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自力式流量控制閥的適用變流量工況分析
自力式流量控制閥，可以吸收網(wǎng)路的壓力波動(dòng)，維持被控環(huán)路的流量恒定，但由于僅適用于定流量系統(tǒng)，一旦流量改變就需重新進(jìn)行流量設(shè)定，給運(yùn)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(nèi)，吸收網(wǎng)路的壓力波動(dòng)，同時(shí)克服內(nèi)擾（被控環(huán)路內(nèi)部的阻力變化），維持被控環(huán)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(tǒng)，但此講法并不確切，具體分析如下。
1 自力式壓差控制閥的工作原理
自力式壓差控制閥是用壓差作用來調(diào)節(jié)閥門的開度，利用閥芯的壓降變化來彌補(bǔ)管路阻力的變化，自動(dòng)消除管網(wǎng)的剩余壓頭及壓力波動(dòng)引起的流量變化，恒定用戶進(jìn)出口壓差，從而使用戶在工況變化時(shí)能保持壓差基本不變。它的原理是在一定的流量范圍內(nèi)，可以有效地控制被控用戶的壓差恒定，即當(dāng)用戶的壓差增大時(shí)，通過閥門的自動(dòng)關(guān)小動(dòng)作，它能保證被控用戶壓差保持恒定；反之，當(dāng)用戶的壓差減小時(shí)，閥門自動(dòng)開大，用戶壓差仍保持恒定。
2 自力式壓差控制閥不適用于以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)
水泵變頻時(shí)，各等效點(diǎn)上參數(shù)之間的關(guān)系。當(dāng)水泵變頻轉(zhuǎn)速變化時(shí)，流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此，揚(yáng)程與流量的平方成正比，流量減少則揚(yáng)程變小，流量增加則揚(yáng)程變大。
圖 樓棟用戶與自力式壓差控制閥圖示
以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行時(shí)（如圖1所示），若二次網(wǎng)的流量減少，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）減小，被控環(huán)路的壓差（P1-P2）也相應(yīng)減小，自力式壓差控制閥的自動(dòng)閥芯就會(huì)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(huán)路的壓差（P1-P2）變大，來維持被控環(huán)路的zui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(yuǎn)端樓棟，使遠(yuǎn)端樓棟流量嚴(yán)重不足。二次網(wǎng)近端樓棟和遠(yuǎn)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(wǎng)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。反之，換熱站循環(huán)水泵根據(jù)室外氣溫降低，需要增加循環(huán)水量時(shí)，樓棟熱力入口處的壓差（P1-P2）變大，被控環(huán)路的壓差（P1-P2）也相應(yīng)變大，自力式壓差控制閥的自動(dòng)閥芯就會(huì)關(guān)小，利用自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）的變大，使被控環(huán)路的壓差（P1-P2）變小，來維持被控環(huán)路的zui初壓差值（P1-P2）不變，由于自力式壓差控制閥的關(guān)小，使被控環(huán)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(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)。
為便于理解以上內(nèi)容，可以按數(shù)學(xué)公式（P1-P3）=（P1-P2）+（P2-P3），簡(jiǎn)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(huán)路的壓差（P1-P2）不變，自力式壓差控制閥自身壓差（P2-P3）應(yīng)變小。反之，同理。
以換熱站為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關(guān)系。水泵變頻時(shí)，流量減少則揚(yáng)程變小，流量增加則揚(yáng)程變大。當(dāng)換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）過少時(shí)，由于自力式壓差控制閥的作用，二次網(wǎng)近端樓棟和遠(yuǎn)端樓棟出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象；當(dāng)換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）過多時(shí)，由于自力式壓差控制閥的作用，供應(yīng)的流量增不上去，換熱站水泵白做無用功，浪費(fèi)能源，不符合節(jié)能要求。除非換熱站的水泵供應(yīng)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(shí)會(huì)因用戶的調(diào)節(jié)而發(fā)生改變，變頻水泵較難與其協(xié)調(diào)配合。如果換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）的改變，不超出自力式壓差控制閥自身的調(diào)節(jié)范圍，雖不夠節(jié)能，尚可維持水力工況平衡；如果換熱站供應(yīng)的流量（揚(yáng)程）的改變，超出自力式壓差控制閥自身的調(diào)節(jié)范圍，將導(dǎo)致自力式壓差控制閥的失效，水力失調(diào)不可避免。這種以換熱站為主動(dòng)變流量，用戶被動(dòng)變流量的運(yùn)行方式較難控制并不可取。
3 自力式壓差控制閥適用于以用戶為主動(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)
以用戶為主動(dòng)變流量運(yùn)行有個(gè)前提，用戶戶內(nèi)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(huán)水泵采用變頻控制才能實(shí)現(xiàn)。
自力式壓差控制閥支持被控環(huán)路內(nèi)部的自主調(diào)節(jié)。如圖1所示，若開始時(shí)（P1-P2）不變，此時(shí)環(huán)路內(nèi)部阻力發(fā)生變化，比如支路①關(guān)斷，在這個(gè)瞬間P2減小，（P1-P2）增大，感壓膜受力平衡被打破，閥瓣下移，關(guān)小閥口，從而使P2又回升到原來的大小，即（P1-P2）不變。對(duì)于支路②來講，其流量G=KV（P1-P2），在支路①關(guān)斷前和關(guān)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(guān)斷前和關(guān)斷后也恒定不變，則流量G不變，所以被控環(huán)路內(nèi)部某一支路流量變化，不會(huì)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(shí)，對(duì)于自力式壓差控制閥恒定壓差的理解，應(yīng)該是恒定被控環(huán)路的壓差（P1-P2），對(duì)于整個(gè)二次網(wǎng)系統(tǒng)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(nèi)）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(dòng)變流量運(yùn)行的熱網(wǎng)中，自力式壓差控制閥與水泵變頻之間的關(guān)系。當(dāng)用戶熱負(fù)荷減少，溫控閥關(guān)小，被控環(huán)路阻力增大，壓差增加時(shí)，作用其上的自力式壓差控制閥也關(guān)小，增加自身阻力抵消被控環(huán)路用戶壓差的增加，以維持被控環(huán)路壓差（P1-P2）不變。但此時(shí)，對(duì)整個(gè)供熱二次網(wǎng)系統(tǒng)來說，由于自力式壓差控制閥的關(guān)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(nèi)）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(huán)水泵接到信號(hào)后，可以通過變頻調(diào)節(jié)減少揚(yáng)程和流量，反饋到被控環(huán)路表現(xiàn)為資用壓力不足，此時(shí)，自力式壓差控制閥開大，自身阻力減少，壓差減少，以補(bǔ)償被控環(huán)路用戶壓差的變化，維持被控環(huán)路壓差恒定。如此反復(fù)便構(gòu)成了，換熱站循環(huán)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(diào)節(jié)范圍，導(dǎo)致自力式壓差控制閥的失效，換熱站運(yùn)行時(shí)可采用根據(jù)室外溫度的變化，改變二次網(wǎng)供水溫度的做法；根據(jù)用戶流量的變化，換熱站接到反饋信息，水泵被動(dòng)變頻改變二次網(wǎng)供水流量的做法，即換熱站的被動(dòng)質(zhì)-量綜合調(diào)節(jié)。
自力式壓差控制閥特別適用于分戶計(jì)量或自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用戶戶內(nèi)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(huán)水泵采用變頻控制。這種以用戶為主動(dòng)變流量，換熱站被動(dòng)變流量的運(yùn)行方式是今后的發(fā)展方向，也是zui節(jié)能的。