渦街流量計的選（xuǎn）用（yòng）及調試方案與管網平衡改（gǎi）造效果分析
點擊次數：2210 發布（bù）時間：2021-03-19 08:17:19
摘要：通過實際管網平衡改（gǎi）造案例，詳細闡述（shù）了靜態渦街流量計調試方法（fǎ），*後（hòu）通過對（duì）比渦街流量計調試前後管網不平衡率、室溫等（děng）數據，得出管網平衡改造不僅對水力失調改（gǎi）善效果明顯，而且對能源節約有著明顯的效果。
1 引言
近些年來隨著供熱（rè）區域內建築麵積的不斷增加，供熱管網的係（xì）統半徑不斷增大，在運行期由於各種因素的（de）影響，使得管網出現實際流量（liàng）與設計（jì）流量不（bú）一致的現象，即出（chū）現了水力失調。雖（suī）然在設（shè）計初期會考慮到水力失調帶來的（de）影響，由（yóu）於水（shuǐ）力計算步驟（zhòu）較（jiào）為複雜，會選（xuǎn）擇一些型（xíng）號較大（dà）的（de）設備，如加大水泵揚程，提高水泵（bèng）的運（yùn）行頻率來彌補係統水力失調。這種“大流量（liàng）”的措施，放在以前的（de）小（xiǎo）規模係統，舒適度要求較低、能耗要求也較低的供熱管網循環係統中，還可以用。但是現在（zài）來（lái）看，係統規模不（bú）斷擴大（dà），高舒適性、低耗能性等要求被提出，因此尋求（qiú）新的解決水力失調的方法迫在眉（méi）睫。據（jù）不完全統計，選用較大型（xíng）號設備，會增（zēng）加供熱設備的係統投資（zī）20%以上，同時熱能和電能也有不同程度的增加，耗熱（rè）能增（zēng）加15%以上，浪費電能30%以上。
管網水力失調不（bú）僅造成能源的（de）大量（liàng）浪費，而且造成了各采暖（nuǎn）建築物之間的室（shì）內（nèi）溫度偏差較大,冷熱（rè）不均（jun1）。因此（cǐ），必須采取有效措施解決供熱管網水（shuǐ）力失調問題。筆者分析了某小區（qū）的供熱管網中存在的問題，利（lì）用（yòng）加（jiā）裝（zhuāng）渦街流（liú）量計方法解決管網（wǎng）水力失調（diào）的現象，以實現節能的目的。
2 小區（qū）供熱管網係統現狀
某小（xiǎo）區住宅樓（lóu）建設於1996年，建築結構為磚混建築（zhù），建築麵（miàn）積為54931m2，共30棟住宅樓。2017年繳費（fèi）739戶（hù），總采暖（nuǎn）麵積為47141m2。換熱站（zhàn）位於小區中部，板式換（huàn）熱機組設計換熱麵積為50000m2，循環泵額定功率為30kW，流量為200m³/h，揚程為32m。庭院管網共分為2個支狀供回水環路，該（gāi）小區供熱管（guǎn）網見圖1所示。
管網平衡（héng）改造前，2017~2018 年*寒期循環泵頻（pín）率為（wéi）45HZ，實測總供水量為（wéi）189m³/h，供水溫度為 55.4℃，回水（shuǐ）溫度為47.1℃；換熱站總供水壓力0.37MPa,回水壓力為 0.27MPa；采暖期電指標為1.221kW·h/m2。管網近端末端部分用戶*寒期室溫（wēn）實（shí）測數據（jù）詳見表1。基於以上數據可以看出，該小區庭院管網采用“大流量、小溫差（chà）”的供熱運行（háng）方式，同時熱用戶室溫存在近熱遠冷（lěng）現象（xiàng），管網處於水（shuǐ）力失調狀態，耗電指標偏大，節能（néng）改造潛力巨大。
3 渦街（jiē）流量計（jì）的選用及調試方案
3.1 渦（wō）街（jiē）流量計的選用
該小區建造年代較（jiào）早，供熱係統未采用熱計量，因（yīn）此供熱係統屬於定流（liú）量係統。在定流量係統中，運（yùn）行過程流量不發生改變，因此隻會出（chū）現靜態水力失（shī）調（diào）。隻需要使用靜態（tài）渦街流量計平衡係統（tǒng）阻力，達到靜態（tài）水力平衡（héng）即可。2018年夏（xià）季，我公司（sī）在小區每個樓單元前，回水幹管上KPF靜態水力渦（wō）街流量計，共安裝88台DN50渦街流量計。為使係統在*大程度上達（dá）到靜態水力平衡，供熱（rè）前期即（jí）可用專用儀表進行平衡調試。KPF靜態（tài）水力渦街流量（liàng）計有良好的流量調節特（tè）性及開度鎖定（dìng）記憶（yì）裝（zhuāng）置，配合使用專（zhuān）用（yòng）智能儀（yí）表可測量單（dān）體建築的供熱流量。該閥門可實現係統（tǒng）平衡後、總流（liú）量增減時，各支路、各用（yòng）戶的流量同比例增減，同步傳至每一個（gè）末端裝置，可有效（xiào）避免流量失衡、各個環路相互幹擾造（zào）成的熱量（liàng）浪費。
3.2 渦街流量計調試方案
目前國內平衡（héng）調節的主要方法有溫差（chà）法、比例法和CCR法（fǎ）。結合公司（sī）選擇使用KPF渦街流量計的現狀，現采用KPF 綜合
調節法。該方法是計算出（chū）每棟單體建（jiàn）築的理論循環流量，通過（guò）安裝KPF渦街流量計，利用其（qí）專用智能儀（yí）表標定通過閥門的實（shí）際流量，調節閥門開度，使（shǐ）實際流（liú）量趨近於理論流量，實現水力工況平衡。
3.2.1 計算理論流（liú）量
考慮到該小區建造年代較早，建造圍護保溫性較差（chà），查閱《城市熱網設計規範》後選用40W/m²的（de）采暖熱指標進行計算。
根（gēn）據公式（1）和公（gōng）式（2）計算出每個單元理（lǐ）論設計流量。使用渦街流量（liàng）計專用智能儀表，通過調整渦（wō）街流量計開度，使實際流量趨近於理論流（liú）量。
3.2.2 渦街流量計調試
在庭院管網渦街（jiē）流量計調試中，采取“先近後遠”的原（yuán）則（zé）。*先利用專（zhuān）用智能儀表對管網近端（duān）渦街流量計進行流量調試，使其實際流量趨近於理論流（liú）量，這樣可以有效增大管網末端（duān）用戶的使（shǐ）用流（liú）量，防止末端流量不足（zú）的（de）情（qíng）況出現；其次再依次（cì）進行管網中端和末端渦街流量（liàng）計調節，使整個環路水力工況達（dá）到平衡。在渦街流（liú）量計調試過（guò）程中（zhōng），需將每台閥門的開度設定值（zhí）、實際（jì）流量（liàng）值等數據進行記錄和整理，並撰寫渦街流量計調試報告，以便為以（yǐ）後（hòu）調試提供依據。部分渦街（jiē）流（liú）量計調試（shì）結果見（jiàn）表2所示。
4 管網平衡（héng）改造效果
4.1 管網不平（píng）衡（héng）率分析
將所有渦街流量計調試後不平衡率做成圖片，如圖2所示。
圖2中橫坐標代表渦街（jiē）流量（liàng）計安裝單元數，縱坐標（biāo）表（biǎo）示每個渦街流量計不平衡率，當未（wèi）使用靜態（tài）水力（lì）渦街流量計進行調節前，水力不（bú）平（píng）衡率數據不集中，比較（jiào）分散，*大能達到98%，從圖中還可以看出，調節前管網近端（duān）渦街流（liú）量計不平衡率較（jiào）大，而管網（wǎng）末（mò）端不平（píng）衡率均為負值，流量嚴重不足。說明調節前管網存在嚴重水力失調現象，近端流量大，遠端流量不足。管網平衡改造後，水力不平衡率全部集中在（zài）8%以內，也就是說，整（zhěng）個管網基本處於水力平衡狀態，即實際流量與理論流量相（xiàng）當接近（jìn）。另外（wài）從（cóng）圖中（zhōng）可以看出，一些渦街流量計不平衡率存在負值，說明該（gāi）渦街流量（liàng）計（jì）的循環流量不足，原因可能為此閥盜用壓差不足，靜態渦街流量計的加裝，無疑使（shǐ）得管路阻力增大了，因（yīn）此必須考慮加大閥門開度（dù）。如果仍不能滿足循環流量，應考慮該處靜態渦街流量計安裝的必要性。
4.2 用戶室溫（wēn）分析
我公司在（zài）該小區管網改造前，在不同單元不同樓層分別（bié）安裝100台室溫采集器。渦街流量計調前數據采集（jí）於2017~2018年供熱期，調後數（shù）據采集於2018~2019年供熱（rè）期。經過兩個采暖期，共有96台（tái）室溫采集器可以（yǐ）正常提供數據。數據分析結果見圖3所（suǒ）示。
圖3中的曲線 A和（hé）B供熱管網渦街流量計調節前後的熱用戶室溫（wēn）變化情（qíng）況，橫坐標表示室（shì）溫分（fèn）布，縱（zòng）坐標表示（shì）熱用戶數量。從圖中可以看出，渦街流量計調節（jiē）前熱用戶室溫比較分散，既有室溫小於18℃的熱用戶，也有室溫大於24℃的熱用戶。熱用戶室溫“近熱遠冷”，供熱管網存在（zài）水力不平衡現象。渦街流量計調節後，有49戶用（yòng）戶室溫在20℃~21℃之間，從（cóng）圖中（zhōng）可以看出（chū）室溫分布範圍縮小，平（píng）均（jun1）室溫降低，從而，不僅減少了供熱量，也大大提高了供熱品質。一般來講，對采暖係統，每（měi）增加 1℃平（píng）均室溫，能耗增多 5%~10%。采暖係統實現平衡後，常常可以降低平均室溫1℃~3℃。
4.3 換熱（rè）站內數據分析
管（guǎn）網平衡（héng）改造後，2018~2019年*寒期換熱站內供水溫度為55.4℃，回水溫度為 44.8℃，供回水溫差較上一采暖期增大2.3℃。換熱站總供水壓力0.37MPa,回水壓力為 0.25MPa，供回水壓差較上一采暖期（qī）增大0.02MPa。通過多次調試渦街流量計，已將循環泵頻率降至39HZ，采暖期電指標為0.877kW·h/m²。可見管網平（píng）衡（héng）改造後，節（jiē）能（néng）效果明顯。
5 結論
通過對上述案例的分析，熟悉了靜態水力渦街流量計的調試方法，通過對（duì）比平衡（héng）調試前後的不平衡率、室溫等數據，得（dé）出（chū）管網平衡（héng）改造對改善管網（wǎng）水力失調的效果明顯，不（bú）僅（jǐn）節約能源，而且提高了（le）管網末端熱用戶室溫（wēn），緩解了熱力公司與熱用戶之間的矛盾。
介質密度（dù）對渦街流量計的影響 渦街流量計安裝對直管段的（de）要求 渦街流量計應用中常見問題及分析 渦街流量計夾持（chí）型和法（fǎ）蘭型的區別 渦（wō）街流量計傳感器的類型有哪（nǎ）些 影響渦街流量計準確性的因素有哪些 渦街流量計適用（yòng）於測量什麽介質 渦街流量（liàng）計日常維（wéi）護保養（yǎng） 如（rú）何消除（chú）振動對渦街流量（liàng）計的影響（xiǎng） 渦街流量計有哪（nǎ）些精度等級 渦（wō）街流（liú）量計（jì）累積量清零 渦街流量（liàng）計的應用領域 渦（wō）街流量計波動的（de）主要原因分（fèn）析 渦（wō）街流量計有哪些特點 渦街（jiē）流量計安裝插入深度要求 渦街流量計的結構組成圖 液體卡箍式渦（wō）街流量計使用說明 液體卡箍式渦街流量（liàng）計（jì）量程範圍 液體卡箍式渦街流量計安（ān）裝方式 液體渦街（jiē）流量計類型及用途 液體渦街（jiē）流（liú）量計型號規格 液體渦街流量計精度等級 液體渦街流量（liàng）計（jì）校驗方法 液體（tǐ）渦街流量計菜單調試方法 液體渦街流量計怎麽接線 液體渦街流量計結構圖 液體渦街流量計安裝要求 液體渦街流量計工作原理 液體渦街流（liú）量（liàng）計的優缺點 液體（tǐ）渦街流量計選型指南
1 引言
近些年來隨著供熱（rè）區域內建築麵積的不斷增加，供熱管網的係（xì）統半徑不斷增大，在運行期由於各種因素的（de）影響，使得管網出現實際流量（liàng）與設計（jì）流量不（bú）一致的現象，即出（chū）現了水力失調。雖（suī）然在設（shè）計初期會考慮到水力失調帶來的（de）影響，由（yóu）於水（shuǐ）力計算步驟（zhòu）較（jiào）為複雜，會選（xuǎn）擇一些型（xíng）號較大（dà）的（de）設備，如加大水泵揚程，提高水泵（bèng）的運（yùn）行頻率來彌補係統水力失調。這種“大流量（liàng）”的措施，放在以前的（de）小（xiǎo）規模係統，舒適度要求較低、能耗要求也較低的供熱管網循環係統中，還可以用。但是現在（zài）來（lái）看，係統規模不（bú）斷擴大（dà），高舒適性、低耗能性等要求被提出，因此尋求（qiú）新的解決水力失調的方法迫在眉（méi）睫。據（jù）不完全統計，選用較大型（xíng）號設備，會增（zēng）加供熱設備的係統投資（zī）20%以上，同時熱能和電能也有不同程度的增加，耗熱（rè）能增（zēng）加15%以上，浪費電能30%以上。
管網水力失調不（bú）僅造成能源的（de）大量（liàng）浪費，而且造成了各采暖（nuǎn）建築物之間的室（shì）內（nèi）溫度偏差較大,冷熱（rè）不均（jun1）。因此（cǐ），必須采取有效措施解決供熱管網水（shuǐ）力失調問題。筆者分析了某小區（qū）的供熱管網中存在的問題，利（lì）用（yòng）加（jiā）裝（zhuāng）渦街流（liú）量計方法解決管網（wǎng）水力失調（diào）的現象，以實現節能的目的。
2 小區（qū）供熱管網係統現狀
某小（xiǎo）區住宅樓（lóu）建設於1996年，建築結構為磚混建築（zhù），建築麵（miàn）積為54931m2，共30棟住宅樓。2017年繳費（fèi）739戶（hù），總采暖（nuǎn）麵積為47141m2。換熱站（zhàn）位於小區中部，板式換（huàn）熱機組設計換熱麵積為50000m2，循環泵額定功率為30kW，流量為200m³/h，揚程為32m。庭院管網共分為2個支狀供回水環路，該（gāi）小區供熱管（guǎn）網見圖1所示。
管網平衡（héng）改造前，2017~2018 年*寒期循環泵頻（pín）率為（wéi）45HZ，實測總供水量為（wéi）189m³/h，供水溫度為 55.4℃，回水（shuǐ）溫度為47.1℃；換熱站總供水壓力0.37MPa,回水壓力為 0.27MPa；采暖期電指標為1.221kW·h/m2。管網近端末端部分用戶*寒期室溫（wēn）實（shí）測數據（jù）詳見表1。基於以上數據可以看出，該小區庭院管網采用“大流量、小溫差（chà）”的供熱運行（háng）方式，同時熱用戶室溫存在近熱遠冷（lěng）現象（xiàng），管網處於水（shuǐ）力失調狀態，耗電指標偏大，節能（néng）改造潛力巨大。
3 渦街（jiē）流量計（jì）的選用及調試方案
3.1 渦（wō）街（jiē）流量計的選用
該小區建造年代較（jiào）早，供熱係統未采用熱計量，因（yīn）此供熱係統屬於定流（liú）量係統。在定流量係統中，運（yùn）行過程流量不發生改變，因此隻會出（chū）現靜態水力失（shī）調（diào）。隻需要使用靜態（tài）渦街流量計平衡係統（tǒng）阻力，達到靜態（tài）水力平衡（héng）即可。2018年夏（xià）季，我公司（sī）在小區每個樓單元前，回水幹管上KPF靜態水力渦（wō）街流量計，共安裝88台DN50渦街流量計。為使係統在*大程度上達（dá）到靜態水力平衡，供熱（rè）前期即（jí）可用專用儀表進行平衡調試。KPF靜態（tài）水力渦街流量（liàng）計有良好的流量調節特（tè）性及開度鎖定（dìng）記憶（yì）裝（zhuāng）置，配合使用專（zhuān）用（yòng）智能儀（yí）表可測量單（dān）體建築的供熱流量。該閥門可實現係統（tǒng）平衡後、總流（liú）量增減時，各支路、各用（yòng）戶的流量同比例增減，同步傳至每一個（gè）末端裝置，可有效（xiào）避免流量失衡、各個環路相互幹擾造（zào）成的熱量（liàng）浪費。
3.2 渦街流量計調試方案
目前國內平衡（héng）調節的主要方法有溫差（chà）法、比例法和CCR法（fǎ）。結合公司（sī）選擇使用KPF渦街流量計的現狀，現采用KPF 綜合
調節法。該方法是計算出（chū）每棟單體建（jiàn）築的理論循環流量，通過（guò）安裝KPF渦街流量計，利用其（qí）專用智能儀（yí）表標定通過閥門的實（shí）際流量，調節閥門開度，使（shǐ）實際流（liú）量趨近於理論流量，實現水力工況平衡。
3.2.1 計算理論流（liú）量
考慮到該小區建造年代較早，建造圍護保溫性較差（chà），查閱《城市熱網設計規範》後選用40W/m²的（de）采暖熱指標進行計算。
根（gēn）據公式（1）和公（gōng）式（2）計算出每個單元理（lǐ）論設計流量。使用渦街流量（liàng）計專用智能儀表，通過調整渦（wō）街流量計開度，使實際流量趨近於理論流（liú）量。
3.2.2 渦街流量計調試
在庭院管網渦街（jiē）流量計調試中，采取“先近後遠”的原（yuán）則（zé）。*先利用專（zhuān）用智能儀表對管網近端（duān）渦街流量計進行流量調試，使其實際流量趨近於理論流（liú）量，這樣可以有效增大管網末端（duān）用戶的使（shǐ）用流（liú）量，防止末端流量不足（zú）的（de）情（qíng）況出現；其次再依次（cì）進行管網中端和末端渦街流量（liàng）計調節，使整個環路水力工況達（dá）到平衡。在渦街流（liú）量計調試過（guò）程中（zhōng），需將每台閥門的開度設定值（zhí）、實際（jì）流量（liàng）值等數據進行記錄和整理，並撰寫渦街流量計調試報告，以便為以（yǐ）後（hòu）調試提供依據。部分渦街（jiē）流（liú）量計調試（shì）結果見（jiàn）表2所示。
4 管網平衡（héng）改造效果
4.1 管網不平（píng）衡（héng）率分析
將所有渦街流量計調試後不平衡率做成圖片，如圖2所示。
圖2中橫坐標代表渦街（jiē）流量（liàng）計安裝單元數，縱坐標（biāo）表（biǎo）示每個渦街流量計不平衡率，當未（wèi）使用靜態（tài）水力（lì）渦街流量計進行調節前，水力不（bú）平（píng）衡率數據不集中，比較（jiào）分散，*大能達到98%，從圖中還可以看出，調節前管網近端（duān）渦街流（liú）量計不平衡率較（jiào）大，而管網（wǎng）末（mò）端不平（píng）衡率均為負值，流量嚴重不足。說明調節前管網存在嚴重水力失調現象，近端流量大，遠端流量不足。管網平衡改造後，水力不平衡率全部集中在（zài）8%以內，也就是說，整（zhěng）個管網基本處於水力平衡狀態，即實際流量與理論流量相（xiàng）當接近（jìn）。另外（wài）從（cóng）圖中（zhōng）可以看出，一些渦街流量計不平衡率存在負值，說明該（gāi）渦街流量（liàng）計（jì）的循環流量不足，原因可能為此閥盜用壓差不足，靜態渦街流量計的加裝，無疑使（shǐ）得管路阻力增大了，因（yīn）此必須考慮加大閥門開度（dù）。如果仍不能滿足循環流量，應考慮該處靜態渦街流量計安裝的必要性。
4.2 用戶室溫（wēn）分析
我公司在（zài）該小區管網改造前，在不同單元不同樓層分別（bié）安裝100台室溫采集器。渦街流量計調前數據采集（jí）於2017~2018年供熱期，調後數（shù）據采集於2018~2019年供熱（rè）期。經過兩個采暖期，共有96台（tái）室溫采集器可以（yǐ）正常提供數據。數據分析結果見圖3所（suǒ）示。
圖3中的曲線 A和（hé）B供熱管網渦街流量計調節前後的熱用戶室溫（wēn）變化情（qíng）況，橫坐標表示室（shì）溫分（fèn）布，縱（zòng）坐標表示（shì）熱用戶數量。從圖中可以看出，渦街流量計調節（jiē）前熱用戶室溫比較分散，既有室溫小於18℃的熱用戶，也有室溫大於24℃的熱用戶。熱用戶室溫“近熱遠冷”，供熱管網存在（zài）水力不平衡現象。渦街流量計調節後，有49戶用（yòng）戶室溫在20℃~21℃之間，從（cóng）圖中（zhōng）可以看出（chū）室溫分布範圍縮小，平（píng）均（jun1）室溫降低，從而，不僅減少了供熱量，也大大提高了供熱品質。一般來講，對采暖係統，每（měi）增加 1℃平（píng）均室溫，能耗增多 5%~10%。采暖係統實現平衡後，常常可以降低平均室溫1℃~3℃。
4.3 換熱（rè）站內數據分析
管（guǎn）網平衡（héng）改造後，2018~2019年*寒期換熱站內供水溫度為55.4℃，回水溫度為 44.8℃，供回水溫差較上一采暖期增大2.3℃。換熱站總供水壓力0.37MPa,回水壓力為 0.25MPa，供回水壓差較上一采暖期（qī）增大0.02MPa。通過多次調試渦街流量計，已將循環泵頻率降至39HZ，采暖期電指標為0.877kW·h/m²。可見管網平（píng）衡（héng）改造後，節（jiē）能（néng）效果明顯。
5 結論
通過對上述案例的分析，熟悉了靜態水力渦街流量計的調試方法，通過對（duì）比平衡（héng）調試前後的不平衡率、室溫等數據，得（dé）出（chū）管網平衡（héng）改造對改善管網（wǎng）水力失調的效果明顯，不（bú）僅（jǐn）節約能源，而且提高了（le）管網末端熱用戶室溫（wēn），緩解了熱力公司與熱用戶之間的矛盾。
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