1 我國供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀
   1.1 供熱系統(tǒng)水力不平衡，導(dǎo)致熱用戶冷熱不均勻，部分室內(nèi)溫度高，無法獨(dú)立控制；
   1.2 低溫大流量運(yùn)行，輸送能耗、管道散熱損失和管道投資巨大；
   1.3 供熱系統(tǒng)太大，不易控制，不利于節(jié)能；
   1.4 按建筑功能無法實(shí)現(xiàn)分時(shí)、分區(qū)、分溫功能；
   1.5 氣候補(bǔ)償更準(zhǔn)確的氣候補(bǔ)償。
   常規(guī)情況下供熱系統(tǒng)都是閉式管路系統(tǒng)、異程式系統(tǒng)。根據(jù)流量與阻力損失關(guān)系的公式：△P=SG2
   △P—壓差或阻力損失；S—管段或系統(tǒng)的阻力系數(shù)；G—管段或系統(tǒng)的流量。
   可以看出，流量和阻力是相關(guān)參數(shù)，流量和阻力的控制是手段和目的。流量變化必然導(dǎo)致壓力變化；S在值不變的系統(tǒng)中，壓差的變化必然是由于流量的變化。
   對于采暖系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)規(guī)范選擇管徑，控制經(jīng)濟(jì)摩擦阻力和流量，并在支井和入口井內(nèi)設(shè)置關(guān)閉閥。在運(yùn)行初期，很少有相關(guān)人員進(jìn)行管網(wǎng)調(diào)試。事實(shí)上，由于閥門的調(diào)整會導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，調(diào)整的工作量也很重。因此，根據(jù)外部網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)曲線△P=SG2.由于并聯(lián)近端支路S值小于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致總值S值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，熱站循環(huán)水泵在小揚(yáng)程、大流量條件下運(yùn)行，使水泵在大軸功率、低效點(diǎn)運(yùn)行。嚴(yán)重時(shí)，軸功率可能大于電機(jī)銘牌功率，電機(jī)超額定電流，直至燒電機(jī)事故發(fā)生。整個(gè)熱網(wǎng)導(dǎo)致近端室內(nèi)溫度高，溫度高，而遠(yuǎn)端用戶熱量不足。我們經(jīng)常遇到這種情況。運(yùn)行崗位工作人員經(jīng)常誤解一些水力條件的不平衡：1）水泵輸出不足，水泵實(shí)際揚(yáng)程小于銘牌揚(yáng)程，導(dǎo)致遠(yuǎn)端無法通過水。事實(shí)上，由于近端支線阻力小、流量大，遠(yuǎn)端流量小。水泵工作點(diǎn)偏移在流量大、揚(yáng)程小、效率低的工作點(diǎn)。2）鍋爐或熱交換器阻力大，所有鍋爐或熱交換器制造商的標(biāo)稱阻力遠(yuǎn)小于實(shí)際阻力。事實(shí)上，總循環(huán)水量的增加必然會增加鍋爐換熱器等阻力。水流增加40%，阻力增加100%。3）鍋爐出力不足。實(shí)際上流量加大后供回水溫差不可能更大。當(dāng)然煤質(zhì)和風(fēng)系統(tǒng)不正常也可能造成鍋爐出力問題。
   2 熱網(wǎng)的初步調(diào)節(jié)和平衡閥的使用
   水力條件平衡是指流量的合理分配。在加熱系統(tǒng)中，水是熱載體介質(zhì)，水流的合理分配是熱條件平衡的基礎(chǔ)。加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在計(jì)算水力條件時(shí)，假設(shè)各分支流量為設(shè)計(jì)值。由于管道并聯(lián)支路較多，在運(yùn)行中幾乎不可能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)條件的水力平衡。這必然會導(dǎo)致近端阻力系數(shù)無法達(dá)到理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)，導(dǎo)致近端流量過大，遠(yuǎn)端流量不足。
   根據(jù)設(shè)計(jì)條件形成的水壓圖是熱網(wǎng)調(diào)節(jié)的理想條件。在實(shí)際操作中，為了實(shí)現(xiàn)水壓圖的設(shè)計(jì)條件，必須在供熱系統(tǒng)的近端設(shè)置閥門平衡調(diào)節(jié)。用閥門調(diào)的過程是增加近端管道S值，以達(dá)到設(shè)計(jì)的阻力值。如果平衡閥使用平衡閥，將大大降低熱網(wǎng)調(diào)節(jié)的難度，熱網(wǎng)不需要在水力條件不變的情況下進(jìn)行調(diào)整。
   平衡閥的選擇計(jì)算包括：流量特性和平衡閥口徑的選擇。
   2.1 平衡閥流量特性：平衡閥的阻力應(yīng)為系統(tǒng)總阻力的10%~在30%之間，平衡閥應(yīng)參照水壓圖進(jìn)行；
   對于同口徑平衡閥，應(yīng)優(yōu)先選擇阻力大的；
   為增加平衡閥阻力占系統(tǒng)總阻力的百分比，可適當(dāng)選擇直徑小于管道直徑的平衡閥。
   2.2 平衡閥口徑選擇計(jì)算：平衡閥流量系數(shù)Kv計(jì)算公式：
   Kv=316Q（/△P/ρ）
   Q流量：m3/h；P壓差：Pa；ρ水的密度：g/cm3；
   平衡閥在一般供熱系統(tǒng)中的前后壓降為3kPa（末端用戶）到300kPa(近端用戶)通過平衡閥制造商提供的不同口徑的流量系數(shù)Kv用3kPa最不利的壓降△P帶入公式計(jì)算出口徑平衡閥的最小可通流量（全開時(shí)）。如果其值等于或大于設(shè)計(jì)流量，則選擇合適的口徑平衡閥。為了提高平衡閥的調(diào)節(jié)精度，節(jié)約投資，一般要求所選閥的設(shè)計(jì)開度為60%~90%之間。根據(jù)建議Kv閥門的開度為75%。
   平衡閥可安裝在供水管道或回水管道上（每個(gè)環(huán)路只安裝一個(gè)地方）。對于熱站的一次環(huán)路側(cè)，建議在水溫較低的回水管道上安裝平衡閥，以便于平衡調(diào)試?？偣苌系钠胶忾y應(yīng)安裝在供水總管水泵后（水泵下游），防止泵前（閥后）壓力過低。但對于大型直接管網(wǎng)，加熱半徑大，外網(wǎng)供回水壓差大，應(yīng)特別考慮平衡閥的安裝位置。
   例如，供熱管網(wǎng)外網(wǎng)供回水壓差52m考慮到散熱器的耐壓性，水柱的末端回水壓力設(shè)定為0.35MPa（35m前端回水壓力僅為0.10MPa（10m前端供水壓力為0.62MPa（62m柱)，如果平衡閥安裝在回水管上，被控用戶的回水壓力可能接近0.6MPa，必然會對散熱器造成壓力損壞；如果平衡閥安裝在供水管上，近端用戶的供水壓力只有10米以上，必然會導(dǎo)致運(yùn)行倒空。因此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用供回水安裝閥門的方案。具體方法是在入口供水管道中安裝自動流量控制閥，地形高差不超過10m手動平衡閥安裝在建筑物的分支回水管上。自動流量控制閥負(fù)責(zé)控制分配流量；手動平衡閥調(diào)整壓力，使閥前壓力達(dá)到0.25MPa滿水運(yùn)行條件。自力式流量控制閥只根據(jù)流量大小盲目控制壓力。如果安裝在回水管上，壓力損壞事故不需要手動調(diào)整。當(dāng)自力閥安裝在供水上時(shí)，可能會倒空，影響供熱效果，不可能發(fā)生事故。
   2.3 平衡閥的性能和用途。原加熱系統(tǒng)是一種平均分布的加熱模式，一般采用固定流量的質(zhì)量調(diào)節(jié)加熱模式。加熱的趨勢是按需加熱，即加熱用戶可以根據(jù)需要調(diào)整室內(nèi)加熱溫度。根據(jù)這兩種加熱模式，我們可以確定前者是靜態(tài)水力平衡或失衡；后者是動態(tài)水力平衡或失衡；靜態(tài)水力失衡是穩(wěn)定的、基本的，是系統(tǒng)本身固有的，是我國供熱系統(tǒng)中水力失衡的重要因素。通過在管道系統(tǒng)中增加靜態(tài)水力平衡設(shè)備（水力平衡閥），調(diào)整系統(tǒng)管道特性的阻力比，使其與設(shè)計(jì)要求的管道特性阻力比一致。此時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)總流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，各終端設(shè)備流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。
   動態(tài)水力失衡是動態(tài)和變化的。它不是系統(tǒng)本身固有的，而是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的。通過在管道系統(tǒng)中增加動態(tài)水力平衡設(shè)備（流量調(diào)節(jié)器或壓差調(diào)節(jié)器），當(dāng)其他用戶的閥門開度發(fā)生變化時(shí)，通過動態(tài)水力平衡設(shè)備的屏蔽，其流量不會發(fā)生變化，終端設(shè)備流量不會相互干擾。此時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動態(tài)水力平衡。
   可以得出結(jié)論，平衡閥不是萬能的，動態(tài)水力平衡設(shè)備必須用于動態(tài)水力失衡。平衡閥具有成本低、元件使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，支路小的小管網(wǎng)也可以方便地平衡水力條件。