ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案

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，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，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，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調(diào)節(jié)閥門的開度，利用閥芯的壓降變化來彌補(bǔ)管路阻力的變化，自動消除管網(wǎng)的剩余壓頭及壓力波動引起的流量變化，恒定用戶進(jìn)出口壓差，從而使用戶在工況變化時(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的壓差恒定，即當(dāng)用戶的壓差增大時(shí)，通過閥門的自動關(guān)小動作，它能保證被控用戶壓差保持恒定；反之，當(dāng)用戶的壓差減小時(shí)，閥門自動開大，用戶壓差仍保持恒定。
    技術(shù)參數(shù)
1、 公稱壓力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)長度符合GB/T12221中“截止閥及止回閥的結(jié)構(gòu)長度”中的優(yōu)選系列尺寸。
6、 分為常開型（C）和常閉型（D）兩種。

功能特點(diǎn)
1、 不須外來任何動力，檢測并依靠系統(tǒng)壓差而自動工作。
2、 控制壓差的調(diào)節(jié)是無級的，可任意調(diào)節(jié)并設(shè)定。
3、 恒定閥門兩端壓差。
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。

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閥芯就會開大，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閥芯就會關(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)的流量恰好滿足用戶的流量要求，可用戶的流量卻又是隨時(shí)會因用戶的調(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變流量，用戶被動變流量的運(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)

 
  3ZYC自力式壓差控制閥改進(jìn)方案適用于以用戶為主動變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)
    以用戶為主動變流量運(yùn)行有個前提，用戶戶內(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又回升到原來的大小，即（P1-P2）不變。對于支路②來講，其流量G=KV（P1-P2），在支路①關(guān)斷前和關(guān)斷后，其開度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），對于整個二次網(wǎng)系統(tǒng)來說，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。

    以用戶為主動變流量運(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)路用戶壓差的增加，以維持被控環(huán)路壓差（P1-P2）不變。但此時(shí)，對整個供熱二次網(wǎng)系統(tǒng)來說，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)水泵接到信號后，可以通過變頻調(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大，自身阻力減少，壓差減少，以補(bǔ)償被控環(huán)路用戶壓差的變化，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)用戶流量的變化，換熱站接到反饋信息，水泵被動變頻改變二次網(wǎng)供水流量的做法，即換熱站的被動質(zhì)-量綜合調(diào)節(jié)。
    自力式壓差控制閥特別適用于分戶計(jì)量或自動控制系統(tǒng)中，用戶戶內(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。這種以用戶為主動變流量，換熱站被動變流量的運(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，以便啟動消除堵塞功能；
3、在導(dǎo)壓管前的供水管上應(yīng)安裝過濾網(wǎng)，避免水質(zhì)太差造成該閥失去自動調(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)流量過大或過小，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，即可自動消除，如還不能消除，則要拆開閥門檢查消除堵塞物；
6、控制壓差調(diào)節(jié)方法：逆時(shí)針方向調(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)。在以換熱站為主動變流量調(diào)節(jié)時(shí)，對閥前、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）；而在以用戶為主動變流量調(diào)節(jié)時(shí)，換熱站能夠?qū)﹂y前被控環(huán)路自動進(jìn)行補(bǔ)償，所以不存在問題。
    對于動態(tài)失調(diào)問題，在系統(tǒng)中合適的部位安裝動態(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)中各個用戶之間的相互干擾，使系統(tǒng)在動態(tài)變化中保持水力平衡。

在動態(tài)系統(tǒng)中，未安裝自力式控制閥時(shí)，當(dāng)環(huán)路上的某些用戶自主調(diào)節(jié)閥門、關(guān)閉閥門或溫控閥動作時(shí)，這些用戶的流量發(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。壓差的變化勢必對環(huán)路上的其它用戶造成干擾，使這些用戶的流量發(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), 閥門的閥芯能夠自動調(diào)節(jié)開度，保持被控環(huán)路供、回水管之間的壓差不變，從而避免環(huán)路中各個用戶之間的相互干擾。
綜上所述，自力式壓差控制閥不適用于以換熱站為主動變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)，適用于以用戶為主動變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)，換熱站變頻水泵應(yīng)隨用戶的熱負(fù)荷變化而相應(yīng)變化。