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阀门知识

电动调节阀在供热系统中的应用

2020-06-22

电动阀门


电动调节阀摘要

实施供热计量的变流量系统中,电动调节阀被广泛应用在热力站进行供热量调节。但电动调节阀在实际使用中出现运行效果不理想,甚至无法正常调节、调节阀损坏过快的情况。一个重要的原因就是电动调节阀的设计选型不当。本文介绍了电动调节阀常用的设计选型原则和计算步骤,并结合工程实例进行说明。针对资用压头过大的常见情况,介绍了串联手动调节阀和压差控制阀两种方式来改善其调节性能。

电动调节阀概述

实施供热计量的变流量系统,处于动态的变流量运行状态。为解决变流量供热系统中水力失调、冷热不均等问题,提高管理运行水平,改善供热效果,计算机监控系统应用得越来越多,电动调节阀作为重要的调节手段,在热力站得到广泛的应用。热力站一次侧的电动调节阀由现场或远程监控系统控制,调节换热器一次侧的流量,进而改变提供给热用户的供热量。但在实际运行中,电动调节阀常出现运行效果不理想,甚至无法进行正常调节、调节阀损坏过快。其原因是多方面的,其中一个重要的原因就是电动调节阀的设计选型不当。由于热力站距离热源的远近不同,系统提供的资用压头不同、压力变化范围大,影响电动调节阀正常运行,所以工程应用中常采用串联手动调节阀或压差控制阀的方式来保证电动调节阀的工作压降,保证其调节性能。电动调节阀的设计选型很重要,直接影响系统调节效果的好坏。本文主要对变流量供热系统中热力站一次侧电动调节阀的设计选型进行探讨。

供热系统中电动调节阀的设计选型

流量调节阀,在供热系统中,占有非常重要的地位。因此,如何正确的进行流量调节阀的选型与设计,就显得特别关键。在温控阀的选型中,在选出与管道同口径的温控阀的同时,还有给选定的温控阀造成一个理想的压差工作条件;电动调节阀是适用于计算机监控系统中进行流量调节的设备,一般多在无人值守的热力站中采用;对手动平衡阀来说,如何利用阀门的特性曲线分析阀门的调节性能,如何解决阀门在小开度情况下阀门容易导致汽水击现象的问题;对自力式流量控制阀在设计选型时注意阀门有zui小工作差的要求。

供热系统实行热计量收费可以节约能源,提高供热系统的能效。人们往往只注意锅炉和外网的热损失,而忽略了热用户散热损失。热用户散热损失,主要是由于冷热不均造成的,这部分热损失约为30%~40%,是相当可观的,从节能角度考虑,主要是挖掘这部分的节能潜力。

①温控阀

用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成,其中恒温控制器的核心部件是传感器单元,即温包。温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化,带动调节阀阀芯产生位移,进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。恒温阀设定温度可以人为调节,恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量,从而来达到控制室内温度的目的。

温控阀一般是装在散热器前,通过自动调节流量,实现居民需要的室温。温控阀有二通温控阀和三通温控阀之分。三通温控阀主要用于带有跨越管的单管系统,其分流系数可以在0~100%的范围内变动,流量调节余地大,但价格比较贵,结构较复杂。二通温控阀有的用于双关系统,有的用于单管系统。用于双管系统的二通温控阀阻力较大;用于单管系统的阻力较小。温控阀的感温包与阀体一般组装成一个整体,感温包本身即是现场室内温度传感器。如果需要,可以采用远程温度传感器;远程温度传感器置于要求控温的房间,阀体置于供暖系统上的某一部位。

②电动调节阀

电动调节阀是适用于计算机监控系统中进行流量调节的设备。一般多在无人值守的热力站中采用。电动调节阀由阀体、驱动机构和变送器组成。温控阀是通过感温包进行自力式流量调节的设备,不需要外接电源;而电动调节阀一般需要单相220V电源,通常作为计算机监控系统的执行机构(调节流量)。电动调节阀或温控阀都是供热系统中流量调节的zui主要设备,其它都是其辅助设备。

③平衡阀

平衡阀分手动平衡阀和自力式平衡阀。无论手动平衡阀还是自力式平衡阀,他们的作用都是使供热系统的近端增加阻力,限制实际运行流量不要超过设计流量;换句话说,其作用就是克服供热系统近端的多余资用压头,使电动调节阀或温控阀能在一个许可的资用压头下工作。因此,手动平衡阀和自力式平衡阀,它们都是温控阀或电动调节阀的辅助流量调节装置,但又是非常重要的,如果选型不当,或设计不合理,电动调节阀或温控阀都不能很好工作。

(1)手动平衡阀

手动平衡阀是一次性手动调节的,不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数,所以称静态平衡阀。手动平衡阀作用的对象是阻力,能够起到手动可调孔板的作用,来平衡管网系统的稳态失调问题;当运行工况不同于设计工况时,循环水量多于或小于设计工况,由于平衡阀平衡的是系统阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡的分配,使各个支路的流量将同时按比例增减,仍然满足当前负荷下所对应的流量要求。

(2)自力式平衡阀

自力式平衡阀则可在没有外接电源的情况下,自动实现系统的流量平衡。自力式平衡阀是通过保持孔板前后压差一定而实现流量限定的,因此,也可称定流量阀。

定流量阀作用对象是流量,能够锁定流经阀门的水量,而不是针对阻力的平衡。它能够解决系统的动态失调问题;为了保持单台制冷机、锅炉、冷却塔、换热器这些设备的高效率运行,就需要控制这些设备流量固定于额定值;从系统末端来看,为了避免动态调节的相互影响,也需要在末端装置或分支处限制流量。

④差压调节阀

差压调节阀的原理,本质上同自力式平衡阀。只不过自力式平衡阀中,孔板是作为一个部件存在于阀体中的;而差压调节阀中没有孔板这一部件,而是把差压调节阀后面的系统看作一个孔板,因此,调节阀的差压值实际指的是其后系统出入口压力差值。从差压调节阀的结构可以看出:这种调节阀,目的是控制其后系统出入口压力差值固定不变。基本功能是根据热用户热负荷的需求,自动调整热用户的运行流量。当一幢建筑,由于有的热用户要求室温降低,则相应房间温控阀的开度变小,导致差压调节阀的压差值变大,超过设定值,此时压差调节阀自动关小阀芯,增大节流作用,使其系统压差值减小,直至恢复为设定值。Zui终的效果是减少流量,适应热用户的需热要求,借以减轻温控阀的频繁操作。热用户要求提高室温时,压差调节阀的作用正好相反。

⑤循环水泵变流量运行时,流量调节阀的选择

这里主要指手动平衡阀、自力式平衡阀和压差调节阀的选择。

在循环水泵变流量运行时,手动平衡阀呈等比失调,zui有利于温控阀的运行;但其缺点是手动操作太多,难以实现理想调节。循环水泵变流量运行,各热用户入口zui理想的设定压差值是随室外气温变动的。对于这一点,自力式平衡阀、差压调节阀,都不够理想,但不会出现调节的失控。因此可采用这一类型的调节阀,这对提高供热系统的调节性能是有好处的。

串联手动调节阀手动调节阀为阻力元件

串联手动调节阀的作用是克服供热系统提供的多余资用压头,使电动调节阀在合适的压差下工作,保证调节阀的阀端压降与工作压差之比>0.25~0.3,以改善调节性能。

串联压差控制阀当热力站的资用压头过大还可以串联差压控制阀,为电动调节阀提供恒定压差。压差控制阀可以吸收额外的资用压头。保持电动调节阀在稳定工况下运行,使其不受供热系统提供的资用压头变化和其它热力站调节的影响,在所有负荷下都平稳工作。调节阀两端压差保持不变时,其始终处在阀权度接近1的zui佳工作状态。并对电动调节阀的关闭压差要求降低。由于串联压差控制阀的诸多优点,推荐在热力站一次侧安装电动调节阀的同时串联压差控制阀。压差控制阀的两个取压点布置在电动调节阀两侧时。

实施供热计量后,供热系统为变流量系统,电动调节阀被广泛应用在热力站的一次侧调节供热量。电动调节阀的实际使用情况,反映调节阀的设计选型很重要。针对供热系统中热力站的资用压头过大,导致调节阀即使在很小的开度下仍然出现超流量、调节阀损坏过快的现象,采用串联手动调节阀和压差控制阀两种方式,来改善电动调节阀的使用环境,提高供热系统的可调性。

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