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现阶段很大比例二级供热管网还没有实现智能化，在实际运行过程中，末端水力失衡的现象依然很严重，而水力失衡是造成供热能耗浪费的主要原因之一，同时，水力平衡又是保证其他节能措施能够可靠实施的前提，因此，对系统节能而言，首先应该做到水力平衡，而且必须强制要求系统达到水力平衡。本文将讨论一下如何调整非智能型二级供热管网的水力平衡。
一、严格做好水力计算
（1）水力计算的原理：
热水供暖系统中，计算管段的总压力损失，可用下式表示：
Re——雷诺数，流动状态的准则数，当Re<2320时，流动为层流流
动，当Re＞2320时，流动为紊流流动；
υ——热媒的运动粘滞系数，㎡/s；
K ——管壁的当量绝对粗糙度；
ε——管壁的相对粗糙度；其它同前。
1.K值的确定：管壁的当量绝对粗糙度K与管子的使用情况和管子使用时间等因素有关。对于热水供暖统一般推荐室内热水供暖系统管道K取0.2mm，室外热水管网管道K取0.5mm。
2.Re值的确定：根据已知的流量、管径、水的密度可计算出流速；运动粘度查表可得；由此计算出Re值。
3.λ值的确定：可根据计算的流量和实际管径查《城市供热手册》。
式中Σζ--计算管段中局部阻力系数之和。各种管附件的局部阻力系数值ζ，是用实验方法确定的。
至此，我们就可以计算出每个环路的总阻力损失。
（2）水力计算的一般要求：
1）各种水力计算都是先计算最不利环路，然后再进行其它分支环路的水力计算，最后计算的结果，最不利环路与并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于15%，这是最低标准，在条件允许的情况下，我们应该通过减小近端管径、增大远端管径以及增加平衡阀的措施将压力损失相对差额继续降低。
2）总压力损失附加值：整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加10%的附加值，以此确定系统必需的循环作用压力。
二、选择合适的系统形式
同程式系统的特点就是经过每一环路的管道长度基本相等，如果每个环路管道的比摩阻差别很小，则管网的阻力不需要调节就能达到平衡。而异程式系统，由于通过每个环路的管道长度不等，所以需要控制不同环路的比摩阻的数值，以便管网的水力计算能满足要求。但是同程式系统由于增加了回程管，势必要增加初投资，并且水泵的能耗也会增加。只有少数情境下适合使用同程式系统。像末端用户（用户建筑面积约160m2）的室内管网，一般适用于采取同程式系统，初投资的增加很少，但是室内供暖效果却可以提高很多；小区内的低温水管网，如果换热站和热用户布局合理，条件允许的情况下也可以考虑同程式系统；高温水管网一般不会采取同程式系统
三、选择合适的平衡阀
通过水力计算和系统形式的选择，我们能做的也只是在理想工况下，供热管网达到了水力平衡，可以说是一种静态平衡。事实上，在实际运行过程中，并不是都能按照设计的数据去运行。这是因为用户操作温控阀时，会引起支路流量的变化；运行人员也会根据室外温度的变化，进行质调节和量调节，这些因素的存在就会打破管网的静态平衡。那么我们在设计的时候就要考虑在系统中加入平衡阀，以便于在运行工况发生变化时，能够及时改变管网的特性，使之达到新的平衡。
平衡阀按照工作原理大体上可以分为三类；1、静态平衡阀；2、动态流量平衡阀；3、动态压差平衡阀。目前，变流量系统因其能够大幅度节省水泵电耗，应用越来越广泛，而变流量系统中各用户的流量即不是固定不变的，也不是按比例变化的，因此在变流量系统中不应使用动态流量平衡阀，而应使用动态压差平衡阀。那么动态压差平衡阀能完美解决吗？动态压差平衡阀内部是弹簧结构，在调试的过程中，弹簧拉伸长度不停变化，其Kvs值是在不断变化的，在动态压差平衡阀的Kvs值不断变化的情况下是无法通过动态压差平衡阀实现流量测量的。最多只能通过测量口来测量其两端的稳定压差ΔP，如果我们把动态压差平衡阀的两端压差调整到设计压差ΔP，此时该支路的流量并不一定能够达到设计流量，因为支路的任何一点与设计条件不一致就会导致运行参数出现变化，而我们调试的最终目的还是要保证支路的流量。所以笔者推荐静态平衡阀和动态压差平衡阀配套使用的形式。静态平衡阀不仅有系统调整不可或缺的诊断功能，还有流量测量的功能，能够为动态压差平衡阀的调试提供基础数据。只有在实际的调试过程中，才能体会到静态平衡阀配套使用的重要性。
四、末端平衡调整技巧
前面从设计的角度对末端水力平衡提出了一些建议，但是设计参数和实际运行数据还是存在一定程度的差异，所以笔者还是希望能提高提高大家对调试过程的重视程度。
第一、首先进行粗调节，通过静态平衡阀的调试，使系统达到静态平衡，前端一般要把平衡阀开度调至50%，然后根据分支数量依次提高后端平衡阀的开度；
第二、观察粗调节的效果，根据系统此时的运行工况，对局部流量过大过小的分支进行精细调整；
第三、根据每个分支的管径、流量、回路长度来设定动态压差平衡阀的压差，使整个回路能达到动态平衡。
第四、水力平衡调整是比较繁琐的过程，调整要做到楼总阀、单元阀、用户阀的调整，效果会比较明显。
设计质量对供热管网的运行质量起着举足轻重的作用，但是仅仅从设计的角度并不能完全消除水力失衡，只能是通过理论计算尽量减少水力失衡，同时为运行调试人员提供调试依据，做到调试过程有数据支持，避免反复调试带来的工作量的增加。
论文作者:刘凯旋1,邓 震2
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/31
标签：水力论文; 管网论文; 平衡阀论文; 系统论文; 流量论文; 环路论文; 动态论文; 《建筑实践》2019年第08期论文;