您的当前位置:华林调节阀网>>调节阀论文>>调节阀应用>>调节阀中平衡阀在供热管网中的应用

调节阀中平衡阀在供热管网中的应用

近几年,随着社会对能源需求的日益增长,作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少。因此,节约能源成为社会普遍关注的焦点。城市集中供热是节约能源、保护环境、提高人民生活水平和生活质量的重要途径,也是城市现代化建设的主要基础设施和重要保障。

城市集中供热管网的水力工况直接决定着整体的供热质量,水力工况处于良好状态下,才能提高集中供热管网输送效率,确保供热安全,为推进供热体制改革打好坚实的基础。

平衡阀是供热管网中调节水力工况的重要方式之一。

科学的应用平衡阀可以解决供热管网中的水力失调问题,提高供热质量,减少不必要的投资,对供热管网的整体优化起到良好的作用。同时平衡阀的合理应用也给供热管网的运行及管理带来了极大方便。

本报告主要是根据我院的多次实地考察结果,经过分析和整理而形成的。本报告主要是对现阶段内供热管网中平衡阀的应用及实际运行情况做以简单介绍,已期初步了解我国现阶段的城市供热管网中平衡阀技术的发展现状。

1 平衡阀的应用原理

平衡阀的应用原理是依据管网系统的平衡原理,具体阐述如下。

管网系统的平衡原理,主要体现在管网中的水力工况。水力工况是指管网系统各点的压力、流量及压差。流量与阻力损失的关系用下式表示

[1]:ΔP=SQ2

ΔP———压差(即阻力损失),MPa;
S———管段或者系统的阻抗;
Q———管段或系统的体积流量,m3/h。

水力平衡是指流量的合理分配。供热管网系统中,水力工况计算是在各分支流量为设计值的假想情况下进行的。由于管材及最高流速的限制,从设计上实现水力平衡几乎是不可能的。这势必造成始端阻力系数不能满足设计的理想状态,形成始端流量过大,末端流量不足的失调现象。在运行工况下,水泵输出压力的工作曲线与外网特性曲线是交汇形成的。对于外网特性曲线ΔP=SQ2,一般情况下,由于并联的始端支路S值远小于设计值,造成总S值远小于设计值,循环水泵在小扬程大流量工况下运行,其特点是轴功率大、效率低。

在供热管网系统中,水力工况的调整过程就是用平衡阀增加始端阻力,使始端支路S值增大至设计值,总S值增大至设计值。使始末端流量分配均匀合理,循环水泵在设计工况下运行,达到节能目的,提高供热质量。

2 平衡阀的选用

平衡阀是供热管网中不可缺少的重要部件,正确、合理地应用平衡阀,对管网系统的正常运行有非常重要的意义。

2.1 平衡阀的选用

原则平衡阀具有造价低和使用寿命长等优点,对支路不多的小型管网也可方便地进行水力工况平衡。调节阀特性曲线决定了阀门的调节性能。由于阀门理论特性曲线是在定压差下测试,而实际工况只要阀门开度不为1,则阀门在小开度情况下,阀前后压差大,大开度时阀门前后压差小,使阀门实际工作曲线向快开方向偏移,阀权度越小其偏移越大。对具有直线特性的阀门,由于实际性能的偏移会导致阀门有效调节的开度空间变小,因此阀门的理论性曲线以等百分比特性为好。对等百分比(对数)特性曲线阀门,在阀权度013~015时实际工作曲线可能接近直线特性。选用阀门时尽量加大阀权度,以避免阀门在小开度下运行。

2.2 平衡阀的选用方法

平衡阀的作用是消除环路剩余压头,限定环路水流量。为合理地选择平衡阀的型号,在设计供热系统时,仍要进行管网水力平衡计算,在计算的基础上按管径选取平衡阀型号。

通过阀门的流量G与阀门前后的压差△P之间的关系可以写为下式

Kv———阀门的流量系数。

对应不同的开度有不同的Kv值,Kv值的大小反映了阀门在某一开度的流通能力。下图为SP系列平衡阀DN32-DN80口径平衡阀的Kv与开度的关系曲线。

在初选平衡阀时,只要知道所要求的流量及应该消耗的压差,则可通过式(1)计算出所选阀门的流量系数Kv,再由各种型号平衡阀的Kv曲线就可查到相应的阀门型号,并同时确定开度。对原系统改造时,直接以平衡阀取代原有的截止阀或闸阀,但需要压降校核计算以避免平衡阀产生的压降过小,造成较大误差。校核步骤应按该平衡阀负担的供热面积计算出设计流量,按管径求出设计流量时管内的流速v,由该型号的平衡阀全开时的ξ值,按公式ΔP=ξ¨v2/2,求得压降值ΔP,如果ΔP<2kPa~3kPa,可选用小口径型号平衡阀,重新计算v和ΔP,直到所选平衡阀在设计流量时的压降ΔP≥2kPa~3kPa为止。

3 结论

在目前我国供热系统,以质调为主的前提下,合理的安装使用平衡阀是实现运行动态调节、降低运行成本、节约能源的有效措施,对推动集中供热事业的发展必然产生深远影响。

为了促进城市供热事业持续健康发展,加强城市规划对城市集中供热工程建设的指导,解决城市建设事业迅速发展对集中供热的需求;尽快消除城市集中供热管网中存在的水力失调状况、运行调节难等诸多问题,对城市集中供热管网设计中的平衡问题的解决,已迫在眉睫。