旁通管定压方式在集中供热系统中的应用

金厚明

(太原市热力公司，山西太原 030001)

1 概述

旁通管定压的意义是:整个管网系统具有相同的静水压线，通过调整旁通管调节阀的开度，来改变管网动水压线和静水压线的相对位置。当动水压线在上、下限范围内浮动时，应始终处于静水压线之上，且必须保证系统不超压、不汽化、不倒空。

2 旁通管定压技术的理论研究

2.1 旁通管定压的原理

对于大型集中供热系统，为便于调节系统的运行压力，可采用在循环泵进、出口进行旁通管定压。利用旁通管补水定压方式，可适当降低系统运行时的动水压线。同时，通过调节旁通管上的两个阀门m和n的相对开度，使得定压点压力与补水、泄水紧密耦合，从而达到控制系统动水压线升高或降低的目的(旁通管定压系统见图1)。

图1 单热源旁通管定压系统

2.2 旁通管定压的调节过程

管网系统动水压线的升降范围是:当调节阀m处于关闭状态而调节阀n处于某一开度时，整个网路的动水压线均在静水压线之上，即为动水压线的最高位置;当调节阀m处于某一开度而调节阀n处于关闭状态时，整个网路的动水压线均在静水压线之下，即为动水压线的最低位置;当调节阀m和n均处于某一开度时，动水压线处于上、下限范围之内。

在调节过程中，通过关小阀门m或开大阀门n，均可使定压点压力下降，间接实现补水泵补水，从而达到管网压力增大、动水压线上升的目的。但系统压力必须满足热网及户内管网不超压这个条件，所以补水泵应与动水压上限(最大值)连锁;相反，开大阀门m或关小阀门n，均可通过升高定压点压力间接实现系统泄水、动水压线下降的目的。但管网压力必须满足系统不汽化及循环泵进口不汽蚀这两个条件，即管网不能无限泄水。因此，管网泄水还应与动水压线的下限(最小值)连锁，从而起到保护作用。

2.3 调节阀的节流控制原理

调节阀又称为控制阀，是改变系统流量的设备，其工作原理是:根据控制信号的大小和方向，通过改变阀芯行程来改变阀体阻力特性系数，从而达到流量改变的目的，具体公式如下:

其中，V，V1，V2分别为平均速度和节流前后速度，m/s;P1，P2分别为节流前后压力，100 kPa;F为节流孔面积，cm2;ρ为密度，kg/cm3;Q为流量，cm3/s;＆为阻力系数;g为加速度，m/s2。

2.4 补水泵在旁通管定压系统中的作用分析

补水泵向管网系统补水是实现旁通管定压的重要环节，具体工况分析如下:1)由于管网跑、冒、滴、漏需向系统补水。2)旁通管定压点压力决定补水泵的启停。3)系统因故障停运时，补水泵向管网补水以维持静水压线。

3 调节阀及旁通管管径的选择

3.1 旁通管管径的选择

在旁通管定压系统中，旁通管管径太小容易发生管路堵塞;但是旁通管管径越大，旁通流量就越大，循环水泵无用功也就越大。因此旁通管管径宜选DN25。

3.2 调节阀的选择

调节阀(也称控制阀 Control Valve)，阀体与一个或多个执行机构相连接，内部有一个改变流体流率的组件，执行机构用来响应控制元件传送来的信号，是一个由动力操作装置形成的终端原件。因此，在选择调节阀时应充分考虑其品种及阀体结构。

根据不同的使用要求，调节阀有:套筒型调节阀、直通单座调节等。本论文是针对一次供热系统的旁通管定压方式，调节阀安装在与循环泵进出口并联的旁通管道上，主要用于节流。系统介质是设计供回水温度为130℃/70℃，设计压力为1.6 MPa的高温水，所以综合考虑应选择直通单座调节阀。

4 结语

旁通管定压作为一种定压方式，相比其他定压方式不同的是:旁通管定压不仅有定压作用，也具有调压功能，系统动水压线随旁通管上调节阀开度的变化而变化，因而得到了广泛的应用。但在实际运行中，管网系统的调节方式会随着室外气温的不同而变化，所以必须根据实际情况，详细分析管网系统的运行工况，从而制定出适合系统运行的调节控制措施，以保证管网的安全。

［1］张平余.阀门流量特性试验研究［J］.测控技术，2008(27):95-97.

［2］袁爱国，杨 坤.调节阀的选型［J］.自动化与仪器仪表，2005(2):61-75.

［3］马福元.调节阀的选型及维护［J］.仪器仪表标准化与计算，2006(3):44-46.

［4］杨纪伟.调节阀流量调节理论研究［J］.流体机械，2003(2):24-26.

［5］陈迪泉.调节阀特性分析与负荷控制［J］.智能建筑，2004(3):35-38.

［6］王 飞，孙 刚.供热工程［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，2009:242-260.

［7］王惠芳.水压图在热水网路系统中的应用［J］.甘肃科技，2006，22(11):94-95.

［8］白玉清，郭利军.调节阀汽蚀现象的分析与控制［J］.山西建筑，2003，29(17):83-84.

［9］Patrick M.Pilarski，Sophia Adami a，Christopher J.Back house，Cavitation detection of butterfly valve using support vector machines［J］.Journal of lmmunological Methods，2005(6):56-59.

［10］Stiles，G.F..CAVITATION IN CONTROL VALVES ［J］.Instr.and Control Systems，1961(15):31-38.