集中供暖熱水供熱系統(tǒng)幾種常見(jiàn)的水力工況失調(diào)原因分析

1 引言
熱水供熱系統(tǒng)中往往會(huì)由于設(shè)計(jì)、施工、改建、擴(kuò)建和調(diào)節(jié)等原因，使網(wǎng)路中流量分配與熱用戶(hù)所需流量不均勻，因而造成各熱用戶(hù)的供熱量不符合要求，使熱用戶(hù)或供熱房間出現(xiàn)冷暖不均的熱力失調(diào)現(xiàn)象。
一個(gè)集中供熱系統(tǒng)，特別是一個(gè)大的集中供熱系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行和均衡供熱的基本條件是保證管網(wǎng)的水力平衡。目前一些供熱系統(tǒng)中存在的工作壓力不能滿(mǎn)足需要，熱力站不能獲得需要的壓差，部分用戶(hù)不熱，或者前端用戶(hù)壓差高，流量超過(guò)設(shè)計(jì)值，而末端壓差不足，流量低于設(shè)計(jì)值，因而造成近端用戶(hù)過(guò)熱，遠(yuǎn)端用戶(hù)不熱的問(wèn)題。

2 造成水力工況失調(diào)原因的分析
造成系統(tǒng)水力工況不平衡的原因是多方面的，下面將常見(jiàn)的幾種分析如下：
① 恒壓點(diǎn)壓力變化
水泵型號(hào)、管網(wǎng)阻力系數(shù)均未發(fā)生任何變化。系統(tǒng)流量未有變化，即無(wú)水力失調(diào)現(xiàn)象，因此水壓圖形狀不變，只是隨恒壓點(diǎn)壓力變化而沿縱坐標(biāo)軸上下整體平移。如圖1所示。圖中虛線代表原水壓圖，實(shí)線代表變動(dòng)后的水壓圖。此時(shí)流量無(wú)變化，但系統(tǒng)壓力卻變化很大，可能造成水壓不能滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。

② 循環(huán)泵出口閥門(mén)關(guān)小
如圖2所示某一熱水供熱系統(tǒng)當(dāng)關(guān)小循環(huán)泵出口處閥門(mén)時(shí)，網(wǎng)路的總阻力數(shù)增大，總流量將減小（為了便于分析，假定網(wǎng)路循環(huán)泵的揚(yáng)程不變）。中國(guó)供熱信息網(wǎng)了解到由于熱用戶(hù)1至5的網(wǎng)路干管和用戶(hù)分支管的阻力數(shù)沒(méi)有改變，因而各熱用戶(hù)的流量分配的比例也不變，即都按統(tǒng)一比例減小。網(wǎng)路產(chǎn)生一致的等比失調(diào)。工況變化后網(wǎng)路的水壓圖如圖3所示。圖中虛線為正常工況下的水壓圖，實(shí)線代表循環(huán)泵出口閥門(mén)關(guān)小后的水壓圖。由于各管段的流量均減小，因而實(shí)線的水壓曲線比原來(lái)的水壓曲線變得平緩一些。各熱用戶(hù)的流量是按統(tǒng)一比例減小的。因而，各熱用戶(hù)的資用壓差也是按相同的比例減小，造成流量按相同比例減少。

③ 供熱系統(tǒng)某一用戶(hù)閥門(mén)開(kāi)大
如圖2所示某一熱水供熱系統(tǒng)，當(dāng)某一用戶(hù)如用戶(hù)3閥門(mén)開(kāi)大時(shí)，水壓圖的變化如圖4所示，圖中虛線代表正常工況下的水壓圖，實(shí)線代表工況變化后的水壓圖。當(dāng)用戶(hù)3閥門(mén)開(kāi)大，則系統(tǒng)的總阻力數(shù)減少，系統(tǒng)總流量增加。Ⅰ管段動(dòng)水壓線變陡，1用戶(hù)資用壓頭減小，流量也減小。Ⅱ干管流量增大，水壓線變陡，2用戶(hù)資用壓頭減小，流量減小。Ⅲ干管的流量增加最多，水壓線斜率最陡，3用戶(hù)流量增加。在3用戶(hù)之后，4、5用戶(hù)的流量將成比例地減小，Ⅳ、Ⅴ干管水壓線變得平緩一些。根據(jù)分析，3用戶(hù)閥門(mén)開(kāi)大后，只有3用戶(hù)流量增大，系統(tǒng)其他用戶(hù)流量都將減小。3用戶(hù)以后的各用戶(hù)流量成一致的等比失調(diào)。3用戶(hù)以前各用戶(hù)流量成一致不等比失調(diào)，離3用戶(hù)越近的用戶(hù)，水力失調(diào)度越大。
如果3用戶(hù)閥門(mén)關(guān)小，水利工況的變動(dòng)有類(lèi)似情況，不同的是3用戶(hù)的流量減小，其他用戶(hù)流量增加。其他用戶(hù)的閥門(mén)的開(kāi)大和關(guān)小，其變動(dòng)水力工況也可通過(guò)類(lèi)似的定性分析。

④ 供熱系統(tǒng)某一用戶(hù)閥門(mén)關(guān)閉
如圖2所示某一熱水供熱系統(tǒng)，當(dāng)一用戶(hù)如用戶(hù)3閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，水壓圖的變化如圖5所示，圖中虛線代表正常工況下的水壓圖，實(shí)線代表工況變化后的水壓圖。當(dāng)3用戶(hù)閥門(mén)關(guān)閉，則系統(tǒng)總阻力數(shù)增加，系統(tǒng)總流量減小。從熱源到用戶(hù)3之間的供水和回水管的水壓線將變得平緩一些，如假定網(wǎng)路水泵的揚(yáng)程不變，在用戶(hù)3處供回水管之間的壓差將會(huì)增加，用戶(hù)3處的作用壓差增加相當(dāng)于用戶(hù)4和5的總作用壓差增加，因而使用戶(hù)4、5的流量按等比例增加，并使用戶(hù)3以后的供水管和回水管的水壓線變得陡一些。
在整個(gè)網(wǎng)路中，除用戶(hù)3以外的所有熱用戶(hù)的作用壓差和流量都會(huì)增加，出現(xiàn)一致失調(diào)。對(duì)于用戶(hù)3后面的用戶(hù)4和5，是一致等比失調(diào)。對(duì)于用戶(hù)3前面的熱用戶(hù)1和2，是一致不等比失調(diào)。

⑤ 供水干管上閥門(mén)關(guān)小
如圖2所示某一熱水供熱系統(tǒng)，當(dāng)干管上閥門(mén)如閥門(mén)c關(guān)小時(shí)，水壓圖的變化如圖6所示，圖中虛線代表正常工況下的水壓圖，實(shí)線代表工況變化后的水壓圖。當(dāng)干管上閥門(mén)節(jié)流，則系統(tǒng)總阻力增加，系統(tǒng)總流量減小。供水和回水管的水壓線將變得平緩一些，并且供水管水壓線將在c點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)急劇的下降。

水力工況的這個(gè)變化，對(duì)于閥門(mén)c以后的用戶(hù)3、4、5，相當(dāng)于本身阻力數(shù)未變而總的作用壓力卻減小了，同時(shí)流量也按統(tǒng)一比例減小，出現(xiàn)一致等比失調(diào)。對(duì)于閥門(mén)c以前的用戶(hù)1、2，可以看出用戶(hù)流量將按不同的比例增加，它們的作用壓差都有增加但比例不同，這些用戶(hù)將出現(xiàn)一致不等比是失調(diào)。
對(duì)于全部用戶(hù)來(lái)說(shuō)，流量有增有減，整個(gè)網(wǎng)路的水力工況就發(fā)生不一致水力失調(diào)。

⑥ 熱水網(wǎng)路未進(jìn)行初調(diào)節(jié)
由于網(wǎng)路近端熱用戶(hù)的作用壓差很大，在選擇用戶(hù)分支管路的管徑時(shí)，又受到管道內(nèi)熱媒流速和管徑規(guī)格的限制，其剩余作用壓頭在用戶(hù)分支管路上難以全部消除。如網(wǎng)路未進(jìn)行初調(diào)節(jié)，前端熱用戶(hù)的實(shí)際阻力數(shù)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)規(guī)定值，網(wǎng)路總阻力數(shù)比設(shè)計(jì)的總阻力數(shù)小，網(wǎng)路的總流量增加。位于網(wǎng)路前端的熱用戶(hù)，其實(shí)際流量比規(guī)定流量大得多。中國(guó)供熱信息網(wǎng)了解到網(wǎng)路干管前部的水壓曲線，將變得較陡。而位于網(wǎng)路后部的熱用戶(hù)，其作用壓頭和流量將小于設(shè)計(jì)值。網(wǎng)路干管后部的水壓曲線將變得平緩一些。由此可見(jiàn)，熱水網(wǎng)路投入運(yùn)行時(shí)，必須很好地進(jìn)行初調(diào)節(jié)。

⑦ 用戶(hù)增設(shè)加壓泵
在熱水網(wǎng)路運(yùn)行時(shí)，由于種種原因，有些熱用戶(hù)或熱力站的作用壓頭會(huì)出現(xiàn)低于設(shè)計(jì)值，用戶(hù)或熱力站的流量不足。在此情況下，用戶(hù)或熱力站往往要求增設(shè)加壓泵，可設(shè)在供水管或回水管上。

下面定性地分析某一熱水供熱系統(tǒng)如圖2，在用戶(hù)增設(shè)加壓泵后，如用戶(hù)3回水管上裝設(shè)一加壓泵b，整個(gè)網(wǎng)路水力工況變化的狀況，如圖7所示。圖中虛線代表未增設(shè)加壓泵之前的水壓曲線，用戶(hù)3未增設(shè)加壓泵b時(shí)的作用壓頭為△PBE，低于設(shè)計(jì)要求。增設(shè)加壓泵后，可以視為在熱用戶(hù)3及其支線上（管段BE）增加了一個(gè)阻力數(shù)為負(fù)值的管段，其負(fù)值的大小與水泵工作的揚(yáng)程和流量有關(guān)。由于在熱用戶(hù)3上的阻力數(shù)減小，在所有其他管段和熱用戶(hù)未采用調(diào)節(jié)措施，阻力數(shù)不變的情況下，整個(gè)網(wǎng)路的總阻力數(shù)必然相應(yīng)減小，則熱網(wǎng)總流量增加。熱用戶(hù)3前的干線AB和EF的流量增大，動(dòng)水壓曲線變陡，用戶(hù)1和2的資用壓頭減少，呈非等比失調(diào)。熱用戶(hù)3后面的熱用戶(hù)4和5的作用壓頭減少，呈等比失調(diào)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)干線的水壓曲線如圖7所示的虛線AB′C′D′E′F所示。熱用戶(hù)3由于回水加壓泵的作用，其壓力損失△PB′E′增加，流量增大。

由此可見(jiàn)，在用戶(hù)處裝設(shè)加壓泵，能夠起到增加該用戶(hù)流量的作用，但同時(shí)會(huì)加大熱網(wǎng)總循環(huán)水量和前端干線的壓力損失，而且其他用戶(hù)的資用壓頭和循環(huán)水量將相應(yīng)減小，甚至使原來(lái)流量符合要求的用戶(hù)反而流量不足。因此，在網(wǎng)路運(yùn)行實(shí)踐中，不應(yīng)只從本位出發(fā)，任意在用戶(hù)處增設(shè)加壓泵，必須有整體觀念，仔細(xì)分析整個(gè)網(wǎng)路水力工況的影響后才能采用。

3 結(jié)束語(yǔ)
文中簡(jiǎn)單介紹了幾種熱水供熱系統(tǒng)供熱網(wǎng)絡(luò)變化對(duì)系統(tǒng)水力工況的影響，使我們掌握了熱力網(wǎng)路各熱用戶(hù)的流量及其壓力、壓差的變化規(guī)律，可以合理地進(jìn)行網(wǎng)路的初調(diào)整和運(yùn)行調(diào)節(jié)，對(duì)水力工況進(jìn)行分析可指導(dǎo)熱水供熱系統(tǒng)的運(yùn)行管理，提高供熱質(zhì)量。

文章來(lái)自：http://m.53442.com.cn/news/1/547.html