自力式差壓控制器在熱網(wǎng)的應(yīng)用

1、自力式差壓控制器在熱網(wǎng)的應(yīng)用自力式差壓控制器是水力工況平衡用閥的一種，屬于動(dòng)態(tài)平衡閥，用于閉環(huán)的水循環(huán)系統(tǒng)（如熱網(wǎng)、空調(diào)冷水系統(tǒng)等）中。它的作用是當(dāng)被控環(huán)路出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)，使被控環(huán)路的差壓保持恒定。本文以河北同力自控閥門(mén)制造有限公司河北同力自控閥門(mén)制造有限公司生產(chǎn)的ZYF16型自力式差壓控制器為例，對(duì)自力式差壓控制器在熱網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行探討。1.工作原理自力式差壓控制器主要由彈簧、膜盒、膜片、閥芯、差壓調(diào)節(jié)手柄，導(dǎo)壓管構(gòu)成。膜盒為

2、主要控制元件，導(dǎo)壓管將被控環(huán)路的壓力導(dǎo)入膜盒，作用在膜片上，使膜片與彈簧受力達(dá)到平衡。自力式差壓控制器工作流程見(jiàn)圖1，圖中p1為熱網(wǎng)的供水壓力，p2為熱力站的回水壓力，p3為熱網(wǎng)的回水壓力。當(dāng)熱網(wǎng)的供回水壓差Δp=p1p3減小時(shí)，膜片帶動(dòng)閥芯上移，閥的阻力p2p3減小，從而使熱力站的資用壓差p1p2保持不變。當(dāng)Δp增大時(shí)，閥芯下移，閥的阻力增大，從而使熱力站的資用壓差保持不變。當(dāng)熱力站的阻力發(fā)生變化時(shí)，若某一臺(tái)換熱機(jī)組關(guān)閉，則熱力站的總

3、阻力增大，p2減小，p1p2增大。膜片帶動(dòng)閥芯下移，閥的阻力p2p3增大，從而使熱力站的資用壓差p1p2保持不變。由此可見(jiàn)，無(wú)論是熱網(wǎng)的壓力出現(xiàn)波動(dòng)，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保證施加于被控環(huán)路的壓差保持恒定。圖1自力式差壓控制器工作流程2.適用場(chǎng)所①適用場(chǎng)所1對(duì)于具有多臺(tái)換熱機(jī)組的熱力站，安裝自力式差壓控制器可削弱各換熱機(jī)組間的調(diào)節(jié)干擾。安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、自力式差壓控制器的熱力站系統(tǒng)見(jiàn)圖2、3。圖3安裝自力式差壓

4、控制器的熱力站由圖2可知，當(dāng)熱力站的某一臺(tái)換熱機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)（例如機(jī)組B關(guān)閉時(shí)），由于熱力站的總阻力增大，總流量減小。導(dǎo)致壓差p1p2增大，加上總流量的減小，使得熱力站干管1—5段、2—8段的阻力減小，從而使機(jī)組A、C的壓差、流量增大。由圖3可知，采用自力式差壓控制器代替手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)機(jī)組B關(guān)閉時(shí)，自力式差壓控制器使施加于熱力站的壓差p1p2保持不變。當(dāng)然由于熱力站總流量的減小，也將使熱力站干管1—5段、2—8段的阻力減小，造成機(jī)組A、C

5、的壓差、流量增大，但相對(duì)于采用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，增大的幅度有所下降。顯然，干管1—5段、2—8段的阻力變化相對(duì)于整個(gè)熱力站的阻力可以忽略不計(jì)，則可視為各換熱機(jī)組間的調(diào)節(jié)互不干擾。實(shí)際上干管的阻力是客觀(guān)存在的，各機(jī)組間的調(diào)節(jié)干擾也是不可避免的。但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理的前提下，這種干擾是微弱的。設(shè)計(jì)時(shí)，干管可采用較大的管徑，在干管上除安裝自力式差壓控制器外，不再安裝其他閥門(mén)，盡可能減小干管的阻力。可以使各機(jī)組間的調(diào)節(jié)干擾降低到最低程度，使熱力站具有較好

6、的水力穩(wěn)定性。②適用場(chǎng)所2在熱力站的自動(dòng)調(diào)節(jié)中，自力式差壓控制器一般與電動(dòng)調(diào)節(jié)配合使用。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型有兩個(gè)原則：原則1，設(shè)計(jì)流量對(duì)應(yīng)閥門(mén)相對(duì)開(kāi)度為90%左右；原則2，閥權(quán)度不小于0.3。原則1往往難以滿(mǎn)足，這是由于同一種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的相鄰兩種口徑的流通能力一般都相差60%左右，因此往往找不到流通能力恰好符合在求的口徑，而只好選偏大的口徑。為此，簡(jiǎn)單的解決辦法是與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥串聯(lián)一個(gè)平衡閥，消耗一部分壓差，從而使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在90%相對(duì)開(kāi)度

7、時(shí)為設(shè)計(jì)流量。但這種處理有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度過(guò)小情況，即閥工作時(shí)的壓差變動(dòng)范圍過(guò)大，造成閥的工作特性嚴(yán)重偏離理論特性，使控制的精度變差。若閥權(quán)度小于0.3，則與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥串聯(lián)一個(gè)自力式差壓控制器（不再安裝平衡閥），用自力式差壓控制器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的進(jìn)出口壓差，使之基本恒定，外網(wǎng)的壓力波動(dòng)由自力式差壓控制器消除。3應(yīng)用實(shí)例石家莊華電熱水供熱系統(tǒng)由東線(xiàn)、北線(xiàn)、天同、南效、中線(xiàn)5個(gè)大型區(qū)域熱網(wǎng)組成，系統(tǒng)全部互聯(lián)。到2008年，石家莊華

8、電熱水供熱系統(tǒng)已擁有河北華電石家莊熱電公司、裕華熱電公司兩座熱源，具有大口徑管道、遠(yuǎn)距離輸送（最遠(yuǎn)達(dá)到17km）、多處環(huán)狀管網(wǎng)和多熱源關(guān)聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn)，供熱系統(tǒng)復(fù)雜。由于缺乏熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和必要的分析調(diào)控手段，整個(gè)熱網(wǎng)的水力失調(diào)非常嚴(yán)重。主要表現(xiàn)為：近端供熱量偏大，流量分本不均，各個(gè)環(huán)狀管網(wǎng)間相互干擾，調(diào)節(jié)困難。多年來(lái)，熱網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況為：一級(jí)管網(wǎng)實(shí)際流量為1.2104th，一級(jí)管網(wǎng)實(shí)際供回水溫差僅20℃，實(shí)際流量是供暖初末期設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)流

9、量的2倍以上，是嚴(yán)寒期尖峰值的1.32倍。在石家莊華電熱水供熱系統(tǒng)的調(diào)控中，我們采用了熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程終端控制站、自力式差壓控制器、通信系統(tǒng)等。由于資金原因，熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行一次設(shè)計(jì)、分步實(shí)施。2007年，對(duì)距離熱源較近、負(fù)荷較大、供熱量偏大的50多座熱力站安裝了自力式差壓控制器。當(dāng)年供暖期投入運(yùn)行，明顯改善了往年近端供熱量偏大、遠(yuǎn)端供熱量不足的運(yùn)行狀況。2008年，我們根據(jù)前一年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，又對(duì)水力