迪普馬duplomatic應(yīng)用分析編輯
一、平衡閥
平衡閥正確地理解應(yīng)為水力工況平衡用閥。從這一觀(guān)念出發(fā)一切用于水力工況平衡的閥門(mén)如調(diào)節(jié)閥、減壓閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥都應(yīng)看成水力工況平衡用閥——平衡閥。而市場(chǎng)上稱(chēng)為平衡閥的產(chǎn)品，僅是附加了流量測(cè)試功能的一種手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
靜態(tài)平衡閥是指手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或手動(dòng)平衡閥。動(dòng)態(tài)平衡閥是指自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥也曾稱(chēng)作自力式流量控制器、自力式平衡閥。自力式壓差控制閥在北歐也稱(chēng)為Automotic Balamce Valve即自動(dòng)平衡閥。
二、水力工況和水力工況平衡
一般地說(shuō)供熱、空調(diào)的管網(wǎng)都是閉路循環(huán)的管網(wǎng)，其水力工況是指系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力，各管段的流量、壓差。由公式△P=SG2
△P——壓差或稱(chēng)阻力損失
S——管段或系統(tǒng)的阻力系數(shù)
G——管段或系統(tǒng)的流量
可知，流量和壓力是相關(guān)參數(shù)，流量和壓力的調(diào)控互為手段和目的。減壓手段是減少上游管路的流量；減少流量也必湎是減少管路前點(diǎn)的壓力或增加管路后點(diǎn)的壓力。流量變化必然導(dǎo)致壓力的變化；S值不變的系統(tǒng)，壓差的變化必然起因于流量的改變。因此說(shuō)沒(méi)有一咱不影響壓力的流量控制閥，也沒(méi)有一種不影響流量的壓力控制閥。
水力工況平衡是指流量的合理分配。在供熱和空調(diào)管網(wǎng)中，水是熱載體介質(zhì)，水流量的合理分配是熱力工況平衡的基礎(chǔ)。以供熱系統(tǒng)為例，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行水力工況計(jì)算時(shí)在各分支流量為設(shè)計(jì)值的假想情況下進(jìn)行的。由于管材及高流速成的限制，設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)水力平衡幾乎是不可能的。這樣勢(shì)必造成近端阻力系數(shù)不能達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)，形成近端流量過(guò)大，遠(yuǎn)端流量不足的失調(diào)現(xiàn)象。
由于水力工況設(shè)計(jì)成了一個(gè)設(shè)計(jì)水壓圖，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)這一水壓圖必須由閥門(mén)平衡調(diào)節(jié)而形成。用閥門(mén)調(diào)節(jié)水力工況的過(guò)程是建立合理水壓圖的過(guò)程，在設(shè)計(jì)合理的情況下，這兩個(gè)水壓圖會(huì)會(huì)合得很好。
由于運(yùn)行水力工況是水泵的工作曲線(xiàn)與外網(wǎng)特性曲線(xiàn)交點(diǎn)形成的。
對(duì)于外網(wǎng)特性曲線(xiàn)△P=SG2，由于并聯(lián)的近端支路S值會(huì)小于設(shè)計(jì)值，造成總S值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，循環(huán)水泵在小揚(yáng)程大流量工況下運(yùn)行，使水泵在大軸功率，低效率點(diǎn)運(yùn)行。嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)軸功率大于電機(jī)銘牌功率，電機(jī)超額定電流，直至燒電機(jī)事故發(fā)生。
調(diào)網(wǎng)的過(guò)程就是用平衡閥增加近端阻力，使近端支路S值增大至設(shè)計(jì)值，總S值增大至設(shè)計(jì)值。使遠(yuǎn)近流量分配均勻合理，循環(huán)水泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，達(dá)到節(jié)熱、節(jié)電，提高供熱質(zhì)量的目的。
運(yùn)行崗們工作者常對(duì)一些水力工況失衡現(xiàn)象形成誤解：
（1）水泵出力不足，水泵實(shí)際揚(yáng)程小于銘牌揚(yáng)程，導(dǎo)致辭末端過(guò)不去水。
實(shí)際上是由于近端支線(xiàn)阻力小、流量大，造成遠(yuǎn)端流量小，水泵工作點(diǎn)偏移在大流量、小揚(yáng)程、低效率的工作點(diǎn)。
（2）鍋爐或換熱器阻力大，所有鍋爐或換熱器廠(chǎng)商標(biāo)稱(chēng)阻力都遠(yuǎn)小于實(shí)際阻力。
實(shí)際上總循環(huán)水量的加大必然導(dǎo)致辭鍋爐換熱器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
（3）鍋爐出力不足,實(shí)際上流量加大后供回水溫差不可能更大。當(dāng)然煤質(zhì)和風(fēng)系統(tǒng)不正常也可能造成鍋爐出力問(wèn)題。
三、調(diào)網(wǎng)水壓圖分析和平衡閥的安裝位置
調(diào)網(wǎng)的過(guò)程是利用平衡閥使各分支達(dá)到合理流量的過(guò)程。近端資用壓頭大于用戶(hù)需用壓頭必然導(dǎo)致流量過(guò)大。必須用閥門(mén)消耗富裕壓頭富裕壓頭=資用壓頭-需用壓頭）
圖二示意用戶(hù)閥門(mén)及各壓力點(diǎn)，如果用戶(hù)供水管安裝平衡閥調(diào)網(wǎng)，則P3近似等于P4，P2壓力線(xiàn)如圖三所示，近乎平行P4。如果用戶(hù)回水管安裝平衡閥調(diào)網(wǎng)，則P2近似等于P1，P3壓力線(xiàn)近乎平行P1。
戶(hù)內(nèi)實(shí)際供水壓力為P2，回水壓力為P3。如果壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行倒空，壓力過(guò)高導(dǎo)致耐壓等級(jí)較低的元件（如散熱器）的壓力破壞。
因此對(duì)地形高差大的管網(wǎng)應(yīng)按上述因素考慮平衡閥的安裝位置。即在地形低洼處樓群平衡閥宜安裝于供水，以保證戶(hù)內(nèi)不起壓；在地形較高位置平衡閥宜安裝于回水，以保證用戶(hù)不倒空。
對(duì)于大型直聯(lián)管網(wǎng)，如電廠(chǎng)凝汽供熱管網(wǎng)，供熱半徑很大，外網(wǎng)供回水壓差很大，因此對(duì)平衡閥安裝位置應(yīng)作特殊考慮。
克系數(shù)，L—閥行程
由此可知閥門(mén)的每一個(gè)行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恒定值。這一原理的閥初做成流量不可調(diào)的流量限制器，近年生產(chǎn)的流量可調(diào)式一種是做成多管通道，通過(guò)堵管調(diào)整設(shè)定流量；另一種是用一手動(dòng)閥改變自力閥Kv與行程的關(guān)系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調(diào)整位置的反比關(guān)系，造成調(diào)整位的流量控制精度不高。另外有的產(chǎn)品用波紋管制作感壓膜和自由彈簧的一體化產(chǎn)品，由于不銹鋼波紋管處在流動(dòng)死區(qū)，在水中氯離子含量較高時(shí)，極易產(chǎn)生腐蝕。
（3）自力式壓差控制閥與手動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥組原理。這種原理是現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)流量控制閥廣泛采用的。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的每一個(gè)開(kāi)度位置對(duì)應(yīng)一個(gè)Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動(dòng)調(diào)節(jié)閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時(shí)只需調(diào)整手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的Kv值。
這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差
△P=N/S
N——彈簧力
S——感壓膜工作面積
彈簧力在自力閥的行程內(nèi)會(huì)有變化，但使
H/△L=1/10
H——自力閥大位移行程
△L——彈簧的預(yù)壓縮量
則△P的變化僅為±5%，流量精度可達(dá)3%。
這咱自力式流量控制閥的缺點(diǎn)在于閥門(mén)有小工作壓差的要求，一般產(chǎn)品要求小工作壓差20KPa，如果安裝在不利回路上，勢(shì)必要求循環(huán)泵多增加2米水柱的工作揚(yáng)程，所以應(yīng)采取近端安裝，遠(yuǎn)端不安的辦法。用戶(hù)離熱源距離大于供熱半徑的80%時(shí)就不宜安裝這種自力式流量控制閥。
（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量
戶(hù)內(nèi)阻力系數(shù)S，在平均供熱的前提下是不變值，戶(hù)內(nèi)設(shè)計(jì)流量G，△P=SG2,通過(guò)控制戶(hù)內(nèi)供回水壓差，一樣可以控制循環(huán)流量，調(diào)節(jié)控制壓差就可調(diào)節(jié)循環(huán)流量。用這種辦法調(diào)控流量，只是必須借助便攜式流量測(cè)試儀器如超聲波流量計(jì)。這種方式對(duì)于遠(yuǎn)端用戶(hù)，閥門(mén)不會(huì)增加消耗壓頭。
2.2自力式流量控制閥的適用性
自力式流量控制閥在大型管網(wǎng)上應(yīng)用可以使流量分配工作變得簡(jiǎn)單便捷。尤其多熱源管網(wǎng)，熱源切換運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)用戶(hù)流量產(chǎn)生影響。
但對(duì)于變流量運(yùn)行的管網(wǎng)不可采用自力式流量控制閥。在熱源主動(dòng)變流量的情況下，近端回路維持流量不變，而遠(yuǎn)端回路流量會(huì)嚴(yán)重不足。在熱用戶(hù)主動(dòng)變流量的情況下，用戶(hù)主動(dòng)調(diào)小流量時(shí)，自力式流量控制閥會(huì)開(kāi)大閥門(mén)，盡量維護(hù)原流量，直到全開(kāi)失效為止。用戶(hù)主動(dòng)調(diào)大流量時(shí)，自力式流量控制閥會(huì)關(guān)小閥門(mén)，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶(hù)主動(dòng)的流量要求才能實(shí)現(xiàn)。
3、自力式壓差控制閥
3.1自力式壓差控制閥的應(yīng)用意義
（1）自力式壓差控制閥消耗系統(tǒng)的富裕壓頭。
（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶(hù)間流量變化互相干擾作用。
這兩項(xiàng)功能有的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為散熱器上的溫控閥可以起作用，實(shí)際上如果讓溫控制閥產(chǎn)生這樣的作用必然導(dǎo)致溫控閥在小開(kāi)度下工作，甚至于在振動(dòng)工況下工作。這對(duì)溫控閥是十分不利的，溫控閥初希望的作用于利用自由熱量，我們很多業(yè)內(nèi)人士對(duì)其寄予的希望過(guò)大了。
（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶(hù)流量變化互相干擾作用。
1、原工作點(diǎn)
2、用戶(hù)主動(dòng)調(diào)整流量后形成的工作點(diǎn)
3、循環(huán)水泵變速——壓差閥動(dòng)作形成工作點(diǎn)
4、循環(huán)水泵變速無(wú)壓差閥作用的工作點(diǎn)
（4）對(duì)于電動(dòng)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，隔絕各并聯(lián)支路間調(diào)節(jié)的干擾，避免自控系統(tǒng)的多余動(dòng)作提高自控系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。
（5）起到特殊工況的限流作用。在起動(dòng)供熱和特殊嚴(yán)寒工況下用戶(hù)的供熱需求會(huì)超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會(huì)有效的限制近端流量使遠(yuǎn)端用戶(hù)達(dá)到預(yù)定的采暖效果。
3.2自力式壓差控制閥選用參數(shù)。
（1）壓差可調(diào)性
一般情況下設(shè)計(jì)上很難準(zhǔn)確計(jì)算戶(hù)內(nèi)阻力，而戶(hù)內(nèi)阻力（在設(shè)計(jì)流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調(diào)比至少應(yīng)為1：3以上。
（2）流量系數(shù)Kv的大值和小值
大流量系數(shù)是閥門(mén)全開(kāi)的流量系數(shù)；小流量系數(shù)為閥門(mén)全關(guān)位的漏過(guò)流量系數(shù)。這兩閥門(mén)參數(shù)對(duì)閥門(mén)的應(yīng)用選型是至關(guān)重要的，閥門(mén)供應(yīng)商必須實(shí)測(cè)并公開(kāi)這兩個(gè)參數(shù)。
大流量系數(shù)應(yīng)能保證小富裕壓頭下達(dá)到設(shè)計(jì)流量；小流量系數(shù)應(yīng)能保證大富裕壓頭下達(dá)到調(diào)節(jié)工況可能的小流量值。
（3）壓差控制精度，應(yīng)達(dá)到10%以保證流量精度達(dá)到5%