ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案

【資料簡(jiǎn)介】

ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案在供熱外網(wǎng)系統(tǒng)中，由于自力式控制閥的廣泛應(yīng)用，有效地克服了二次網(wǎng)的水力失調(diào)，使繁瑣費(fèi)時(shí)的供熱二次網(wǎng)初調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單而高效，供熱二次網(wǎng)水力失調(diào)的現(xiàn)象明顯改善，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。供熱二次網(wǎng)中使用的自力式控制閥主要分為兩種：自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥，可以吸收網(wǎng)路的壓力波動(dòng)，維持被控環(huán)路的流量恒定，但由于僅適用于定流量系統(tǒng)，一旦流量改變就需重新進(jìn)行流量設(shè)定，給運(yùn)行管理帶來(lái)很大不便，所以很少采用。自力式壓差控制閥可以在一定的流量范圍內(nèi)，吸收網(wǎng)路的壓力波動(dòng)，同時(shí)克服內(nèi)擾（被控環(huán)路內(nèi)部的阻力變化），維持被控環(huán)路的壓差恒定，故而廣泛采用。因此可以說(shuō)，自力式壓差控制閥適用于變流量系統(tǒng)，但此講法并不確切，具體分析如下。

    1 ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案的工作原理
    自力式壓差控制閥是用壓差作用來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，利用閥芯的壓降變化來(lái)彌補(bǔ)管路阻力的變化，自動(dòng)消除管網(wǎng)的剩余壓頭及壓力波動(dòng)引起的流量變化，恒定用戶(hù)進(jìn)出口壓差，從而使用戶(hù)在工況變化時(shí)能保持壓差基本不變。它的原理是在一定的流量范圍內(nèi)，可以有效地控制被控用戶(hù)的壓差恒定，即當(dāng)用戶(hù)的壓差增大時(shí)，通過(guò)閥門(mén)的自動(dòng)關(guān)小動(dòng)作，它能保證被控用戶(hù)壓差保持恒定；反之，當(dāng)用戶(hù)的壓差減小時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)大，用戶(hù)壓差仍保持恒定。
    技術(shù)參數(shù)
1、 公稱(chēng)壓力1.6 MPa（2.5 MPa須預(yù)定）。
2、 介質(zhì)溫度0~150℃。
3、 控制壓差可調(diào)范圍0.05~0.6 MPa（5~60 mH2O）。
4、 控制壓差誤差≤±5%。
5、 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度符合GB/T12221中“截止閥及止回閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度”中的優(yōu)選系列尺寸。
6、 分為常開(kāi)型（C）和常閉型（D）兩種。

功能特點(diǎn)
1、 不須外來(lái)任何動(dòng)力，檢測(cè)并依靠系統(tǒng)壓差而自動(dòng)工作。
2、 控制壓差的調(diào)節(jié)是無(wú)級(jí)的，可任意調(diào)節(jié)并設(shè)定。
3、 恒定閥門(mén)兩端壓差。
4、 限度地增大膜片有效工作面積，克服阻力能力強(qiáng)，膜片單側(cè)可承受0.6 MPa的壓力而正常工作。
5、 全開(kāi)時(shí)的阻力系數(shù)小，便于設(shè)計(jì)人員縮徑選用。
6、 控制壓差調(diào)節(jié)靈敏，操作簡(jiǎn)單。
7、 內(nèi)部元件用不銹鋼（Y1crI8Ni9）或銅合金制造，抗腐蝕能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

2 ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案不適用于以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)
    水泵變頻時(shí)，各等效點(diǎn)上參數(shù)之間的關(guān)系。當(dāng)水泵變頻轉(zhuǎn)速變化時(shí)，流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此，揚(yáng)程與流量的平方成正比，流量減少則揚(yáng)程變小，流量增加則揚(yáng)程變大。

    以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行時(shí)（如圖1所示），若二次網(wǎng)的流量減少，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）減小，被控環(huán)路的壓差（P1-P2）也相應(yīng)減小，自力式壓差控制閥的自動(dòng)閥芯就會(huì)開(kāi)大，利用自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）的減小，使被控環(huán)路的壓差（P1-P2）變大，來(lái)維持被控環(huán)路的初壓差值（P1-P2）不變，由于自力式壓差控制閥的開(kāi)大，近端樓棟的流量增加，受影響的只是遠(yuǎn)端樓棟，使遠(yuǎn)端樓棟流量嚴(yán)重不足。二次網(wǎng)近端樓棟和遠(yuǎn)端樓棟不能隨著總流量變化而等比變化，不能保持水力工況平衡，二次網(wǎng)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。反之，換熱站循環(huán)水泵根據(jù)室外氣溫降低，需要增加循環(huán)水量時(shí)，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）變大，被控環(huán)路的壓差（P1-P2）也相應(yīng)變大，自力式壓差控制閥的自動(dòng)閥芯就會(huì)關(guān)小，利用自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）的變大，使被控環(huán)路的壓差（P1-P2）變小，來(lái)維持被控環(huán)路的壓差值（P1-P2）不變，由于自力式壓差控制閥的關(guān)小，使被控環(huán)路的流量增不上去。所以，自力式壓差控制閥不適用于以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)。
    為便于理解以上內(nèi)容，可以按數(shù)學(xué)公式（P1-P3）=（P1-P2）+（P2-P3），簡(jiǎn)化理解為：樓棟熱力入口處的壓差（P1-P3）減小，要想維持被控環(huán)路的壓差（P1-P2）不變，自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）應(yīng)變小。反之，同理。
    以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關(guān)系。水泵變頻時(shí)，流量減少則揚(yáng)程變小，流量增加則揚(yáng)程變大。當(dāng)換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）過(guò)少時(shí)，由于自力式壓差控制閥的作用，二次網(wǎng)近端樓棟和遠(yuǎn)端樓棟出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象；當(dāng)換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）過(guò)多時(shí)，由于自力式壓差控制閥的作用，供應(yīng)的流量增不上去，換熱站水泵白做無(wú)用功，浪費(fèi)能源，不符合節(jié)能要求。除非換熱站的水泵供應(yīng)的流量恰好滿(mǎn)足用戶(hù)的流量要求，可用戶(hù)的流量卻又是隨時(shí)會(huì)因用戶(hù)的調(diào)節(jié)而發(fā)生改變，變頻水泵較難與其協(xié)調(diào)配合。如果換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）的改變，不超出自力式壓差控制閥自身的調(diào)節(jié)范圍，雖不夠節(jié)能，尚可維持水力工況平衡；如果換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）的改變，超出自力式壓差控制閥自身的調(diào)節(jié)范圍，將導(dǎo)致自力式壓差控制閥的失效，水力失調(diào)不可避免。這種以換熱站為主動(dòng)變流量，用戶(hù)被動(dòng)變流量的運(yùn)行方式較難控制并不可取。
 

ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案性能參數(shù)

DN mm	連接方式	L mm	H（mm）		流量 m3/h	適用介質(zhì)	介質(zhì)溫度	主要零件材料
			定壓差型	可調(diào)壓差型
15	螺紋	110	95	145	0.2-1	水	0～100℃	閥體、上蓋和下蓋為鑄鐵、閥芯為銅、膜片為尼龍強(qiáng)化橡膠、彈簧為不銹鋼
20		110	110	150	0.3-1.5
25		115	130	165	0.5-2
32	法蘭	130	140	190	1-4
40		200	190	340	1.5-6
50		215	205	355	2-8
65		230	240	390	3-12
80		275	300	500	5-20
100		290	350	550	10-30
125		310	380	580	15-45

 
  3ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案適用于以用戶(hù)為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)
    以用戶(hù)為主動(dòng)變流量運(yùn)行有個(gè)前提，用戶(hù)戶(hù)內(nèi)需安裝溫控閥等自控裝置，樓棟熱力入口處安裝自力式壓差控制閥，換熱站循環(huán)水泵采用變頻控制才能實(shí)現(xiàn)。
    自力式壓差控制閥支持被控環(huán)路內(nèi)部的自主調(diào)節(jié)。如圖1所示，若開(kāi)始時(shí)（P1-P2）不變，此時(shí)環(huán)路內(nèi)部阻力發(fā)生變化，比如支路①關(guān)斷，在這個(gè)瞬間P2減小，（P1-P2）增大，感壓膜受力平衡被打破，閥瓣下移，關(guān)小閥口，從而使P2又回升到原來(lái)的大小，即（P1-P2）不變。對(duì)于支路②來(lái)講，其流量G=KV（P1-P2），在支路①關(guān)斷前和關(guān)斷后，其開(kāi)度KV不變，（P1-P2）由于自力式壓差控制閥的控制，在支路①關(guān)斷前和關(guān)斷后也恒定不變，則流量G不變，所以被控環(huán)路內(nèi)部某一支路流量變化，不會(huì)影響其它支路。
    樓棟熱力入口處自力式壓差控制閥的作用。其實(shí)，對(duì)于自力式壓差控制閥恒定壓差的理解，應(yīng)該是恒定被控環(huán)路的壓差（P1-P2），對(duì)于整個(gè)二次網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）的影響，樓棟熱力入口處（包括自力式壓差控制閥在內(nèi)）的壓差（P1-P3）是變化的，也就是說(shuō)自力式壓差控制閥閥前壓差（P1-P2）是恒定的，閥后壓差（P1-P3）是變化的。

    以用戶(hù)為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關(guān)系。當(dāng)用戶(hù)熱負(fù)荷減少，溫控閥關(guān)小，被控環(huán)路阻力增大，壓差增加時(shí)，作用其上的自力式壓差控制閥也關(guān)小，增加自身阻力抵消被控環(huán)路用戶(hù)壓差的增加，以維持被控環(huán)路壓差（P1-P2）不變。但此時(shí)，對(duì)整個(gè)供熱二次網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于自力式壓差控制閥的關(guān)小，自力式壓差控制閥自身的壓差（P2-P3）增大，樓棟熱力入口處（包括自力式壓差控制閥在內(nèi)）的阻力是增加的，壓差（P1-P3）是增加的，流量是減少的，換熱站循環(huán)水泵接到信號(hào)后，可以通過(guò)變頻調(diào)節(jié)減少揚(yáng)程和流量，反饋到被控環(huán)路表現(xiàn)為資用壓力不足，此時(shí)，自力式壓差控制閥開(kāi)大，自身阻力減少，壓差減少，以補(bǔ)償被控環(huán)路用戶(hù)壓差的變化，維持被控環(huán)路壓差恒定。如此反復(fù)便構(gòu)成了，換熱站循環(huán)水泵變頻-自力式壓差控制閥-溫控閥的反饋控制。為防止用戶(hù)流量的變化，超出自力式壓差控制閥自身的調(diào)節(jié)范圍，導(dǎo)致自力式壓差控制閥的失效，換熱站運(yùn)行時(shí)可采用根據(jù)室外溫度的變化，改變二次網(wǎng)供水溫度的做法；根據(jù)用戶(hù)流量的變化，換熱站接到反饋信息，水泵被動(dòng)變頻改變二次網(wǎng)供水流量的做法，即換熱站的被動(dòng)質(zhì)-量綜合調(diào)節(jié)。
    自力式壓差控制閥特別適用于分戶(hù)計(jì)量或自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用戶(hù)戶(hù)內(nèi)安裝溫控閥，樓棟熱力入口處安裝自力式壓差控制閥，換熱站循環(huán)水泵采用變頻控制。這種以用戶(hù)為主動(dòng)變流量，換熱站被動(dòng)變流量的運(yùn)行方式是今后的發(fā)展方向，也是的。

ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案使用方法：
1、介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體箭頭方向一致；
2、自力式壓差控制閥應(yīng)安裝在回水管上，閥上接導(dǎo)壓管，導(dǎo)壓管的另一端與供水管連接，建議在導(dǎo)壓管供水端安裝1/2"球閥，以便啟動(dòng)消除堵塞功能；
3、在導(dǎo)壓管前的供水管上應(yīng)安裝過(guò)濾網(wǎng)，避免水質(zhì)太差造成該閥失去自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；
4、供水管和該閥前的回水管應(yīng)分別裝設(shè)壓力表，便于調(diào)節(jié)控制壓差;
5、如發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)流量過(guò)大或過(guò)小，可能的原因是管道元件安裝時(shí)的雜物卡阻在閥塞上，可將1/2"球閥關(guān)閉3—5分鐘，這時(shí)如果是較輕堵塞，即可自動(dòng)消除，如還不能消除，則要拆開(kāi)閥門(mén)檢查消除堵塞物；
6、控制壓差調(diào)節(jié)方法：逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)節(jié)調(diào)壓閥桿，觀察壓差。

4 ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案結(jié)論
    使用自力式壓差控制閥，被調(diào)節(jié)對(duì)象主要是自力式壓差控制閥閥前被控環(huán)路的工況參數(shù)。在以換熱站為主動(dòng)變流量調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)閥前、閥后管網(wǎng)的工況參數(shù)往往不能同時(shí)兼顧（不能等比變化）；而在以用戶(hù)為主動(dòng)變流量調(diào)節(jié)時(shí)，換熱站能夠?qū)﹂y前被控環(huán)路自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，所以不存在問(wèn)題。
    對(duì)于動(dòng)態(tài)失調(diào)問(wèn)題，在系統(tǒng)中合適的部位安裝動(dòng)態(tài)壓差平衡閥（自力式壓差控制閥、壓差平衡閥）可有效避免系統(tǒng)中各個(gè)用戶(hù)之間的相互干擾，使系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)變化中保持水力平衡。

在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，未安裝自力式控制閥時(shí)，當(dāng)環(huán)路上的某些用戶(hù)自主調(diào)節(jié)閥門(mén)、關(guān)閉閥門(mén)或溫控閥動(dòng)作時(shí)，這些用戶(hù)的流量發(fā)生變化，環(huán)路的阻力同時(shí)發(fā)生變化，即供、回水管之間的壓差發(fā)生變化。壓差的變化勢(shì)必對(duì)環(huán)路上的其它用戶(hù)造成干擾，使這些用戶(hù)的流量發(fā)生不應(yīng)有的改變。安裝了自力式壓差控制閥后，當(dāng)被控環(huán)路供、回水管之間的壓差偏離設(shè)定值時(shí), 閥門(mén)的閥芯能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)度，保持被控環(huán)路供、回水管之間的壓差不變，從而避免環(huán)路中各個(gè)用戶(hù)之間的相互干擾。
綜上所述，自力式壓差控制閥不適用于以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)，適用于以用戶(hù)為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)，換熱站變頻水泵應(yīng)隨用戶(hù)的熱負(fù)荷變化而相應(yīng)變化。