自力式壓差控制閥

【學(xué)員問題】自力式壓差控制閥的應(yīng)用？

【解答】前言：通常所說的自力式壓差控制閥，其功能是控制網(wǎng)路中某個支路工某個用戶的壓差，使之基本恒定，而自身消耗的壓差則是變化的，正是通過調(diào)整自身的開度，來調(diào)度自身所消耗的壓差，以實現(xiàn)被控對象的壓差恒定。這種壓差控制閥在供熱空調(diào)工程已有了較多的應(yīng)用，尤其是在分戶計量供熱工程中被廣泛采用，所以被大家熟悉和了解。本文先容一種功能與其不同的自力式壓差控制閥，它的作用是控制自身的壓差，因而可稱為自身壓差控制閥。同時，探討它在熱通工程中的應(yīng)用。

一　結(jié)構(gòu)與工作原理

這里以ZY47-16C型自力式壓差控制閥為例，先容自身壓差控制閥的工作原理。圖1為ZY47-16C型自力式壓差控閥的結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖。彈簧、感壓膜和閥桿固結(jié)在一起，通過導(dǎo)壓管將出口壓力P2導(dǎo)進(jìn)感壓膜上部的密封腔，感壓膜下部為進(jìn)口壓力P1.根據(jù)P1-P2的設(shè)定值△Ps（以下簡稱設(shè)定壓差）確定彈簧的預(yù)壓縮量，即使彈簧的彈力與設(shè)定壓差條件下感壓膜對彈簧的作用力相等。并按照閥塞的行程遠(yuǎn)小于彈簧預(yù)壓縮量的原則選擇彈簧。這樣就使得在閥門任一開度的平衡狀態(tài)，閥的進(jìn)、出口壓差△P與設(shè)定壓差△Ps近似相等。嚴(yán)格地說，開度不同，平衡狀態(tài)的△P是不相等的。顯然，隨差開度的增大，平衡狀態(tài)的△P是增大的。但通過對彈簧的選擇，完全可以在閥塞的全行程內(nèi)，將平衡狀態(tài)的△P相對于△Ps的偏離控制在一定的范圍（比如5%）之內(nèi)。

自力式自身壓差控制閥在系統(tǒng)中的工作可分為兩種情況進(jìn)行說明：1）當(dāng)前狀態(tài)為封閉。若閥前后壓差△P小于設(shè)定壓差△Ps，則繼續(xù)封閉，這時就是一個關(guān)斷閥。若△P大于△Ps，則感壓膜克服彈簧的彈力，帶動閥塞上升，閥門開啟；達(dá)到平衡狀態(tài)時，進(jìn)、出口壓差△P近似回落到設(shè)定壓差△Ps.2）當(dāng)前狀態(tài)為開啟。若系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)、出口壓差△P近似為設(shè)定壓差。若由于系統(tǒng)工況的改變，使△P增大，則閥門開大，流量增大；達(dá)到平衡狀態(tài)時，△P又近似回落到△Ps.閥門為最大開度時，出現(xiàn)△P大于△Ps的情況，閥門不再具有調(diào)控壓差的能力。若由于系統(tǒng)工況的改變，使進(jìn)、出口壓差△P小于△Ps，則閥門關(guān)小，流量減小，達(dá)到平衡狀態(tài)時，△P又近似上升到△Ps.直至閥門封閉時，出現(xiàn)△P小于△Ps的情況，就不再具有調(diào)控壓差的能力，而成為一個關(guān)斷閥。簡而言之，自力式自身壓差控制閥在封閉狀態(tài)時，△P必須大于△Ps才能開啟；在開啟狀態(tài)時，可自動調(diào)整開度，保持閥門前后的壓差基本恒定。

二　自身壓差控制閥在熱通工程中的應(yīng)用

2.1在保護(hù)冷熱源方面的應(yīng)用

近年來，在供熱工程中，燃汕和燃?xì)鈾C(jī)組有了較多的應(yīng)用。由于對供熱實行計量收費(fèi)，用戶自主調(diào)節(jié)流量的意識大大增強(qiáng)，加上生活用熱水在一天之內(nèi)用量變化較大，使得供熱系統(tǒng)的流量有很大的變化范圍。若流量過小，可能造成燃汕和燃?xì)鈾C(jī)組的局部沸騰，進(jìn)而使機(jī)組受到破壞。對于空調(diào)系統(tǒng)中的冷水機(jī)組，假如冷凍水量太小，也可能造成蒸發(fā)排管局部凍結(jié)，進(jìn)而使機(jī)組受到破壞。對于以上兩種情況，可如圖2所示，在旁通管路上，裝設(shè)自力式自身壓差控制閥。由于用戶調(diào)節(jié)等原因使系統(tǒng)流量減小，壓差控制閥前后的壓差△P就會隨之增大，當(dāng)△P大于設(shè)定壓差△Ps時，壓差控制閥開啟，增大通過冷熱源的流量，保障機(jī)組安全運(yùn)行。在壓差控制閥為開啟狀態(tài)時，可始終保持閥前后的壓差基本恒定。而通過閥的流量則與用戶系統(tǒng)的流量呈相反的變化。即用戶系統(tǒng)的流量減小，通過壓差控制閥的流量就會增大；反之，用戶系統(tǒng)的流量增大，則通過壓差控制閥的流量減小。這樣就可保證通過冷熱源的流量不致有太大的變化，既保護(hù)了冷熱源，又進(jìn)步了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

保護(hù)冷熱源的傳統(tǒng)方式是在旁通管路上裝設(shè)電動壓差控制閥。當(dāng)系統(tǒng)流量減小，使電動閥前后壓差大于設(shè)定壓差時，電信號驅(qū)動電動閥開啟，使冷熱源機(jī)組維持必須的最小流量。但電動壓差控制閥由于對電源和傳遞電信號的線路的依靠，因此可靠程度不如自力式壓差控制閥。另外，價格也高于后者。所以，在保護(hù)冷熱源方面，完全可以用自力式自身壓差控制閥替換傳統(tǒng)的電動控制閥。

2.2在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

在集中供熱工程中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況：供熱流用戶有低建筑（較矮的建筑或地勢較低的建筑）和高建筑（高層建筑或地勢較高的建筑），若熱網(wǎng)的壓力工況滿足低建筑的散熱器不被壓壞的要求，高建筑就會出現(xiàn)倒空現(xiàn)象；若熱網(wǎng)的壓力工況滿足高建筑不出現(xiàn)倒空現(xiàn)象，則低建筑的散熱器承受的壓力就會超過其承壓能力。借助自身壓差控制閥往往可以解決這個矛盾。

是一個地勢高差懸殊，熱源位于低處的例子。順著地勢特點，在供水管路適當(dāng)位置設(shè)置加壓水泵，在回水管路適當(dāng)位置裝設(shè)自力式自身壓差控制閥。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，壓差控制閥前后的壓差可保持基本恒定。這樣就將網(wǎng)路的動水壓線分為兩個部分，前部的動水壓線相對較低，可滿足低建筑的散熱器不被壞的要求；后部的動水壓線相對較高，可滿足高建筑不發(fā)生倒空現(xiàn)象的要求。在系統(tǒng)停止運(yùn)行時，整個網(wǎng)路的測壓管水頭有達(dá)到一致的趨勢，而壓差控制閥則通過減小開度竭力維持原有的壓差基本不變，直至壓差控制閥的封閉。這時，壓差控制閥與供水管路上的止回閥一起，將網(wǎng)路后部與前部隔離開來。網(wǎng)路前部的靜水壓線由于壓差控制閥配裝在一起的定壓補(bǔ)水泵保證。

相反，若地勢相差懸殊，而熱源在高處，則如圖5所示，順著地勢特點，在供水管路適當(dāng)位置裝設(shè)自身壓差控制閥，在回水管路適當(dāng)位置設(shè)加壓水泵。系統(tǒng)運(yùn)行時，壓差控制閥前后的壓差可保持基本恒定，這樣就使網(wǎng)路后部的動水壓線相對較低，可滿足低建筑的散熱器不被壓壞的要求；網(wǎng)路前部的動水壓線相對較高，可滿足高建筑不發(fā)生倒空現(xiàn)象。系統(tǒng)停止運(yùn)行時，壓差控制閥自動封閉，與回水管路上的止回閥一起，將網(wǎng)路后部與前部隔離開來。網(wǎng)路前部的靜水壓線由設(shè)置在熱源的補(bǔ)水定壓裝置保證，網(wǎng)路后部的靜水壓線則由連通前、后部的補(bǔ)水管路上的補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥保證。

三　結(jié)論

自力式自身壓差控制閥為封閉狀態(tài)時，若閥前、后的壓差小于設(shè)定壓差，則繼續(xù)封閉；若閥前、后的壓差大于設(shè)定壓差，則閥門開啟。為開啟狀態(tài)時，可自動調(diào)整開度，使閥前、后的壓差基本恒定。

自力式自身壓差控制閥可用于對冷熱源的保護(hù)，與傳統(tǒng)的電動控制保護(hù)相比，有控制可靠、價格低廉的優(yōu)點。

自力式自身壓差控制閥可用于解決集中供熱工程中高建筑與低建筑高度相差懸殊所產(chǎn)生的對壓力工況要求不同的矛盾。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

【學(xué)員問題】自力式壓差控制閥選擇注意事項有哪些？

【解答】壓差控制閥壓差控制閥，不需任何外來能源，依靠被調(diào)介質(zhì)自身壓力變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，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(jìn)出口壓差，特別適用于分戶計量或自動控制系統(tǒng)中，有助于系統(tǒng)運(yùn)行時的穩(wěn)定。

（1）壓差控制閥應(yīng)與閥外管網(wǎng)壓差相配套

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(yùn)行時，應(yīng)保證閥門安裝位置點的管，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，以保證閥門在其最佳工作區(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最佳工作區(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(fèi)。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(fèi)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(yùn)初期必須以人工方式做好初調(diào)節(jié)工作，這項工作費(fèi)時、費(fèi)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。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。