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系統中，由于自力式控制閥的廣泛應用，有效地克服了二次網的水力失調，使繁瑣費時的供熱二次網初調節變得簡單而高效，供熱二次網水力失調的現象明顯改善，取得了良好的經濟效益和社會效益。供熱二次網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，可以吸收網路的壓力波動，維持被控環路的流量恒定，但由于僅適用于定流量系統，一旦流量改變就需重新進行流量設定，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，吸收網路的壓力波動，同時克服內擾（被控環路內部的阻力變化），維持被控環路的壓差恒定，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，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節閥門的開度，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，可以有效地控制被控用戶的壓差恒定，即當用戶的壓差增大時，通過閥門的自動關小動作，它能保證被控用戶壓差保持恒定；反之，當用戶的壓差減小時，閥門自動開大，用戶壓差仍保持恒定。
    技術參數
1、 公稱壓力1.6 MPa（2.5 MPa須預定）。
2、 介質溫度0~150℃。
3、 控制壓差可調范圍0.05~0.6 MPa（5~60 mH2O）。
4、 控制壓差誤差≤±5%。
5、 結構長度符合GB/T12221中“截止閥及止回閥的結構長度”中的優選系列尺寸。
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，檢測并依靠系統壓差而自動工作。
2、 控制壓差的調節是無級的，可任意調節并設定。
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，膜片單側可承受0.6 MPa的壓力而正常工作。
5、 全開時的阻力系數小，便于設計人員縮徑選用。
6、 控制壓差調節靈敏，操作簡單。
7、 內部元件用不銹鋼（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
    水泵變頻時，各等效點上參數之間的關系。當水泵變頻轉速變化時，流量與轉速成正比，揚程與轉速的平方成正比。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），若二次網的流量減少，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）減小，被控環路的壓差（P1-P2）也相應減小，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，使被控環路的壓差（P1-P2）變大，來維持被控環路的初壓差值（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，受影響的只是遠端樓棟，使遠端樓棟流量嚴重不足。二次網近端樓棟和遠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，二次網出現動態水力失調。反之，換熱站循環水泵根據室外氣溫降低，需要增加循環水量時，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）變大，被控環路的壓差（P1-P2）也相應變大，自力式壓差控制閥的自動閥芯就會關小，利用自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）的變大，使被控環路的壓差（P1-P2）變小，來維持被控環路的壓差值（P1-P2）不變，由于自力式壓差控制閥的關小，使被控環路的流量增不上去。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。
    為便于理解以上內容，可以按數學公式（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，要想維持被控環路的壓差（P1-P2）不變，自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）應變小。反之，同理。
    以換熱站為主動變流量運行的熱網中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關系。水泵變頻時，流量減少則揚程變小，流量增加則揚程變大。當換熱站供應的流量（揚程）過少時，由于自力式壓差控制閥的作用，二次網近端樓棟和遠端樓棟出現冷熱不均的現象；當換熱站供應的流量（揚程）過多時，由于自力式壓差控制閥的作用，供應的流量增不上去，換熱站水泵白做無用功，浪費能源，不符合節能要求。除非換熱站的水泵供應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節而發生改變，變頻水泵較難與其協調配合。如果換熱站供應的流量（揚程）的改變，不超出自力式壓差控制閥自身的調節范圍，雖不夠節能，尚可維持水力工況平衡；如果換熱站供應的流量（揚程）的改變，超出自力式壓差控制閥自身的調節范圍，將導致自力式壓差控制閥的失效，水力失調不可避免。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

DN mm	連接方式	L mm	H（mm）		流量 m3/h	適用介質	介質溫度	主要零件材料
			定壓差型	可調壓差型
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
    以用戶為主動變流量運行有個前提，用戶戶內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，換熱站循環水泵采用變頻控制才能實現。
    自力式壓差控制閥支持被控環路內部的自主調節。如圖1所示，若開始時（P1-P2）不變，此時環路內部阻力發生變化，比如支路①關斷，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關斷前和關斷后，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關斷前和關斷后也恒定不變，則流量G不變，所以被控環路內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，應該是恒定被控環路的壓差（P1-P2），對于整個二次網系統來說，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）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中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關系。當用戶熱負荷減少，溫控閥關小，被控環路阻力增大，壓差增加時，作用其上的自力式壓差控制閥也關小，增加自身阻力抵消被控環路用戶壓差的增加，以維持被控環路壓差（P1-P2）不變。但此時，對整個供熱二次網系統來說，由于自力式壓差控制閥的關小，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）的阻力是增加的，壓差（P1-P3）是增加的，流量是減少的，換熱站循環水泵接到信號后，可以通過變頻調節減少揚程和流量，反饋到被控環路表現為資用壓力不足，此時，自力式壓差控制閥開大，自身阻力減少，壓差減少，以補償被控環路用戶壓差的變化，維持被控環路壓差恒定。如此反復便構成了，換熱站循環水泵變頻-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節范圍，導致自力式壓差控制閥的失效，換熱站運行時可采用根據室外溫度的變化，改變二次網供水溫度的做法；根據用戶流量的變化，換熱站接到反饋信息，水泵被動變頻改變二次網供水流量的做法，即換熱站的被動質-量綜合調節。
    自力式壓差控制閥特別適用于分戶計量或自動控制系統中，用戶戶內安裝溫控閥，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、介質流動方向應與閥體箭頭方向一致；
2、自力式壓差控制閥應安裝在回水管上，閥上接導壓管，導壓管的另一端與供水管連接，建議在導壓管供水端安裝1/2"球閥，以便啟動消除堵塞功能；
3、在導壓管前的供水管上應安裝過濾網，避免水質太差造成該閥失去自動調節功能；
4、供水管和該閥前的回水管應分別裝設壓力表，便于調節控制壓差;
5、如發現該系統流量過大或過小，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、控制壓差調節方法：逆時針方向調節調壓閥桿，觀察壓差。

4 ZYC自力式壓差控制閥改進方案結論
    使用自力式壓差控制閥，被調節對象主要是自力式壓差控制閥閥前被控環路的工況參數。在以換熱站為主動變流量調節時，對閥前、閥后管網的工況參數往往不能同時兼顧（不能等比變化）；而在以用戶為主動變流量調節時，換熱站能夠對閥前被控環路自動進行補償，所以不存在問題。
    對于動態失調問題，在系統中合適的部位安裝動態壓差平衡閥（自力式壓差控制閥、壓差平衡閥）可有效避免系統中各個用戶之間的相互干擾，使系統在動態變化中保持水力平衡。

在動態系統中，未安裝自力式控制閥時，當環路上的某些用戶自主調節閥門、關閉閥門或溫控閥動作時，這些用戶的流量發生變化，環路的阻力同時發生變化，即供、回水管之間的壓差發生變化。壓差的變化勢必對環路上的其它用戶造成干擾，使這些用戶的流量發生不應有的改變。安裝了自力式壓差控制閥后，當被控環路供、回水管之間的壓差偏離設定值時, 閥門的閥芯能夠自動調節開度，保持被控環路供、回水管之間的壓差不變，從而避免環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，適用于以用戶為主動變流量運行的熱網，換熱站變頻水泵應隨用戶的熱負荷變化而相應變化。