1．問題的提出 中南建筑設計院西區(qū)（生活區(qū)）集中低溫熱水采暖系統(tǒng)于1991年完成設計及施工，并于當年年底投入運行。系統(tǒng)運行至今已有十年，大大改善了我院職工的生活條件。但該熱水采暖系統(tǒng)自運行之初起，就存在著熱力失衡問題。后隨著用戶的增加，管網(wǎng)作用半徑的增大，隨著燃煤蒸汽鍋爐、汽-水換熱器、熱水循環(huán)泵運行效率的降低，也隨著采暖系統(tǒng)閥件及沿程管道性能的弱化，采暖系統(tǒng)運行效率降低，熱力失衡問題越來越嚴重，具體表現(xiàn)在管網(wǎng)末端用戶的采暖效果越來越差。為配合我院沿街開發(fā)的形勢，院西區(qū)兩棟臨街多層住宅拆除，由于采暖用戶（以下均指單棟或單元建筑）減少采暖外網(wǎng)須相應調整，此舉可部分程度緩解采暖系統(tǒng)效果惡化情況，但熱力管網(wǎng)水力失衡問題尚未得到解決。 院西區(qū)采暖熱網(wǎng)布置現(xiàn)狀參見"圖一"。西區(qū)采暖面積約35000m2，冬季總采暖熱負荷為2230kw。采暖熱源為西區(qū)鍋爐房及換熱站；4t/h燃煤蒸汽鍋爐1臺；螺旋板式汽-水換熱器2臺；1000m3/h熱水循環(huán)泵2臺，1有1備，銘牌揚程3.2Mpa；系統(tǒng)由設在"中南海18單元"屋而后高位膨脹水箱定壓，換熱站內設系統(tǒng)被給水泵。該采暖系統(tǒng)共分3個樹狀供回水環(huán)路。 圖一 中南建筑設計院西區(qū)采暖熱網(wǎng)示意圖 1#環(huán)路為院內中部環(huán)路，原負擔"1～3單元"，"4～6單元"，"幼兒園"，"29～32單元（50戶）"，"18戶"，" 33～35單元（36戶）"及"23戶"采暖負荷，其供加水總管管徑為DN125，現(xiàn)增加一個用戶"北大板"，其負擔總熱負荷為1219kw。該環(huán)路用戶多且作用半徑長，長期以來熱力失衡問題嚴重，沿途用戶供暖冷熱不均，最不利用戶"23戶"室內采暖系統(tǒng)形同虛設，"36戶"各單元采暖效果也較差。 2#環(huán)路為院內北部環(huán)路，負擔"7～10單元"，"11～14單元"，"北大板"及"40戶"采暖負荷，其代回水總管管徑為南部環(huán)路，原負擔"中單公寓"及"40戶"拆除，現(xiàn)僅負擔"中單公寓"，其熱負荷為115kw。 2.管網(wǎng)水力計算及平衡分析 基于上述原因，我們對院西區(qū)采暖熱網(wǎng)進行水力計算及分析，擬采取水力平衡閥等技術措施對該采暖熱網(wǎng)進行水力平衡，以期改善西區(qū)整體采暖效果。 2．1 計算條件 已知條件 （1）外網(wǎng)各環(huán)路管段管徑及沿程長度，各單位采暖設計熱負荷及總設計熱負荷。各環(huán)路用戶采暖熱負荷說"表1" 表一

續(xù)表一

(2)各環(huán)路用戶室采暖水系統(tǒng)所需資用壓頭，由各單體采暖設計圖紙及資料獲得，參見"表四"及"表五"中"用戶所需資用壓頭"項。 假定條件： （1）由于鍋爐及換熱器效率的降低，根據(jù)該系統(tǒng)運行經驗采暖供水最高溫度為80℃，最大供回水溫差15～18℃。采暖供回水溫度取80/60℃。 （2）由于系統(tǒng)運行多年外管內壁粗糙度增大，外管內壁粗糙度取K=0.5mm。 2．2環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算 1#環(huán)路負擔總熱負荷為1219kw，循環(huán)水量為52.8kg/h，其供回水總管管徑為DN125，環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算說"表二" 表二

2#環(huán)路負擔總熱負荷為897kw，循環(huán)水量為22.9kg/h，其供回水總管管徑為DN125，環(huán)路外網(wǎng)摩阻計算詳"表三" 表三

3#環(huán)路目前僅負擔單一用戶，其設計熱負荷為115kw，循環(huán)水量為4.95kg/h，其供回水總管管徑為DN100，供回水總管長約80m，環(huán)路外網(wǎng)摩阻及局部阻力較小，總阻力約為5kpa。 2．3 環(huán)路外網(wǎng)水力平衡分析及平衡措施 2．3．1 1#環(huán)路外網(wǎng)水力平衡 1#環(huán)路最不利用戶為"23戶"，其外網(wǎng)沿程摩阻為73.0kpa，考慮沿程局部阻力為摩阻的10%即7.3 kpa，沿程總阻力為80.3 kpa，"23戶"資用壓頭為30 kpa，因此，1#環(huán)路所需資用壓頭為110.3 kpa，，可取值為115 kpa。各用戶之入戶管徑及所需資用壓頭不等。1#環(huán)路水力平衡計算詳"表四"。從水力平衡計算表"表四"可以看出，近端用戶入戶供水管均設數(shù)字鎖定平衡閥，閥門口徑均比相應管徑小一號，同時可以看出各平衡閥的開度均較小，尚未達到開度應在60～90%的理想范圍。最不利用戶"23戶"入口不設平衡閥。 表四

2.3.2 2#環(huán)路外網(wǎng)水力平衡 2#環(huán)路最不利用戶為"中南海15～21單元"，其外網(wǎng)沿程摩阻為83.7kpa，考慮沿程局部阻力為摩阻的10%即8.4 kpa，沿程總阻力為91.7 kpa，該用戶資用壓頭為30 kpa，因此，2#環(huán)路所需資和壓頭為121.7 kpa，取值為125 kpa。各用戶之入戶管徑及所需資用壓頭不等。2#環(huán)路水力平衡計算詳"表五"。從水力平衡計算表"表五"可以看出，近端用戶入戶供水管均設數(shù)字鎖定平衡閥，閥門口徑均比相應管徑小一號。最不利用戶"中南海15～21單元"之各單元供回水管為水平同程布置，因此不設平衡閥。 表五

2.3.33#環(huán)路外網(wǎng)水力平衡 3#環(huán)路沿程總阻力為5 kpa，用戶資用壓頭為25 kpa，因此，3#環(huán)路所需資用壓頭為30 kpa。入戶管徑DN65，而該環(huán)路外管管徑DN100相對過大，若僅靠調整在換熱站內該環(huán)路供回水管DN100口徑閥門開度難以達到環(huán)路所需較低的資用壓頭，因此建議在其用戶"中單公寓"之進水干管設口徑DN40數(shù)字鎖定平衡閥，也可為將來院內發(fā)展再增加該環(huán)路之用戶作準備。具體的平衡方案是，在換熱站內適當關小3#環(huán)路供回水總管閥門開度使環(huán)路資用壓頭為50 kpa，用戶采用DN40數(shù)字鎖定平衡閥消耗富裕壓頭20 kpa，該平衡閥開度設定為42%。