行管网水力平衡调节做详细的介绍。首先要根据热负荷理论计算出系统需要的循环水量，热负荷的计算要充分考虑到停供热用户造成的热量损失影响，适当的留有一定的流量富余量。在换热站内确定该流量下系统二级网循环泵的运行频率，保持二级网循环泵在该频率下稳定运行。保证锅炉房供热量稳定。在换热站内用测温枪测量出该系统的二级网回水温度记录好。携带测温枪，根据距热源的距离，由近至远，对每幢楼每个单元回水立干管的回水温度进行测量。当发现某个单元测量的回水温度高于换热站内测量的回水温度时，即适当关闭单元回水干管阀门，记录好阀门开度。当发现某个单元测量的回水温度低于换热站内测量的回水温度时，该单元回水干管阀门不做调整（因为管网水系统是个动态的平衡系统，流量偏大的单元阀门关小了后，流量小的单元流量自然就提高上去了）。对于一个5万m2的供热系统，整体调整一遍约需2-3个小时。调整完成后，等待2个小时，待系统重新稳定后，重复上述操作。根据笔者经验，3次操作后，供热管网远近端的回水温度差为±1℃，供热管网即可基本趋于平衡。对于一个5万m2的供热系统，如果供热系统稳定，一天即可完成调节。如果是间歇运行的供热系统，3天即可完成水力平衡调节。当热系统供热面积越大，调节所需要的时间越长。
利用回水温度法进行供热管网水力平衡调节有如下注意事项：
（1）调节系统的入住率需要保证;如果入住率低于50%，各单体入住率相差很大，回水温度法不适用;
（2）需要同一个人。同一把测温枪进行同一个系统内的回水温度测量。最大限度的降低不确定因素的干扰，造成测量结果的不准确;
（3）供热系统的稳定运行。对于间歇运行的区域锅炉房，要保证每次调网的时间内，锅炉是同一供热负荷稳定运行。
人工利用回水温度法调节管网水力平衡的方法，较经济，较快速，新旧小区，新旧管网均适用。
3、供热管网水力平衡调节装置
随着科技的进步，近些年市场上出现了无线智能的调节阀门，可以实现单元控制甚至实现户控制。基本原理与人工回水温度法调节管网水力平衡是相同的。以实现单元控制为例，把无线智能调节阀门安装到各单元热力入口回水干管上，该阀门具备远传回水温度，远程控制阀门开度的功能。在中控室给定一个回水温度，系统内各单元的无线智能调节阀门就会进行自动调节，直到各单元的回水温度与给定回水温度相近，上下偏差1℃。对比人工回水温度调节法，该方法节约了人力成本，但阀门较贵，初始投资较大。对已建成的老旧小区，不具备安装条件等。
至于自力式流量控制阀，虽然能精确控制每个单元的流量，但该阀门要求工作压力过大，如果安装在最不利环路上，增加了管网阻力，增大了系统二级网循环泵的运行频率，造成了电能的浪费。除此之外还有手动平衡阀、压差调节阀等等，在这里不做详细介绍。
结语：
供热管网水力平衡是改善供热效果和供热节能的关键，是一个系统工程。我们应对这个问题给予足够的重视，要从设计、施工、运行管理、调节等诸多方面着手，达到二次管网的平衡，进而使整个供热系统高效节能的运行，在提高供热质量的同时，降低能源消耗。
参考文献 ：
[1]贺平，孙刚，王飞，吴华新.供热工程（第四版）[M].中国建筑工业出版社，2009.
[2]石兆玉.对我国供热技术发展的展望[J].区域供热，2015（05）.
作者简介：
衣福军（1987—），男，辽宁大连人，大学本科，作者单位：大连裕丰供热集团有限责任公司。