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          閥門知識

          電動調節閥在供熱系統中的應用

          2020-06-22

          電動閥門


          電動調節閥摘要

          實施供熱計量的變流量系統中,電動調節閥被廣泛應用在熱力站進行供熱量調節。但電動調節閥在實際使用中出現運行效果不理想,甚至無法正常調節、調節閥損壞過快的情況。一個重要的原因就是電動調節閥的設計選型不當。本文介紹了電動調節閥常用的設計選型原則和計算步驟,并結合工程實例進行說明。針對資用壓頭過大的常見情況,介紹了串聯手動調節閥和壓差控制閥兩種方式來改善其調節性能。

          電動調節閥概述

          實施供熱計量的變流量系統,處于動態的變流量運行狀態。為解決變流量供熱系統中水力失調、冷熱不均等問題,提高管理運行水平,改善供熱效果,計算機監控系統應用得越來越多,電動調節閥作為重要的調節手段,在熱力站得到廣泛的應用。熱力站一次側的電動調節閥由現場或遠程監控系統控制,調節換熱器一次側的流量,進而改變提供給熱用戶的供熱量。但在實際運行中,電動調節閥常出現運行效果不理想,甚至無法進行正常調節、調節閥損壞過快。其原因是多方面的,其中一個重要的原因就是電動調節閥的設計選型不當。由于熱力站距離熱源的遠近不同,系統提供的資用壓頭不同、壓力變化范圍大,影響電動調節閥正常運行,所以工程應用中常采用串聯手動調節閥或壓差控制閥的方式來保證電動調節閥的工作壓降,保證其調節性能。電動調節閥的設計選型很重要,直接影響系統調節效果的好壞。本文主要對變流量供熱系統中熱力站一次側電動調節閥的設計選型進行探討。

          供熱系統中電動調節閥的設計選型

          流量調節閥,在供熱系統中,占有非常重要的地位。因此,如何正確的進行流量調節閥的選型與設計,就顯得特別關鍵。在溫控閥的選型中,在選出與管道同口徑的溫控閥的同時,還有給選定的溫控閥造成一個理想的壓差工作條件;電動調節閥是適用于計算機監控系統中進行流量調節的設備,一般多在無人值守的熱力站中采用;對手動平衡閥來說,如何利用閥門的特性曲線分析閥門的調節性能,如何解決閥門在小開度情況下閥門容易導致汽水擊現象的問題;對自力式流量控制閥在設計選型時注意閥門有zui小工作差的要求。

          供熱系統實行熱計量收費可以節約能源,提高供熱系統的能效。人們往往只注意鍋爐和外網的熱損失,而忽略了熱用戶散熱損失。熱用戶散熱損失,主要是由于冷熱不均造成的,這部分熱損失約為30%~40%,是相當可觀的,從節能角度考慮,主要是挖掘這部分的節能潛力。

          ①溫控閥

          用戶室內的溫度控制是通過散熱器恒溫控制閥來實現的。散熱器恒溫控制閥是由恒溫控制器、流量調節閥以及一對連接件組成,其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元,即溫包。溫包可以感應周圍環境溫度的變化而產生體積變化,帶動調節閥閥芯產生位移,進而調節散熱器的水量來改變散熱器的散熱量。恒溫閥設定溫度可以人為調節,恒溫閥會按設定要求自動控制和調節散熱器的水量,從而來達到控制室內溫度的目的。

          溫控閥一般是裝在散熱器前,通過自動調節流量,實現居民需要的室溫。溫控閥有二通溫控閥和三通溫控閥之分。三通溫控閥主要用于帶有跨越管的單管系統,其分流系數可以在0~100%的范圍內變動,流量調節余地大,但價格比較貴,結構較復雜。二通溫控閥有的用于雙關系統,有的用于單管系統。用于雙管系統的二通溫控閥阻力較大;用于單管系統的阻力較小。溫控閥的感溫包與閥體一般組裝成一個整體,感溫包本身即是現場室內溫度傳感器。如果需要,可以采用遠程溫度傳感器;遠程溫度傳感器置于要求控溫的房間,閥體置于供暖系統上的某一部位。

          ②電動調節閥

          電動調節閥是適用于計算機監控系統中進行流量調節的設備。一般多在無人值守的熱力站中采用。電動調節閥由閥體、驅動機構和變送器組成。溫控閥是通過感溫包進行自力式流量調節的設備,不需要外接電源;而電動調節閥一般需要單相220V電源,通常作為計算機監控系統的執行機構(調節流量)。電動調節閥或溫控閥都是供熱系統中流量調節的zui主要設備,其它都是其輔助設備。

          ③平衡閥

          平衡閥分手動平衡閥和自力式平衡閥。無論手動平衡閥還是自力式平衡閥,他們的作用都是使供熱系統的近端增加阻力,限制實際運行流量不要超過設計流量;換句話說,其作用就是克服供熱系統近端的多余資用壓頭,使電動調節閥或溫控閥能在一個許可的資用壓頭下工作。因此,手動平衡閥和自力式平衡閥,它們都是溫控閥或電動調節閥的輔助流量調節裝置,但又是非常重要的,如果選型不當,或設計不合理,電動調節閥或溫控閥都不能很好工作。

          (1)手動平衡閥

          手動平衡閥是一次性手動調節的,不能夠自動地隨系統工況變化而變化阻力系數,所以稱靜態平衡閥。手動平衡閥作用的對象是阻力,能夠起到手動可調孔板的作用,來平衡管網系統的穩態失調問題;當運行工況不同于設計工況時,循環水量多于或小于設計工況,由于平衡閥平衡的是系統阻力,能夠將新的水量按照設計計算的比例平衡的分配,使各個支路的流量將同時按比例增減,仍然滿足當前負荷下所對應的流量要求。

          (2)自力式平衡閥

          自力式平衡閥則可在沒有外接電源的情況下,自動實現系統的流量平衡。自力式平衡閥是通過保持孔板前后壓差一定而實現流量限定的,因此,也可稱定流量閥。

          定流量閥作用對象是流量,能夠鎖定流經閥門的水量,而不是針對阻力的平衡。它能夠解決系統的動態失調問題;為了保持單臺制冷機、鍋爐、冷卻塔、換熱器這些設備的高效率運行,就需要控制這些設備流量固定于額定值;從系統末端來看,為了避免動態調節的相互影響,也需要在末端裝置或分支處限制流量。

          ④差壓調節閥

          差壓調節閥的原理,本質上同自力式平衡閥。只不過自力式平衡閥中,孔板是作為一個部件存在于閥體中的;而差壓調節閥中沒有孔板這一部件,而是把差壓調節閥后面的系統看作一個孔板,因此,調節閥的差壓值實際指的是其后系統出入口壓力差值。從差壓調節閥的結構可以看出:這種調節閥,目的是控制其后系統出入口壓力差值固定不變?;竟δ苁歉鶕嵊脩魺嶝摵傻男枨?,自動調整熱用戶的運行流量。當一幢建筑,由于有的熱用戶要求室溫降低,則相應房間溫控閥的開度變小,導致差壓調節閥的壓差值變大,超過設定值,此時壓差調節閥自動關小閥芯,增大節流作用,使其系統壓差值減小,直至恢復為設定值。Zui終的效果是減少流量,適應熱用戶的需熱要求,借以減輕溫控閥的頻繁操作。熱用戶要求提高室溫時,壓差調節閥的作用正好相反。

          ⑤循環水泵變流量運行時,流量調節閥的選擇

          這里主要指手動平衡閥、自力式平衡閥和壓差調節閥的選擇。

          在循環水泵變流量運行時,手動平衡閥呈等比失調,zui有利于溫控閥的運行;但其缺點是手動操作太多,難以實現理想調節。循環水泵變流量運行,各熱用戶入口zui理想的設定壓差值是隨室外氣溫變動的。對于這一點,自力式平衡閥、差壓調節閥,都不夠理想,但不會出現調節的失控。因此可采用這一類型的調節閥,這對提高供熱系統的調節性能是有好處的。

          串聯手動調節閥手動調節閥為阻力元件

          串聯手動調節閥的作用是克服供熱系統提供的多余資用壓頭,使電動調節閥在合適的壓差下工作,保證調節閥的閥端壓降與工作壓差之比>0.25~0.3,以改善調節性能。

          串聯壓差控制閥當熱力站的資用壓頭過大還可以串聯差壓控制閥,為電動調節閥提供恒定壓差。壓差控制閥可以吸收額外的資用壓頭。保持電動調節閥在穩定工況下運行,使其不受供熱系統提供的資用壓頭變化和其它熱力站調節的影響,在所有負荷下都平穩工作。調節閥兩端壓差保持不變時,其始終處在閥權度接近1的zui佳工作狀態。并對電動調節閥的關閉壓差要求降低。由于串聯壓差控制閥的諸多優點,推薦在熱力站一次側安裝電動調節閥的同時串聯壓差控制閥。壓差控制閥的兩個取壓點布置在電動調節閥兩側時。

          實施供熱計量后,供熱系統為變流量系統,電動調節閥被廣泛應用在熱力站的一次側調節供熱量。電動調節閥的實際使用情況,反映調節閥的設計選型很重要。針對供熱系統中熱力站的資用壓頭過大,導致調節閥即使在很小的開度下仍然出現超流量、調節閥損壞過快的現象,采用串聯手動調節閥和壓差控制閥兩種方式,來改善電動調節閥的使用環境,提高供熱系統的可調性。

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