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摘要：集中供熱中的壓差與阻力，是一對(duì)重要的參數(shù)，文中對(duì)壓力與阻力進(jìn)行了通俗的講解，對(duì)從事供熱工作而沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)學(xué)習(xí)的人員加深理解壓力與阻力的關(guān)系及它們對(duì)于供熱的作用有很大幫助，揭示了現(xiàn)場(chǎng)中壓力與阻力的測(cè)量中容易被忽視的一些重要的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
壓差與阻力
在供熱工程中，壓差與阻力在大多數(shù)情況下是同義詞，流體以一定的流量在一定壓力情況下，流經(jīng)一個(gè)水力元件、一段管段之后，其流量是不變的，其壓力是有所降低的，稱為壓力損失，這種壓力損失程度可以使用壓力儀表測(cè)量出來(lái)，叫做壓力差，簡(jiǎn)稱壓差。
同樣，流體以一定的流量在一定壓力情況下，流經(jīng)一個(gè)水力元件、一段管段之后，水力元件或管段不能使流體的流量減少，但對(duì)流體的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力，這種摩擦力就叫做阻力。單位也是帕，代號(hào)Ｐa。
在供熱工程中，壓力、壓差、阻力之間的單位換算不需要十分精確，為了應(yīng)用上的方便采用約等于的方式：
1Mpa=10Kg/Cm2=100m/H2O=1000Kpa=1000000Ｐa
用來(lái)計(jì)量壓差的工具是壓力表、壓差表，在讀取壓力表的壓力時(shí)，為了讀取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，一定要使眼睛的壓力表的中心對(duì)齊，同時(shí)務(wù)必注意要將壓力表的壓力數(shù)值加上它所處的位置高度，否則，讀取的壓力數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。
在供熱現(xiàn)場(chǎng)，尤其是一些中小型供熱單位，經(jīng)常看到一些熱力公司職工填寫(xiě)的生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表上、自動(dòng)控制的顯示儀表上，出現(xiàn)供水壓力低于會(huì)水壓力的現(xiàn)象，我讓他們帶我到現(xiàn)場(chǎng)查看測(cè)壓點(diǎn)的位置，都會(huì)發(fā)現(xiàn)并不是供水壓力高于會(huì)水壓力，而是由于供水壓力的壓力表、測(cè)壓點(diǎn)在高點(diǎn)上，而回水壓力的壓力表、測(cè)量點(diǎn)在低處，都是由于沒(méi)有計(jì)算地勢(shì)位差而產(chǎn)生的結(jié)果。中國(guó)供熱信息網(wǎng)了解到如果兩個(gè)壓力表在同一高度，在計(jì)算壓差時(shí)，則可以不考慮壓力表的高度差。
現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的普通壓力表不能滿足供熱的數(shù)字量化管理的要求，集中供熱應(yīng)該使用量程6公斤或10公斤、精度達(dá)到1米或更高精度的壓力表，特殊位置還要使用具有耐震功能的高精度壓力表。為什么要使用高精度的壓力表，原因是現(xiàn)在的集中供熱系統(tǒng)，大多情況下循環(huán)泵的實(shí)際工作揚(yáng)程不足２０米水柱，１的壓差占據(jù)了循環(huán)泵揚(yáng)程的５％，也就是關(guān)系到循環(huán)泵耗電量的５％，它和每年幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)的電費(fèi)相乘，就是一個(gè)不小的數(shù)目，所以，很有必要提高壓力計(jì)量精度。
供熱系統(tǒng)中的壓差主要的有以下幾個(gè)：循環(huán)泵進(jìn)出口壓差、鍋爐進(jìn)出口壓差、供熱外網(wǎng)供回水壓差、除污器進(jìn)出口壓差、熱用戶進(jìn)出口壓差。
循環(huán)水泵的進(jìn)出口都應(yīng)安裝有壓力表，這里應(yīng)安裝抗震型高精度壓力表。安裝時(shí)，應(yīng)安裝在水泵進(jìn)出口處。很多供熱單位將壓力表安裝在水泵進(jìn)口閥門(mén)的外側(cè)和水泵出口閥門(mén)、軟連接甚至單向閥的外側(cè)，而且，這兩個(gè)壓力表往往不在一個(gè)水平面上，這都是不對(duì)的。因?yàn)檫@樣不能明確反映出循環(huán)泵的實(shí)際工作揚(yáng)程。
運(yùn)行中循環(huán)泵進(jìn)出口的壓差就是循環(huán)泵此時(shí)的實(shí)際工作揚(yáng)程。根據(jù)水泵工作的實(shí)際揚(yáng)程對(duì)照水泵廠家的樣本中水泵的性能曲線，就能看出循環(huán)泵是否工作在高效區(qū)，估算出循環(huán)泵實(shí)際流量。這種方法對(duì)于變頻運(yùn)行的水泵不適用。
鍋爐進(jìn)出口的壓差，也是鍋爐運(yùn)行的阻力。這個(gè)壓差一般在4-8米。一般熱媒參數(shù)低的鍋爐阻力比較小，熱媒參數(shù)高的鍋爐，鍋爐阻力比較大。
鍋爐阻力如果過(guò)大的原因，大多是由于鍋爐運(yùn)行時(shí)實(shí)際通過(guò)的水量大大超過(guò)了鍋爐的額定循環(huán)水量造成。由于循環(huán)水量過(guò)大，鍋爐進(jìn)、出水溫度過(guò)低，影響了爐膛溫度，會(huì)降低鍋爐的熱效率，增加循環(huán)泵的負(fù)擔(dān)，增加循環(huán)泵的耗電量，嚴(yán)重時(shí)，循環(huán)泵不能給外網(wǎng)提供足夠的揚(yáng)程，影響供熱效果。
遇到這種情況可以采用在鍋爐的進(jìn)水管和回水管之間，增加一條與鍋爐并聯(lián)的旁通管的方法，進(jìn)行分流，保證鍋爐在額定流量下工作。方法是，用流量計(jì)測(cè)量鍋爐的循環(huán)水量，同時(shí)調(diào)節(jié)旁通閥門(mén)，直到鍋爐的循環(huán)水量達(dá)到額定循環(huán)量時(shí)為止。
鍋爐循環(huán)水量的計(jì)算方法如下：
鍋爐的額定循環(huán)水量=860*鍋爐發(fā)熱量（MW）/鍋爐設(shè)計(jì)供回水溫差
根據(jù)這個(gè)公式：
熱媒參數(shù)95／70℃：7Mw鍋爐（俗稱10噸鍋爐）額定循環(huán)水量是240ｍ３／ｈ。
熱媒參數(shù)115／70℃：7Mw鍋爐（俗稱10噸鍋爐）額定循環(huán)水量是133ｍ３／ｈ
發(fā)熱量更大的鍋爐可以以此類推。
對(duì)于鍋爐的額定循環(huán)水量，設(shè)計(jì)上可以上下偏差30%，考慮到流量增加后鍋爐阻力的增加呈平方增加，同時(shí)考慮到安全因素，筆者認(rèn)為循環(huán)水量在 10%到－20%之間為好。
對(duì)于旁通管管徑的選擇，前些年曾有比鍋爐管徑小一號(hào)的說(shuō)法，這種說(shuō)法是不科學(xué)的。我認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要分流的流量，進(jìn)行水力計(jì)算，不能超過(guò)規(guī)范的規(guī)定，[OT_page]否則有可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的結(jié)果。旁通管上最好安裝平衡閥，其次是調(diào)節(jié)閥，再次是閘板閥。
筆者看到很多一次網(wǎng)的鍋爐也加裝了旁通管，筆者認(rèn)為并不可取。根據(jù)現(xiàn)在一次網(wǎng)平衡技術(shù)水平，一次網(wǎng)的工會(huì)水溫差完全可以達(dá)到50℃-60℃，即一次網(wǎng)的循環(huán)水量可以達(dá)到與鍋爐的循環(huán)水量相適應(yīng)，因此沒(méi)有必要在一次管網(wǎng)上再加旁通管。
外網(wǎng)的供回水壓差，是鍋爐房供水出口和回水進(jìn)口的壓力差，它實(shí)際上包括管網(wǎng)的壓差和熱用戶的壓差兩部分。這個(gè)壓差一般在8-20米。外網(wǎng)壓差過(guò)小，供熱質(zhì)量往往不好，外網(wǎng)壓差過(guò)大，一是有可能造成超壓，二是有可能加大水泵的耗電量。
外網(wǎng)壓差小的原因：一是管道管徑過(guò)大、熱負(fù)荷不足造成；二是由于水力平衡沒(méi)有搞好，還有些情況是管網(wǎng)中存在小循環(huán)造成。外網(wǎng)壓差小往往伴隨遠(yuǎn)端用戶不熱。
外網(wǎng)壓差過(guò)大，往往是由于供熱半徑過(guò)長(zhǎng)，管徑過(guò)小造成。這種情況也會(huì)伴隨遠(yuǎn)端用戶不熱。
不論是外網(wǎng)壓差大與小引起的遠(yuǎn)端不熱現(xiàn)象，大多都可以通過(guò)水力平衡得到解決。
除污器進(jìn)出口壓差，即除污器的阻力。除污器的阻力正常情況下在1-2米。除污器阻力過(guò)大，會(huì)浪費(fèi)循環(huán)泵揚(yáng)程，降低供熱效果。
除污器阻力過(guò)大的原因：一是除污器的濾網(wǎng)流通面積不夠造成，這種情況在使用自制的除污器中多有發(fā)生；二是由于除污器選型不當(dāng)，規(guī)格小，實(shí)際通過(guò)的水量大造成，三是由于除污器阻塞，沒(méi)有及時(shí)清理造成。
一些供熱企業(yè)，除污器的進(jìn)出口處沒(méi)有安裝壓力表，所以當(dāng)除污器因阻塞等原因出現(xiàn)阻力過(guò)大而影響正常供熱時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，到處請(qǐng)專家會(huì)診，花費(fèi)好幾天時(shí)間才找到病因，人力、物力、信譽(yù)都受到了損失，很是不值得。
熱用戶進(jìn)出口壓差，也叫熱用戶供回水壓差，是指一棟樓或一棟樓的一個(gè)單元或一個(gè)單元的一個(gè)住戶熱入口處供回水的壓力差。熱用戶供回水壓差不足時(shí)，流量肯定不足，供熱效果肯定差。
這里指的是一棟樓的入口壓差。供熱信息網(wǎng)了解到這個(gè)壓差在１—5米之間，之所以有這么大的差距，主要因?yàn)楝F(xiàn)在供熱的室內(nèi)系統(tǒng)多種多樣，主要有：傳統(tǒng)的上給下回式、分戶改造的一戶一環(huán)水平串聯(lián)式、新建的一戶一環(huán)散熱器式、新建的一戶一環(huán)地?zé)崾健⑿陆ǖ囊粦粢画h(huán)熱計(jì)量式。
一般來(lái)說(shuō)，新建的比老式的室內(nèi)系統(tǒng)阻力大，熱計(jì)量得比非熱計(jì)量的室內(nèi)系統(tǒng)阻力大。東北地區(qū)分戶改造工程中，有些采用樓下三根管的同程式同時(shí)樓道內(nèi)也采用三根管道的同程式系統(tǒng)，阻力也很大。
造成熱用戶供回水壓力不足的原因有：第一，水力平衡沒(méi)有做好，近端流量沒(méi)有合理控制，遠(yuǎn)端壓差不足，流量小。第二，循環(huán)泵揚(yáng)程、流量不夠。第三，循環(huán)泵揚(yáng)程、流量夠用，但出力不足。第四，樓前供回水管道之間的連通管閥門(mén)沒(méi)有關(guān)死，這種情況在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有發(fā)生。
鍋爐進(jìn)出口壓差、供熱外網(wǎng)供回水壓差、除污器進(jìn)出口壓差，這幾個(gè)壓差之和等于循環(huán)泵的進(jìn)出口壓差，即等于循環(huán)泵的實(shí)際工作揚(yáng)程。
最后重申的幾個(gè)觀點(diǎn)：
第一，供熱中應(yīng)該使用高精度的壓力表。
第二，讀取壓力數(shù)據(jù)時(shí)，要加上地勢(shì)高度。
第三，鍋爐房、換熱站各種壓力表的表盤(pán)應(yīng)盡量引至同一高度，建議高度1米或1.5米，以便于觀察和計(jì)量。
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