摘要：纵观目前的供热行业，电动调节阀被广泛应用在热力站的一次侧调节供热流量。电动调节阀的正常使用，对整个供热系统的统筹管理有着非常重要的作用，在实际使用情况中，调节阀的设计选型和出现故障后的维护显得非常重要。随着自控技术智能化程度不断提高，电动调节阀的使用还有很大的应用提升空间，在节能方面还有很大的潜力。鉴于此，本文主要分析供热系统中电动调节阀门的应用。
关键词：供热系统；电动调节阀门；应用
1、电动调节阀的工作原理
电动调节阀的主体由阀门部件、电动执行器和电动执行器与阀门部件之间的连接件组成。新型电动调节阀驱动系统采用步进电机作为其驱动电机，具有较好的启停和反转响应特性。传动机构采用同步齿形带与带轮啮合传动，不仅能保持准确的传动比而且能够吸收震动、降低噪声。电动调节阀执行器内含伺服功能，电机电源 220VAC 或者 380VAC，接受来自上位机的 4-20m A 或1-5VDC 的标准信号，阀内控制器把电流信号转换为步进电机的角行程信号，电机转动，由齿轮，杠杆，或者齿轮加杠杆，带动阀杆运作，实现直行程或角行程运动，自动地控制调节阀开度，达到对管道内流体的压力、流量等工艺参数的连续调节。同时还提供反馈信号，电机运行，通过齿轮运转，由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号。
2、供热系统中电动调节阀的设计选型
电动调节阀的设计选型很重要，直接影响系统调节效果的好坏。但在实际运行中，电动调节阀常出现运行效果不理想，甚至无法进行正常调节，调节阀损坏过快。其原因是多方面的，其中一个重要的原因就是电动调节阀的设计选型不当，电动阀的选型是一个复杂的计算过程，并且需要反推，验算选型是否合理。
图1 电动阀结构图
（1）首先根据热力站供热负荷以及一次侧的供回水温度计算电动调节阀的流量：
其中，
G 为设计流量，m3/ h；Tg为供水温度，℃ ；Th为回水温度，℃ ；Q 为供热负荷｡
（2）再根据流量和阀前后压差确定 KV值：
式中：KV———阀门的 KV值，m3/ h；ρ———介质密度，kg / m3；ΔP———阀前后压差，bar，阀前后压差是由设计院根据水压图和热力站阻力损失得来，根据供热系统的实际情况确定｡
当阀门全开时获得最大的流通能力，此时的 KV值最大，称为KVS｡KVS值是最大流通能力(定值)，由厂家提供阀门的设备参数中选取，查看选型样本中的允许压差､允许温度并最后根据 KVS值进行调节阀的选型，根据 KVS选择调节阀的口径｡
确定调节阀型号后，根据调节阀在满足最大关闭压差的情况下，反推验证所选型号是否能满足工况，来最终确定电动阀的选型。
由于热力站距离热源的远近不同，系统提供的资用压头不同、压力变化范围大，影响电动调节阀正常运行，电动调节阀属于仪表阀，其最佳运行区间为开度 50％ ～ 80％ 之间。比如近端用户，资用压头过大，流量过高，电动阀已经关闭到非常小的开度二网温度始终难以调节下来，为改善这种情况，常采取措施使调节阀尽量工作在相对开度合适的范围内，以提高调节功能，常用串联手动调节阀或压差控制阀。
3、供热系统中电动调节阀门的应用
3.1温控阀的选用
温控阀一般是装在散热器前，通过自动调节流量，实现居民需要的室温。温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统，其分流系数可以在0～100% 的范围内变动，流量调节余地大，但价格比较贵，结构较复杂。二通温控阀有的用于双管系统，有的用于单管系统。用于双管系统的二通温控阀阻力较大；用于单管系统的阻力较小。温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体，感温包本身即是现场室内温度传感器。如果需要，可以采用远程温度传感器；远程温度传感器置于要求控温的房间，阀体置于供暖系统上的某一部位。
3.2电动调节阀的选用
电动调节阀是适用于计算机监控系统中进行流量调节的设备。一般多在无人值守的热力站中采用。电动调节阀由阀体、驱动机构和变送器组成。温控阀是通过感温包进行自力式流量调节的设备，不需要外接电源；而电动调节阀一般需要单相220 V电源，通常作为计算机监控系统的执行机构(调节流量)。电动调节阀或温控阀都是供热系统中流量调节的最主要设备，其它都是其辅助设备。
3.3平衡阀门的选用
（1）手动调节式平衡阀
手动式平衡调节阀门因为其不能自动变化阻力，所以也称之为静态平衡调节阀。所以手动调节平衡阀需要手动调节孔板的阻力来实现流量的调节，从而达到整个环路中的平衡。对于工作过程中的稳态失调等方面的问题可以有效地解决，即是当循环的水量较多的时候，就会超出所允许的最大的水量。
（2）自力式的调节平衡阀
自力式的调节平衡阀与手动调节平衡阀相比，其优点是可以不通过外接电源来通过阀门的工作，只需要保证阀门前后有一定的压强差就可以实现流量的限制和调节，所以也称之为定流量阀。定流量阀也就是自力式的调节平衡阀的作用对象是流量本身而不是压力，它能够直接限制流量的体积从而保持阻力的平衡。在另一方面，为了保持一些工作设备的正常工作，例如：锅炉、冷却塔等等，就需要流量的大小不能变化，尽量保证在一个设备所规定的固定值左右。有时候会出现一些阀门在调节过程中相互干涉的情况，为了防止这类情况的产生，会在管道的最末端设置流量的限制器。
3.4差压调节阀
差压调节阀的原理，本质上同自力式平衡阀。只不过自力式平衡阀中，孔板是作为一个部件存在于阀体中的；而差压调节阀中没有孔板这一部件，而是把差压调节阀后面的系统看作一个孔板，因此，调节阀的差压值实际指的是其后系统出入口压力差值。从差压调节阀的结构可以看出：这种调节阀，目的是控制其后系统出入口压力差值固定不变。基本功能是根据热用户热负荷的需求，自动调整热用户的运行流量。当一栋建筑，由于有的热用户要求室温降低，则相应房间温控阀的开度变小，导致差压调节阀的压差值变大，超过设定值，此时压差调节阀自动关小阀芯，增大节流作用，使其系统压差值减小，直至恢复为设定值。最终的效果是减少流量，适应热用户的需热要求，借以减轻温控阀的频繁操作。热用户要求提高室温时，压差调节阀的作用正好相反。
3.5循环水泵变流量运行时，流量调节阀的选择
这里主要指手动平衡阀、自力式平衡阀和压差调节阀的选择。在循环水泵变流量运行时，手动平衡阀呈等比失调，最有利于温控阀的运行；但其缺点是手工操作太多，难以实现理想调节。循环水泵变流量运行，各热用户入口最理想的设定压差值应是随室外气温变动的。对于这一点，自力式平衡阀、差压调节阀，都不够理想，但不会出现调节的失控。因此可采用这一类型的调节阀，这对提高供热系统的调节性能是有好处的。
总之，实施供热计量后，供热系统为变流量系统，电动调节阀被广泛应用在热力站的一次侧调节供热量。电动调节阀的实际使用情况，反映调节阀的设计选型很重要。针对供热系统中热力站的资用压头过大，导致调节阀即使在很小的开度下仍然出现超流量、调节阀损坏过快的现象，采用串联手动调节阀和压差控制阀两种方式，来改善电动调节阀的使用环境，提高供热系统的可调性。
参考文献
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论文作者:孙静1,马德鹏2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：调节阀论文; 流量论文; 系统论文; 电动调节阀论文; 阀门论文; 温控阀论文; 平衡阀论文; 《基层建设》2019年第15期论文;