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自力式差壓控制器在熱網的應用
點擊次數：593 發(fā)布時間：2010-7-2
| 自力式差壓控制器在熱網的應用 |
| 發(fā)布日期：2010-7-2 7:57:08 點擊：95 |
| 自力式差壓控制器是水力工況平衡用閥的一種，屬于動態(tài)平衡閥，用于閉環(huán)的水循環(huán)系統(tǒng)（如熱網、空調冷水系統(tǒng)等）中。它的作用是當被控環(huán)路出現(xiàn)擾動時，完成自動調節(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制造有限公司生產的ZYF-16型自力式差壓控制器為例，對自力式差壓控制器在熱網的應用進行探討。 1. 工作原理 自力式差壓控制器主要由彈簧、膜盒、膜片、閥芯、差壓調節(jié)手柄，導壓管構成。膜盒為主要控制元件，導壓管將被控環(huán)路的壓力導入膜盒，作用在膜片上，使膜片與彈簧受力達到平衡。自力式差壓控制器工作流程見圖1，圖中p1為熱網的供水壓力，p2為熱力站的回水壓力，p3為熱網的回水壓力。當熱網的供回水壓差Δp=p1-p3減小時，膜片帶動閥芯上移，閥的阻力p2-p3減小，從而使熱力站的資用壓差p1-p2保持不變。當Δp增大時，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。 當熱力站的阻力發(fā)生變化時，若某一臺換熱機組關閉，則熱力站的總阻力增大，p2減小，p1-p2增大。膜片帶動閥芯下移，閥的阻力p2-p3增大，從而使熱力站的資用壓差p1-p2保持不變。 由此可見，無論是熱網的壓力出現(xiàn)波動，還是熱力站內部的阻力發(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. 適用場所 ① 適用場所1 對于具有多臺換熱機組的熱力站，安裝自力式差壓控制器可削弱各換熱機組間的調節(jié)干擾。安裝手動調節(jié)閥、自力式差壓控制器的熱力站系統(tǒng)見圖2、3。 圖3 安裝自力式差壓控制器的熱力站 由圖2可知，當熱力站的某一臺換熱機組進行調節(jié)（例如機組B關閉時），由于熱力站的總阻力增大，總流量減小。導致壓差p1-p2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調節(jié)閥，當機組B關閉時，自力式差壓控制器使施加于熱力站的壓差p1-p2保持不變。當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，造成機組A、C的壓差、流量增大，但相對于采用手動調節(jié)閥，增大的幅度有所下降。顯然，干管1—5段、2—8段的阻力變化相對于整個熱力站的阻力可以忽略不計，則可視為各換熱機組間的調節(jié)互不干擾。 實際上干管的阻力是客觀存在的，各機組間的調節(jié)干擾也是不可避免的。但在系統(tǒng)設計合理的前提下，這種干擾是微弱的。設計時，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，盡可能減小干管的阻力?？梢允垢鳈C組間的調節(jié)干擾降低到zui低程度，使熱力站具有較好的水力穩(wěn)定性。 ② 適用場所2 在熱力站的自動調節(jié)中，自力式差壓控制器一般與電動調節(jié)配合使用。電動調節(jié)閥的選型有兩個原則：原則1，設計流量對應閥門相對開度為90%左右；原則2，閥權度不小于0.3。原則1往往難以滿足，這是由于同一種電動調節(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，簡單的解決辦法是與電動調節(jié)閥串聯(lián)一個平衡閥，消耗一部分壓差，從而使電動調節(jié)閥在90%相對開度時為設計流量。但這種處理有時會出現(xiàn)電動調節(jié)閥的閥權度過小情況，即閥工作時的壓差變動范圍過大，造成閥的工作特性嚴重偏離理論特性，使控制的精度變差。若閥權度小于0.3，則與電動調節(jié)閥串聯(lián)一個自力式差壓控制器（不再安裝平衡閥），用自力式差壓控制器控制電動調節(jié)閥的進出口壓差，使之基本恒定，外網的壓力波動由自力式差壓控制器消除。 3 應用實例 石家莊華電熱水供熱系統(tǒng)由東線、北線、天同、南效、中線5個大型區(qū)域熱網組成，系統(tǒng)全部互聯(lián)。到2008年，石家莊華電熱水供熱系統(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、遠距離輸送（zui遠達到17km）、多處環(huán)狀管網和多熱源關聯(lián)運行的特點，供熱系統(tǒng)復雜。由于缺乏熱網的監(jiān)測數據和必要的分析調控手段，整個熱網的水力失調非常嚴重。主要表現(xiàn)為：近端供熱量偏大，流量分本不均，各個環(huán)狀管網間相互干擾，調節(jié)困難。多年來，熱網的實際運行情況為：一級管網實際流量為1.2×104t/h，一級管網實際供回水溫差僅20℃，實際流量是供暖初末期設計經濟流量的2倍以上，是嚴寒期尖峰值的1.32倍。 在石家莊華電熱水供熱系統(tǒng)的調控中，我們采用了熱網監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心、遠程終端控制站、自力式差壓控制器、通信系統(tǒng)等。由于資金原因，熱網監(jiān)控系統(tǒng)實行一次設計、分步實施。2007年，對距離熱源較近、負荷較大、供熱量偏大的50多座熱力站安裝了自力式差壓控制器。當年供暖期投入運行，明顯改善了往年近端供熱量偏大、遠端供熱量不足的運行狀況。2008年，我們根據前一年的運行經驗和數據，經過水力計算，又對水力工況不佳的逾20座熱力站安裝了自力式差壓控制器，基本上克服了熱網的水力失調。 4 結論 自力式差壓控制器對熱網水力工況的調節(jié)作用是顯著的，可以在很大程度上節(jié)約能源，避免浪費。熱網規(guī)模越大，節(jié)能效果越顯著。 |