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【摘 要】 目前供热管网（主要为二次供热管网）的热力平衡措施主要有装设孔板、手动调节阀、平衡阀及自力式平衡阀等几种。而水利平衡措施是一种主动行为，是建立在严格的水力计算基础上，因此，在设计阶段就要求选择符合热力管网实际调节阀规格，使所有热用户之间水力达到平衡。
【关键词】 热力管网；设计；平衡；调节；探讨
引言：
目前供热管网（主要为二次供热管网）的热力平衡措施主要有装设孔板、手动调节阀、平衡阀及自力式平衡阀等几种。因为平衡阀及自力式平衡阀造价较高，并且也需要一定的人工调节，所以采用较少，孔板平衡措施由于管网实际安装与计算工况很难相同，所以会有一定的误差，在实际使用中有一定困难，而装设具有一定调节能力手动调节阀进行管网的水力平衡調节，由于其成本低，且管网具有可调性而得到广泛应用。
供热管网建成后，在实际运行中，往往存在水力失调问题，这主要是由于以下原因造成的：（1）工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据，而实际管材的数值与标准是有差别的；（2）由于施工条件限制，是管路实际情况与设计情况有很大不同，供热管网在实际运行中不能达到平衡；（3）管网建成后的新用户增加，使原有的水力平衡遭到破坏；（4）管网维护不当，使管网水力平衡受到影响。（5）热力管网设计时，对管网的调节装置手动调节阀规格选用不合适等。针对供热管网水力失调问题，本文就热用户入口装设手动调节阀的水力平衡措施在设计阶段，通过一套严密理论选定合适规格的手动调节阀在全开状态下到达系统平衡，对于个别不平衡率超标的在系统初次运行中调节手动调节阀，使系统达到平衡。
一、国内管网水力平衡调节的方法：
近年来，国内一些单位为能解决系统的水力平衡调节问题，进行一些探索工作，取得了一些成果，主要调节方法有：
1、温差法：
此法是利用在入口安装压力表、温度计、对系统初调节。
首先是整个系统达到热力稳定。为提高系统初调节的效果，可使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化，若热源的总回水温度不再变化，就可以认为整个系统已达到热力平衡。此时记录下热源的供水和回水温度和所有热用户供、回水压力和供、回水温度。
先调节供、回水温差小于热源总供回水温差的热用户，并按照用户的规模大小和温差偏离程度大小，确定初调节的次序。先对规模较大且温差的偏离也较大热用户进行调节。根据经验对其用户引入口装置的供回水阀门进行节流，待第一轮调节完毕系统稳定运行几小时后，再重新记录总供、回水温差及各用户入口处供、回水压力和供、回水温度，进行下一轮调节。
该调节方法调节周期时间长，需要反复进行，它适应于保温较好的的管网。如果管网保温较差，管网供回的沿途温降较大，则对于供水温度较低的用户或室内供暖系统水力不平衡的用户将较差，可能出现新的水力失调。但此调节方法属于粗调，调节效果不准确。
2.比例法：此法是利用两台便携工超声波流量计，或可测得流量的阀门（如平衡阀新型入口装置）及步话机（用于调节时人员之间的联系）来完成的，比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动（例如1：2），那么当总流量在+30%范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变（1：2）。但用比例法调节时相互间不易协调，对操作人员素质要求较高，并需要两台相同的流量计，初投入较大。
3. CCR法：
CCR法是在严格的对全系统刊物阻力分析计算的基础上，对全系统实行一次调整的新方法，它由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度，使系统这到所要求的分配流量，此方法相应的初投资较大，而且测量各管段实际阻力数S值不易。但降低了运行费用，是未来发展的方向。
以上水力平衡调节方法都是一种被动行为，是对设计阶段不足的补救措施。对入口装置的调节阀如果在设计阶段能够选到某一规格调节阀，且能确定其在某一开度时通过调节阀流量为设计流量正好消耗掉剩余压力，说明管路水力平衡。下面介绍手动调节阀的选择方法：
二、手动调节阀的选择方法：
（一）手动调节阀选择的技术指标和要点：
（1）最小和最大压降：静态平衡阀最小压降应不小于3Kpa，最大压降0.15～0.25Mpa。（依管径不同），选型时应根据系统要求校核。
（2）选择要点：根据静态平衡阀所在环路流量、需消耗的过余资用压差（实际资用压差与需要压差之间的差值）等水力计算结果、以及产品技术资料中的相关图表，选择阀门口径及设定值。注意：阀门上的最大压降严禁大于产品技术资料中的相关要求，以防产生噪声并汽蚀阀门。（注：选型所涉及阀门型号、流量和设定值，宜标注于图纸上，作为现场调试参考值）
（二）手动调节阀的流通能力：
调节阀的流通能力Cv值是调节阀选型的主要参数之一，调节阀的流通能力的定义为：当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流径调节阀的流量数，称为流通能力，也称流量系数，以Cv表示。
（三）手动调节阀的选择：
根据当量阻力法理论依据：△P=?G2，
式中：△P：管段的压力损失（Pa）；
?：当量阻力，（对于手动调节阀规格确定，?值就成定值）
G：流过管段的流量（m3/h）；
调节阀在某一开度时的流量Cvs和压降Ps与全开时的流通能力Cv和压降0.1Mpa存在以下关系式：（Cv/Cvs）2=0.1/Ps。
在实际设计中知道，设计流量、压降（过余资用压差），就可以通过试算选定调节阀的规格大小和较易操作的开度。
下表为T40H型调节阀性能参数：
公称直径DN（mm） 20 25 32 40 50 65 80
流通能力（m3/h） 5.46 8.52 13.3 21.7 37.53 59.0 116.0
三、定论
这种水利平衡措施是一种主动行为，是建立在严格的水力计算基础上，因此，在设计阶段就要求选择符合热力管网实际调节阀规格，使所有热用户之间水力达到平衡。在热力管网初次运行阶段，依据设计文件对个别热用户入口调节阀进行调节并锁定，很容易达到预期的设计效果。这种水利平衡方法较适合中国国情，与其它办法比较而言，这种办法管路体系投资较少，操作具有目的性，调节好调节阀敞开高度具有锁定性，保证调节结果不被更改。适应于现阶段我国正逐步完善的小规划集中供热体系。
参考文献：
贺平孙刚《供热工程》（新一版）1993
《全国民用建筑工程设计技术措施》暖通空调·动力2009版
《全国民用建筑工程设计技术措施》建筑产品选用技术（水暖电）2009版
【关键词】 热力管网；设计；平衡；调节；探讨
引言：
目前供热管网（主要为二次供热管网）的热力平衡措施主要有装设孔板、手动调节阀、平衡阀及自力式平衡阀等几种。因为平衡阀及自力式平衡阀造价较高，并且也需要一定的人工调节，所以采用较少，孔板平衡措施由于管网实际安装与计算工况很难相同，所以会有一定的误差，在实际使用中有一定困难，而装设具有一定调节能力手动调节阀进行管网的水力平衡調节，由于其成本低，且管网具有可调性而得到广泛应用。
供热管网建成后，在实际运行中，往往存在水力失调问题，这主要是由于以下原因造成的：（1）工程设计是根据水力学理论进行计算而选取相应的数据，而实际管材的数值与标准是有差别的；（2）由于施工条件限制，是管路实际情况与设计情况有很大不同，供热管网在实际运行中不能达到平衡；（3）管网建成后的新用户增加，使原有的水力平衡遭到破坏；（4）管网维护不当，使管网水力平衡受到影响。（5）热力管网设计时，对管网的调节装置手动调节阀规格选用不合适等。针对供热管网水力失调问题，本文就热用户入口装设手动调节阀的水力平衡措施在设计阶段，通过一套严密理论选定合适规格的手动调节阀在全开状态下到达系统平衡，对于个别不平衡率超标的在系统初次运行中调节手动调节阀，使系统达到平衡。
一、国内管网水力平衡调节的方法：
近年来，国内一些单位为能解决系统的水力平衡调节问题，进行一些探索工作，取得了一些成果，主要调节方法有：
1、温差法：
此法是利用在入口安装压力表、温度计、对系统初调节。
首先是整个系统达到热力稳定。为提高系统初调节的效果，可使网路供水温度保持60℃以上的某个温度不变化，若热源的总回水温度不再变化，就可以认为整个系统已达到热力平衡。此时记录下热源的供水和回水温度和所有热用户供、回水压力和供、回水温度。
先调节供、回水温差小于热源总供回水温差的热用户，并按照用户的规模大小和温差偏离程度大小，确定初调节的次序。先对规模较大且温差的偏离也较大热用户进行调节。根据经验对其用户引入口装置的供回水阀门进行节流，待第一轮调节完毕系统稳定运行几小时后，再重新记录总供、回水温差及各用户入口处供、回水压力和供、回水温度，进行下一轮调节。
该调节方法调节周期时间长，需要反复进行，它适应于保温较好的的管网。如果管网保温较差，管网供回的沿途温降较大，则对于供水温度较低的用户或室内供暖系统水力不平衡的用户将较差，可能出现新的水力失调。但此调节方法属于粗调，调节效果不准确。
2.比例法：此法是利用两台便携工超声波流量计，或可测得流量的阀门（如平衡阀新型入口装置）及步话机（用于调节时人员之间的联系）来完成的，比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动（例如1：2），那么当总流量在+30%范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变（1：2）。但用比例法调节时相互间不易协调，对操作人员素质要求较高，并需要两台相同的流量计，初投入较大。
3. CCR法：
CCR法是在严格的对全系统刊物阻力分析计算的基础上，对全系统实行一次调整的新方法，它由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度，使系统这到所要求的分配流量，此方法相应的初投资较大，而且测量各管段实际阻力数S值不易。但降低了运行费用，是未来发展的方向。
以上水力平衡调节方法都是一种被动行为，是对设计阶段不足的补救措施。对入口装置的调节阀如果在设计阶段能够选到某一规格调节阀，且能确定其在某一开度时通过调节阀流量为设计流量正好消耗掉剩余压力，说明管路水力平衡。下面介绍手动调节阀的选择方法：
二、手动调节阀的选择方法：
（一）手动调节阀选择的技术指标和要点：
（1）最小和最大压降：静态平衡阀最小压降应不小于3Kpa，最大压降0.15～0.25Mpa。（依管径不同），选型时应根据系统要求校核。
（2）选择要点：根据静态平衡阀所在环路流量、需消耗的过余资用压差（实际资用压差与需要压差之间的差值）等水力计算结果、以及产品技术资料中的相关图表，选择阀门口径及设定值。注意：阀门上的最大压降严禁大于产品技术资料中的相关要求，以防产生噪声并汽蚀阀门。（注：选型所涉及阀门型号、流量和设定值，宜标注于图纸上，作为现场调试参考值）
（二）手动调节阀的流通能力：
调节阀的流通能力Cv值是调节阀选型的主要参数之一，调节阀的流通能力的定义为：当调节阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm3时，每小时流径调节阀的流量数，称为流通能力，也称流量系数，以Cv表示。
（三）手动调节阀的选择：
根据当量阻力法理论依据：△P=?G2，
式中：△P：管段的压力损失（Pa）；
?：当量阻力，（对于手动调节阀规格确定，?值就成定值）
G：流过管段的流量（m3/h）；
调节阀在某一开度时的流量Cvs和压降Ps与全开时的流通能力Cv和压降0.1Mpa存在以下关系式：（Cv/Cvs）2=0.1/Ps。
在实际设计中知道，设计流量、压降（过余资用压差），就可以通过试算选定调节阀的规格大小和较易操作的开度。
下表为T40H型调节阀性能参数：
公称直径DN（mm） 20 25 32 40 50 65 80
流通能力（m3/h） 5.46 8.52 13.3 21.7 37.53 59.0 116.0
三、定论
这种水利平衡措施是一种主动行为，是建立在严格的水力计算基础上，因此，在设计阶段就要求选择符合热力管网实际调节阀规格，使所有热用户之间水力达到平衡。在热力管网初次运行阶段，依据设计文件对个别热用户入口调节阀进行调节并锁定，很容易达到预期的设计效果。这种水利平衡方法较适合中国国情，与其它办法比较而言，这种办法管路体系投资较少，操作具有目的性，调节好调节阀敞开高度具有锁定性，保证调节结果不被更改。适应于现阶段我国正逐步完善的小规划集中供热体系。
参考文献：
贺平孙刚《供热工程》（新一版）1993
《全国民用建筑工程设计技术措施》暖通空调·动力2009版
《全国民用建筑工程设计技术措施》建筑产品选用技术（水暖电）2009版