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本文對壓差控制的工作原理、注意事項(xiàng)、應(yīng)用效果以及優(yōu)缺點(diǎn)等幾部分進(jìn)行了深入的探討和分析，對于其應(yīng)用在一次網(wǎng)熱力站內(nèi)，對提高管網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性所起的作用做了相關(guān)論述，為進(jìn)一步的研究提供參考意見。

1、前言：

    在集中供熱領(lǐng)域，為了避免水力失調(diào)、近熱遠(yuǎn)冷等不利現(xiàn)象，各種類型的管網(wǎng)平衡裝置越來越多的被應(yīng)用，其也成為實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)高效節(jié)能運(yùn)行的有效手段。但由于現(xiàn)在市場上平衡裝置種類繁多，所以先對其各自適應(yīng)的系統(tǒng)范圍作如下簡要介紹。如對于靜態(tài)失調(diào)，可理解為系統(tǒng)中各用戶在設(shè)計(jì)狀態(tài)下，實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量不符，可用靜態(tài)平衡閥或動態(tài)平衡閥來解決。若對于隨機(jī)變化的動態(tài)失調(diào)，如某些用戶的水流量改變時，會引起系統(tǒng)的阻力分布也發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其他用戶的流量隨著改變。這種失調(diào)現(xiàn)象只能用動態(tài)平衡閥來解決 。

隨著熱用戶調(diào)節(jié)需求的提高，運(yùn)行工況變化頻繁，適應(yīng)于變流量系統(tǒng)的動態(tài)平衡裝置在供熱系統(tǒng)中得到越來越多的應(yīng)用。自力式壓差控制器可在被控環(huán)路出現(xiàn)擾動時，完成自動調(diào)節(jié)，使被控環(huán)路的差壓保持恒定。為優(yōu)化水力工況，我公司在管網(wǎng)前段換熱站內(nèi)一次側(cè)設(shè)置了壓差控制器，現(xiàn)對其應(yīng)用效果和需要注意的地方作如下論述。

2、壓差控制器簡介及工作原理

壓差控制器主要應(yīng)用在變流量供熱系統(tǒng)中，可自動消除管網(wǎng)的剩余壓頭以及壓力波動引起的流量偏差，進(jìn)而恒定被控系統(tǒng)兩端的壓差。

差壓控制器主要包括①控制閥體②帶有膜腔的驅(qū)動頭 ③設(shè)定壓差的彈簧三部分。此外，壓差控制器的兩個接口P1和P2通過脈沖管分別連接到被控部件或系統(tǒng)的出水管道和供水管道上。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，膜片所受到P1向上的力和P2向下的力以及彈簧設(shè)定壓力達(dá)到平衡。工作原理可從如下兩種情況所述：

（1）當(dāng)供熱系統(tǒng)外網(wǎng)波動導(dǎo)致供壓升高P1增大時，推動感壓膜片帶動閥芯上移關(guān)小閥門，致使P2值增大，從而保證熱力站的資用壓差P1-P2恒定。增大的只是壓差閥的阻力P2-P3值，即外網(wǎng)的壓力波動由自力式差壓控制器消除。（2）當(dāng)熱力站的阻力發(fā)生變化時，如某一臺換熱機(jī)組關(guān)閉，則熱力站的總阻力增大，P2減小，P1-P2增大，膜片帶動閥芯上移關(guān)閥，P2增大恢復(fù)原值，最終保證熱力站的資用壓差P1-P2不變。

由此可見，無論是熱網(wǎng)的壓力出現(xiàn)波動，還是熱力站內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，自力式差壓控制器均可維持施加于被控對象壓差和流量恒定，內(nèi)外兩種干擾因素都可以被解決。壓差控制器就可限制該支路的資用壓頭，降低主管網(wǎng)對支路管網(wǎng)的影響，保證各支線系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。當(dāng)需要改變被控壓差值的時候，可通過調(diào)節(jié)彈簧底端螺母來設(shè)定。

3、需要注意的幾點(diǎn)問題

（1）選型方法：

在自力式壓差控制器的選型上，我們主要通過流量系數(shù)K_V值來確定，參照公式（m³/h）。主要按照最大流量和可能的最小工作壓差計(jì)算所需的最大K_V值，應(yīng)小于閥門標(biāo)定的Kvs值；再根據(jù)最小流量和可能的最大工作壓差計(jì)算所需的最小K_V值，應(yīng)大于閥門的最小K_V值進(jìn)行修正。如對于流量G=5~10m³/h、△P最大=150Kpa、△P最小=50Kpa的情況時，K_V最大= ，K_V最小= 。根據(jù)Kvs在所選產(chǎn)品型式的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出的14.1m³/h即為最大流量時的Kv值，選取小于Kvs值并接近Kv值的閥門口徑。根據(jù)所選定的Kv值和流量特性，驗(yàn)證調(diào)節(jié)閥的開度，開度應(yīng)盡量控制在60％~90％之間，這樣即可滿足設(shè)計(jì)流量的需求，又有一定的調(diào)節(jié)余度。

（2）安裝注意事項(xiàng)：

?  因?yàn)槟で粌?nèi)有橡膠墊片，為延長使用壽命，盡量安裝在溫度低的回水管上。

?  建議在導(dǎo)壓管供水端安裝球閥，可以起到關(guān)斷作用，便于消除導(dǎo)管堵塞。

?  需要定期在螺紋桿上涂抹防銹油（黃油），防止其銹蝕，影響彈簧受力精度。

?  供水管和該閥前的回水管應(yīng)分別安裝壓力表，便于調(diào)節(jié)控制壓差，壓力表和取壓點(diǎn)之間不應(yīng)有其它阻力元件。如果管道上沒有壓力表，則需要數(shù)螺母的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行設(shè)定，調(diào)節(jié)難度加大。

（3）使用注意事項(xiàng)：

?  高壓引入彈簧側(cè)膜盒中，低壓引入閥體側(cè)膜盒中。如果接錯將導(dǎo)致低壓腔的壓力大于高壓腔，有可能損壞膜盒。

?  當(dāng)壓差小于閥門的正常工作范圍時，壓差控制器因?yàn)椴荒芴峁╊~外的壓頭，即使閥門全開，可能流量仍然比設(shè)定流量低，所以多應(yīng)用于資用壓頭較高的管網(wǎng)前端。

?  若某條支線內(nèi)換熱站因?yàn)楝F(xiàn)場條件局限等原因未實(shí)現(xiàn)全部安裝，應(yīng)防止未安裝站點(diǎn)可能出現(xiàn)的較以前更嚴(yán)重的壓頭過高和過流現(xiàn)象。

4、應(yīng)用效果

天津市津安熱電有限公司現(xiàn)狀供熱面積約2464萬平方米，一次管網(wǎng)總長度484公里，換熱站484座，供熱半徑達(dá)到18km。供熱范圍廣、管線復(fù)雜、水力調(diào)節(jié)難度大一直是公司生產(chǎn)工作的難點(diǎn)。管網(wǎng)前段最大供回水壓差達(dá)到6bar，末端部分換熱站出現(xiàn)負(fù)壓，需要開啟回水管道泵才能實(shí)現(xiàn)正常供熱。為解決部分區(qū)域的水力失衡問題，我公司在管網(wǎng)前端部分換熱站內(nèi)增設(shè)壓差控制器，起到了很好的運(yùn)行效果，現(xiàn)選取幾個典型的改造后換熱站，對其運(yùn)行效果進(jìn)行比較，如表1所示。

表1.改造換熱站運(yùn)行參數(shù)對比表

從以上運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，壓差控制器能促進(jìn)管網(wǎng)水利平衡，對于一次流量緊缺，調(diào)節(jié)困難的長距離輸送管網(wǎng)有很好的節(jié)能效果?，F(xiàn)對其應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：

（1）其不但可以吸收外網(wǎng)壓差波動，恒定被控制系統(tǒng)壓差，也可實(shí)現(xiàn)對被控系統(tǒng)內(nèi)部自主調(diào)節(jié)，有助于穩(wěn)定換熱站運(yùn)行工況。

（2）合理分配管網(wǎng)系統(tǒng)中各個分站或各個支路的供熱量，達(dá)到供熱均衡，避免了近熱遠(yuǎn)冷的平衡失調(diào)現(xiàn)象。

（3）保證調(diào)節(jié)閥在較低的壓差下工作，提高閥權(quán)度，保證其調(diào)節(jié)特性，控溫更準(zhǔn)確。并防止調(diào)節(jié)閥兩端壓差超過其最大關(guān)閉壓差，以及減少調(diào)節(jié)閥動作次數(shù)，延長使用壽命。

（4）可以降低高壓差下介質(zhì)流過閥體時產(chǎn)生的噪音，還能有效的避免可能產(chǎn)生的氣蝕現(xiàn)象。

但其也存在一些缺點(diǎn)和局限性需要改進(jìn)，具體如下：

（1）與驅(qū)動器連接的導(dǎo)壓管較細(xì)，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，堵塞后影響其正常供熱。所以對管網(wǎng)水質(zhì)有較高要求，需定期排查導(dǎo)壓管是否阻塞，并及時清理。

（2）因?yàn)樵O(shè)備體型較長，且超過一定規(guī)格口徑后，必須水平安裝，很多時候現(xiàn)場條件無法滿足安裝要求，存在一定局限性。

（3）若系統(tǒng)出現(xiàn)以熱源為主動變流量調(diào)節(jié)的減小流量工況時，管網(wǎng)的壓力減小，熱網(wǎng)近端站點(diǎn)由于壓頭的變小，壓差閥自動閥芯就會開大，維持原來的壓差恒定，流量變化只是遠(yuǎn)端站點(diǎn)，使遠(yuǎn)端用戶流量嚴(yán)重不足，不能實(shí)現(xiàn)等壓降調(diào)節(jié)。所以只在前端資用壓頭過高，或者超過電動調(diào)節(jié)閥的最大關(guān)斷能力時才有安裝自力式差壓控制閥的需要。

（4）當(dāng)系統(tǒng)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時，雖然每個階段流量不變，但每個流量階段都需要要對控制壓差進(jìn)行設(shè)定，給運(yùn)行管理帶來一定不便。

5.總結(jié)
    在以熱用戶自主調(diào)節(jié)流量的熱計(jì)量二次網(wǎng)變流量系統(tǒng)中，自力式壓差控制器應(yīng)用較為廣泛。但對于其應(yīng)用在一次網(wǎng)熱力站內(nèi)，提高管網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的研究相對較少。我公司以實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)為依托，對自力式壓差控制器的性能應(yīng)用進(jìn)行了深入分析，為進(jìn)一步的研究提供參考意見。