目前戶內(nèi)供暖系統(tǒng)由垂直系統(tǒng)向單戶成環(huán)一戶一表的供暖方式轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)每個居住單元內(nèi)供暖溫度可由用戶自行調(diào)節(jié)，并按其耗熱量計量收費的供暖要求。為保證熱用戶在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)供熱負(fù)荷，保證調(diào)節(jié)部件安全使用，二級管網(wǎng)上的每個熱力用戶入口均安裝了自力式壓差控制閥，以確保戶內(nèi)系統(tǒng)在一定流量范圍內(nèi)在設(shè)定的壓差下工作。

     本文對自力式壓差控制閥的特性和選用進(jìn)行探討。

     2自力式壓差控制閥的特性

     （1）自力式壓差控制閥的作用

     當(dāng)閥內(nèi)供暖系統(tǒng)介質(zhì)流量在閥門限定的流量范圍內(nèi)任意變化時，無需外界動力僅靠被控介質(zhì)自身能量，通過改變自力式壓差控制閥的流通截面，自動保持閥內(nèi)供回水管壓差等于閥門的設(shè)定值。

     （2）自力式壓差控制閥的工作原理

     壓差控制閥一般安裝在用戶入口回水管上，閥下導(dǎo)壓管與入口處供水管相接，P₁為供水壓力，P₂為閥內(nèi)回水壓力，P₃為閥外回水壓力。

     設(shè)閥內(nèi)系統(tǒng)壓差△P_i（△P_i=P₁-P₂）為閥門壓差設(shè)定值時，閥門下膜室壓力P₁與P₂加上彈簧被壓縮變形產(chǎn)生的推力相平衡，從而確定了流體流過閥門的流通截面積A和流量系數(shù)。當(dāng)流量改變時，上述力的平衡使閥門的流通截面積和流量系數(shù)發(fā)生變化，但△P₁保持不變。

     當(dāng)流體性質(zhì)、管徑、當(dāng)量阻力系數(shù)確定后，單管阻力計算公式可近似寫為：

     △P=Kq_m²

      式中：△P—— 管路總阻力；
             K  —— 管路阻抗；
             q_m—— 流量。

     由上式可知管路阻力與質(zhì)量流量的二次方管路阻抗成正比。當(dāng)流量變化時使上膜室壓力P₂變化導(dǎo)致閥芯上下移動，使A及相應(yīng)的流量系數(shù)均改變來調(diào)整閥內(nèi)系統(tǒng)總阻力的變化，使△P₁基本保持不變。

     （3）自力式壓差控制閥的工作特性曲線

     閥門理論上的工作特性曲線是一條水平線，但由于閥門制作精度及流體流動特性所限，閥門實際上的工作特性是一條曲線（見圖1）。使用不同的彈簧及不同的加工精度，不同的閥門口徑，不同的閥門壓差設(shè)定值及不同的閥外管網(wǎng)壓差△P_e，其曲線的變化趨勢是相同的，但閥門的工作特性曲線都是略有不同的。

     圖1為一個口徑DN50mm的壓差控制閥在設(shè)定值△P_i.a為0.02MPa，閥外管網(wǎng)壓差△P_e分別為0.05，0.10，0.15MPa的工作特性曲線，圖2為同一個口徑的壓差控制閥在閥外管網(wǎng)壓差值△P_e為0.10MPa時，閥門設(shè)定壓差值△P_i.a分別為0.01，0.02，0.03MPa的工作特性曲線，圖中的壓差△P_i等于閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的總阻力。

     （4）自力式壓差控制閥的實際工作特性

     1）壓差控制閥設(shè)定的壓差只是推薦*佳工作點（區(qū)域），閥門的實際壓差是隨閥內(nèi)管路系統(tǒng)的流量變化而沿其工作特性曲線變化的。
     2）壓差控制閥的流量在閥門口徑、閥門設(shè)定的壓差、閥外管網(wǎng)壓差一定的條件下僅與閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的阻力有關(guān)，在上述條件限定的范圍內(nèi)。隨閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的阻力的變化而變化。壓差控制閥在一定范圍內(nèi)只控制壓差，不控制流量。
     3）壓差控制閥運行工況是隨閥外管網(wǎng)壓差的變化而變化的。

     3自力式壓差控制閥的選用

     （1）壓差控制閥應(yīng)與閥外管網(wǎng)壓差相配套

     由圖1可知，閥外管網(wǎng)壓差不同，壓差控制閥工作特性曲線是不同的。因此，在設(shè)計選用和管網(wǎng)實際運行時，應(yīng)保證閥門安裝位置點的管網(wǎng)壓差在閥門允許的范圍內(nèi)變化。實際壓差過大或過小都將使彈簧失效，導(dǎo)致閥門無法正常工作。

     （2）壓差控制閥設(shè)定壓差的選取

     壓差控制閥設(shè)定壓差應(yīng)與閥內(nèi)管路系統(tǒng)在設(shè)計流量下的阻力相匹配，以保證閥門在其*佳工作區(qū)域工作。二者相差過大將導(dǎo)致閥內(nèi)管路系統(tǒng)實際流量過大，從而造成閥外管路系統(tǒng)水力失調(diào)或?qū)е麻y內(nèi)管路系統(tǒng)實際流量過小影響供熱效果。

      （3）壓差控制閥口徑的選取

     不同口徑的壓差控制閥控制的流量范圍不同。在選用閥門時，應(yīng)根據(jù)閥門工作特性曲線將閥內(nèi)管路系統(tǒng)設(shè)計流量取在閥門控制流量范圍的*佳工作區(qū)域內(nèi)偏大側(cè)較好。選取閥門口徑過小，使閥門在其控制流量范圍的高端工作，極易產(chǎn)生噪聲。選取閥門口徑過大，使閥門在其控制流量范圍的低端工作，系統(tǒng)流量變化范圍過大，易造成閥外管路系統(tǒng)水力失調(diào)，同時也造成經(jīng)濟(jì)上的浪費。一般閥門口徑較閥內(nèi)管路系統(tǒng)接口管徑相等或小一號較好。

     （4）壓差控制閥不能代替流量控制閥

     使用壓差控制閥的目的是使熱用戶能夠在一定范圍內(nèi)根據(jù)用熱需要調(diào)節(jié)流量，使用壓差控制閥的供熱系統(tǒng)是一個變流量系統(tǒng)。但目前多數(shù)供熱管網(wǎng)是根據(jù)供暖的基本需要確定的，管網(wǎng)系統(tǒng)實際很難做到按需無限制供熱，勢必造成管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)，特別是在只安裝壓差控制閥而未裝熱表的供熱系統(tǒng)中，水力失調(diào)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。在目前由滿足基本供暖需要向按需供熱轉(zhuǎn)變的過渡階段，解決這個矛盾有兩種方式：①加大管網(wǎng)流量；②在熱力入口處或在支干線上限制流量。限制流量的方法為設(shè)置流量控制閥。流量控制閥可選用自力式流量控制閥，使管網(wǎng)能自動平衡流量。在每個熱力入口均設(shè)置自力式流量控制閥，這種方式費用較高，因此較少使用。另一種方式是在支干線上設(shè)置自力式流量控制閥。目前絕大多數(shù)熱力入口使用鎖閉式流量控制閥，這就要求在管網(wǎng)投運初期必須以人工方式做好初調(diào)節(jié)工作，這項工作費時、費力，較為復(fù)雜，不易適應(yīng)熱網(wǎng)工況的變化。但這是一種經(jīng)濟(jì)的保證供熱管網(wǎng)水力平衡的措施。

      4 結(jié)語

     自力式壓差控制閥是為滿足按需供熱的供暖系統(tǒng)而設(shè)置的一種熱力入口自控裝置，可在一定范圍內(nèi)起到相對控制流量的作用，該自控裝置允許戶內(nèi)供暖系統(tǒng)中的實際流量大于根據(jù)供暖的基本需要而確定的設(shè)計流量。而這種熱用戶超流量現(xiàn)象在供熱管網(wǎng)中同時出現(xiàn)可能性系數(shù)目前尚無法確定，這就給管網(wǎng)的設(shè)計和運行管理帶來了困難。因此在使用自力式壓差控制閥的供暖系統(tǒng)中應(yīng)特別注意做好管網(wǎng)投運初期的初調(diào)節(jié)工作。

原創(chuàng)作者：上海艾迪爾自控儀表有限公司