ZYC自力式壓差控制閥改進方案

【資料簡介】

ZYC自力式壓差控制閥改進方案在供熱外網(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)，使繁瑣費時的供熱二次網(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行流量設(shè)定，給運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，恒定用戶進出口壓差，從而使用戶在工況變化時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，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，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
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，膜片單側(cè)可承受0.6 MPa的壓力而正常工作。
5、 全開時的阻力系數(shù)小，便于設(shè)計人員縮徑選用。
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，使用壽命長。

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

    以換熱站為主動變流量運行時（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，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，流量減少則揚程變小，流量增加則揚程變大。當(dāng)換熱站供應(yīng)的流量（揚程）過少時，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（揚程）過多時，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行方式較難控制并不可取。
 

ZYC自力式壓差控制閥改進方案性能參數(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方案適用于以用戶為主動變流量運行的熱網(wǎng)
    以用戶為主動變流量運行有個前提，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（P1-P2）不變，此時環(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，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，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，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)減少揚程和流量，反饋到被控環(huán)路表現(xiàn)為資用壓力不足，此時，自力式壓差控制閥開大，自身阻力減少，壓差減少，以補償被控環(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，換熱站運行時可采用根據(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的雜物卡阻在閥塞上，可將1/2"球閥關(guān)閉3—5分鐘，這時如果是較輕堵塞，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，對閥前、閥后管網(wǎng)的工況參數(shù)往往不能同時兼顧（不能等比變化）；而在以用戶為主動變流量調(diào)節(jié)時，換熱站能夠?qū)﹂y前被控環(huán)路自動進行補償，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，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，這些用戶的流量發(fā)生變化，環(huán)路的阻力同時發(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, 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行的熱網(wǎng)，適用于以用戶為主動變流量運行的熱網(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。