浅谈阀门调节对热网系统水力工况的影响

浅谈阀门调节对热网系统水力工况的影

响

摘要：我国经济水平和我国各行各业的快速发展，热水供热系统中往往会由于设计、施工、改建、扩建和调节等原因，使网路中流量分配与热用户所需流量不一致，因而造成各热用户的供热量不符合要求，使热用户或供热房间出现冷暖不均的热力失调现象。一个集中供热系统，特别是一个大的集中供热系统，实现稳定运行和均衡供热的基本条件是保证管网的水力平衡。目前一些供热系统中存在工作压力不能满足需要，热力站不能获得需要的压差，部分用户不热，或者前端用户压差高、流量超过设计值，而末端用户压差不足、流量低于设计值，因而造成近端用户过热、远端用户不热的问题。对于既有管路，实现水力平衡的一种手段就是阀门调节，所以研究阀门调节对热网水力工况的影响具有重要意义。

关键词：阀门调节；热网；水力工况；流量；压差

引言

随着未来行业向着智能化和数字化的发展，尤其是控制系统不断更新换代的今天，越来越感觉到智能阀门定位器对工业各个领域的重要性，阀门定位器的选择将直接影响调节阀和控制系统整体的性能和品质，从而实现控制性能的整体提高。从未来发展来看，智能阀门定位器能够提高工厂的生产稳定性，实现良好的经济效益，提高工厂的自动化水平，对工业有着不可磨灭的作用和意义。因此要掌握不同智能定位器的原理和故障处理方法，保障工业安全生产。

1热电联供用阀门及要求

“低压缸切缸”改造之前，热电联供电厂的供热改造，在中低压连通管上需增设连通管调节阀，联通管上加装泄压安全阀，抽汽管道上从汽轮机侧到热网侧加装阀门的顺序为快关阀(或快关调节阀)、抽汽逆止阀、电动蝶阀。中压缸至低压缸的连通管上装有连通管调节阀，一般选用液控蝶阀，要求具有调节功能。在

阀门全关时，蝶板与阀体间应留有满足低压最小冷却流量的间隙，以免当阀门异常关闭时，低压缸产生鼓风发热，该阀通常设计为中线漏阀结构。并必须设置有能快速关闭的抽汽截止阀，以防止抽汽倒流引起超速。汽轮机正常运行时，是不存在介质倒流工况的。但有两种情况可能发生倒灌:一是多汽源的供热母管，并列供热的一台汽轮机进汽阀关闭，而供热母管的抽汽逆止阀失效时会发生;二是单汽源的供热母管，汽轮机甩负荷，主汽阀关闭后，抽汽逆止阀失效时会发生。抽汽逆止阀虽然能阻止蒸汽倒流，但是关闭时间及可靠性不如快关阀。所以为了防止以上两种情况下倒灌造成汽轮机超速事故发生，确保主机和蒸汽系统安全可靠运行，因而要求安装快关阀。电动蝶阀是供热抽汽管道的切断阀，并辅助调节热网进汽量。在非采暖季节时，用以隔离发电机组和热网系统，起关断作用。“低压缸切缸”改造后，需将原连通管和带有通流孔或者机械限位的供热蝶阀更换为新的连通管和能够完全密封的蝶阀，并在连通管上增设一路旁路以通过低压缸的冷却蒸汽量，冷却蒸汽旁路设置调节阀和流量计或流量显示装置，汽轮机低压进口处设置温度测点和压力测点。

2阀门调节对热网系统优化措施

2.1优化快关电磁阀控制系统

原控制系统快关电磁阀只有一个，当电磁阀控制系统有故障时，快关电磁阀失电，阀门会快速关闭。为防止误动，在原快关电磁阀系统上并联一个快关电磁阀，并且电磁阀快关指令分别从两个通道输出，电源分别取自不同开关，减少由于电磁阀系统故障引起误动的可能性。出现跳机、供热退出等正常触发条件时，快关电磁阀1和快关电磁阀2同时失电，保证供热快关调节阀快速关闭。

2.2成品阀门组的应用建议

①在近几年的大口径高温水管线工程中，对于地下环境较恶劣的井室采用金属井壁防水密封节，虽然这种密封节成本较高，但是井室内积水严重时，危害性更大，后期维修成本会更高，因此对于地下水位较高的输送干线，建议采用具备补偿元件的井壁密封节。②密封件补偿元件的补偿量是根据管段的受力情况计算得出的，不同受力情况，补偿量不同，补偿方向也不同，因此预制保温阀门组安

装位置的调整，需经过设计院校核。③阀门组各部件于工厂内进行组对焊接、保温、防腐等一系列流程约45天，加工周期较长，需根据工程实际进度提前加工。

④单根双蝶阀成品组件重量达15.6t，需要预留足够的吊装空间。⑤为减少管路

穿井壁数量，将阀门井的供回水泄水管路于关断阀后合并为同一管路穿井壁，再

引致相应的副井内，进一步提高井室可靠性。

2.3在线完成更换阀门定位器

由于之前从未有过在线更换定位器的经验，且更换定位器时需要来回开关阀门，完成对定位器的自检和初始化，但在阀门运行时不允许动作阀门，同时还要

确保更换时阀门不会误动作，更换后阀门能正常调节，更换难度较大。为避免系

统停车的风险，决定采取以下措施，保证更换的可靠性：①给阀门做限位，保证

更换时阀门不会误动作影响工艺操作；②这台阀门无法满足定位器自检要求，就

要找到相同角度和行程的阀门，且必须是停车工段的阀门，完成定位器自检，再

把自检后的定位器回装到污氮出口调节阀上。再将新的阀门定位器放在事先找好

的阀门角度和行程一致的蒸汽加热炉风机入口调节阀门上，设置参数自检定位器，自检后需注意检查新的阀门定位器反馈杆位置角度和旧阀门定位器一致，才能确

保回装后阀门不会动作（需提前做好标记）。将自检好的定位器回装到污氮出口

调节阀上后，解除阀门限位，定位器打到自动，送上气源和控制室联调后，阀门

动作正常，完成在线更换阀门定位器检修任务。

2.4智能型电动执行器的电动阀

它的优点在于方便遥控设置阀门的运行参数而无须打开密封外壳，并具有丰

富的在线显示功能。随着电动智能化阀门执行机构的智能化水平不断提高，利用

现场总线通信协议技术可减少现场所用辅助设备和信号转换过程中的损失，为电

动智能化阀门执行机构的运行提供便利的通信方式。此类阀门多用于主系统等重

要系统。根据目前热工实验系统布置使用电动智能化阀门的特点和实验运行方式，结合热工实验工况多、研究性强的特点，经过长期科研实验总结了其主要存在的

不足。第一，实验回路电动智能化阀门种类较多，与早期建设的热工实验系统的

实验装置使用的电动智能化阀门相比，并不具备智能化模块，只能通过行程开关

控制阀门电机进行操作，因此有必要改造仍具有开展科研需求的热工实验系统中