供热管网水力平衡

集中供热二次网运行水力平衡调节浅谈摘要: 《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》指出要全面提升热网系统效率，有效降低取暖能耗。

通过二次网水力平衡调节，一方面可以从根本上提高热网效率，减少燃料和输送热力电能的使用，实现节能减排的目的；另一方面，可以改善热用户舒适度，使供热不均衡现象降到最低。

本文通过对各种常用调节方式的实践，对比各种方式的优缺点，给实际运行调节提出指导性意见。

关键词：水力平衡；回水温度平衡法；比例法；粗调法一、二次网水力平衡现状截至2016年底，我国北方取暖面积206亿平方米，南方供暖区域有从秦岭-淮河一线向南推移的趋势。

同时，国家对清洁取暖提出了更高要求。

在此背景下，二次网水力平衡调节成为集中供热的首要工作。

目前，大量供暖企业已实现换热站无人值守，一次网水力失调得到很好的控制。

但二次网系统复杂，大部分企业仍在使用关断阀门代替调节阀门。

理论上讲，自力式平衡阀、手动调节阀在水力计算完善，运行工况偏离设计工况不大的前提下，可以很好的解决水力平衡问题。

但老旧小区原始设计资料不足，更换或加装热网平衡装置又需要较大投资，供暖企业改造热情不高；部分新建小区用户私改户内散热设施，导致系统运行工况偏离设计工况，造成按设计工况安装的平衡装置失灵、闲置。

综上，通过平衡装置解决二次网水力平衡问题虽有可行性，但并未大范围推广，而操作人员对该问题认识不足，水力平衡工作繁琐导致二次网水力失调问题一直困扰着供暖企业。

二、二次网水力平衡的必要性某供暖企业2015-2016供暖期间室温不达标投诉量占比表%注：“孤岛”运行指的是热用户把山靠顶或者周边热用户都停供的情况。

可以看出，除初寒期系统积气量较大引起的投诉量极大外，严寒期和末寒期室温不达标的主要原因是水力失调和“孤岛”运行。

供暖企业为追求热力工况稳定，使热用户室温一致，常采用“大流量，小温差”运行。

提高二次网循环流量，使末端流量接近设计工况，增加散热量；近端流量超出设计工况过多，对数温差不变的情况下，散热器散热量饱和。

集中供暖二级网水力平衡控制方案1、引言随着中国经济的发展以及城市化建设进程，我国北方城市集中供暖覆盖面积也越来越大，人民对供暖质量的要求越来越高。

为了处理好用户的舒适度和节约能源之间的关系，按需供热是处理这个矛盾的最好方案。

当大规模热用户的热负荷发生变化时，就需要我们对供热系统的流量、供水温度等进行调节。

充分了解二次管网的水力平衡，有利于运行调度管理调节操作的协调性、有利于热网运行的稳定性、有利于避免资源浪费和用户温度不达标等问题。

2、目的和意义在目前的供暖设计中，二级网供水温度设计一般是60-65℃，回水温度设计一般是45-50℃，温差15℃-20℃。

由于各热用户距离换热站的位置有远有近，供水压力沿着管道逐渐衰减降低，所以热水流到每个用户的时候供回水压力偏差很大。

距离换热站越偏远的用户，供水压力低，供水量偏小，供不热的现象就出现了；距离换热站近的用户则供水量偏大，浪费水量，浪费能耗。

为了增加偏远用户的热水供应量，需要进一步增大换热站循环泵的频率，提高供水压力和水量，造成水泵的电耗增加。

而距离换热站近的用户，供水压力偏高，供水量偏大，导致室内温度偏高，引起室内干燥，部分老百姓打开窗户通风，导致大量能源浪费，大大增加了供热企业的能源成本，降低供热企业利润。

综上所述，由于二级热网的供回水压力不平衡导致热水供量失衡，该热的用户不热，而有的用户室温偏热却浪费了能源，这种现象就是二级热网区块内水力失衡。

每个二级热网区块（例如，生活小区、学校、医院等）是相互独立互不影响的，是一个封闭的区块体系。

新华公司针对独立的二级供热管网，采用自主研发的室内温度监测和流量控制相结合的产品，依托多年的热网自控经验，采用多年积累的DCS技术和基于云平台的大型SCADA平台，开发出了二级网水力平衡控制系统；消除二级网区块内的水力失衡，可以实现均匀平衡的合理供热，取消了二级网区块的热水量浪费导致的能源浪费和水耗、电耗浪费，改善用户的供暖体验，节约供暖公司的运营成本，提高供热公司的盈利能力。

供热系统二次网平衡调节方法探究摘要：二次网供热目前有各种水力失调现象，通过水力平衡调节消除冷热不均，可以为供热系统和企业节省热量成本。

水力平衡调节具有很大的调节技术和设备市场，但取决于不同的系统和操作条件。

因此，本文介绍了二网平衡调控技术，使供热企业能够在平衡调控管理方法进行选择。

关键词：平衡调控；方法；系统；节能随着集中供热需求快速增长，对二次网平衡调控需求也在增加，当前供热重点是做好用户服务的最后一公里，调节二次网、楼栋、终端用户平衡，是减少投诉和改善供暖而又不增加能耗的有效方法。

本文为不同二次网平衡调节提供了一种实用的方法，并通过调节实例验证了其有效性。

一、概况从系统节能角度正确调整二次网水力平衡，可以降低供热企业的水、电、热能耗，节省成本，提高运营效率。

当二次网水力条件不平衡时，附近用户室内温度较高，而远端用户室内温度较低。

与此同时，为了确保远端住宅的室内温度，需要增加整个二次网的供水温度参数，以满足远端用户对室内温度的要求。

但是，在这种运行模式下，附近的室温可能过高，导致浪费。

另一方面，供热企业增加二次网循环泵的流量，降低循环流量的温差，使管网的流体温度符合管网平衡的目的，但是，这种方法不仅增加了电耗，而且增加了热量损失。

根据目前的实际情况，一些供热系统仍将关断功能部件用作控制装置，以调整管网的水力平衡。

阀门管理不善，很难调节系统平衡。

大多数操作人员根据回水温度调整二网平衡，但是，由于这些调节简单得过于粗糙、不准确，并且回水温度反馈非常耗时，因此很难通过简单的手动调整将管网设定为最佳拟合状态。

二次网水力平衡的调整主要消除了建筑物之间的水平不平衡和建筑物内部的垂直不平衡，通过二次网平衡可达到以下目标：(1)消除冷热不均，提高供热质量；(2)平衡回水温度波动，减少循环流量，节约电能；(3)避免过热和失衡放水造成的隐性浪费；(4)减少和控制热载荷，提高平衡效率，提高运行效率。

二、水平失调的调控方法通过调整管道管径，很难平衡供暖管线最近和最远的分支之间的阻值。

- 110 -工 程 技 术0 引言供热工程在调试、运行过程中，室温经常无法符合设计要求，即热源近端用户室内温度过高，而远端用户则出现室内温度不达标的情况。

其主要原因往往是水系统各并联环路之间出现严重水力失衡的情况，导致末端换热设备的供热量大幅偏离设计条件，进而影响室温调节。

为保证末端用户的供热效果，后期运维人员常采取提高二次热水温度，或提升水泵扬程的方法。

上述做法虽能解决用户供热需求，却同时带来热源效率降低、热媒输配功耗增加等一系列问题。

笔者在参与住宅供暖项目设计时发现，小区二次供热管网设计一般都滞后于单体供暖施工图，且由不同设计人员来完成，设计人员往往会忽视各并联水环路的资用压头，仅按最大允许流速、经济比摩阻直接确定管径，确定单体热力入口处平衡阀规格时，要直接按接管管径选型。

大量工程案例表明，按上述错误的设计做法，仅依靠后期调试很难实现水力平衡，无法使每个房间的实际散热量与设计供热量相匹配。

因此，笔者以某住宅小区供暖工程为例，浅谈设计过程中热水管网水力平衡的计算与设计。

1 相关规范条文文献[1]第5.9.11条：“室内热水供暖系统的设计应进行水力平衡计算，并应采取措施使设计工况时各并联环路之间（不含共用段）的压力损失相对差额不大于15%。

”当双管系统并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%时，最大流量偏差可控制在8%左右，平均水温及散热量偏差可控制在2%左右[3]，可保证供暖系统的运行效果。

文献[2]第5.3.6条：设计室内热水供暖系统时，应计算水力平衡，并采取控制措施，使设计工况下各并联环路之间（不含公共段）的压力损失差额不大于15％；在计算水力平衡时，要计算水冷却产生的附加压力，其值可取设计供、回水温度条件下附加压力值的2/3。

2 计算公式及原理热水供暖系统中计算管段的压力损失计算如下[4]。

'''P P P d l y iO UX ]UX 2222（1）式中：∆P —计算管段的压力损失，Pa ；∆P y —计算管段的沿程损失，Pa ；∆P i —计算管段的局部损失，Pa ；λ—管段的摩擦阻力系数；d —管段内径，m ；l —管段长度，m ；ρ—热水的密度，kg/m 3；υ—热水流速，m/s ；ζ—局部阻力系数，常用管道配件可参考文献[3]。