ZYC自力式压差控制阀改进方案

ZYC自力式压差控制阀改进方案在供热外网系统中，由于自力式控制阀的广泛应用，有效地克服了二次网的水力失调，使繁琐费时的供热二次网初调节变得简单而高效，供热二次网水力失调的现象明显改善，取得了良好的经济效益和社会效益。供热二次网中使用的自力式控制阀主要分为两种：自力式流量控制阀、自力式压差控制阀。自力式流量控制阀，可以吸收网路的压力波动，维持被控环路的流量恒定，但由于仅适用于定流量系统，一旦流量改变就需重新进行流量设定，给运行管理带来很大不便，所以很少采用。自力式压差控制阀可以在一定的流量范围内，吸收网路的压力波动，同时克服内扰（被控环路内部的阻力变化），维持被控环路的压差恒定，故而广泛采用。因此可以说，自力式压差控制阀适用于变流量系统，但此讲法并不确切，具体分析如下。

    1 ZYC自力式压差控制阀改进方案的工作原理
    自力式压差控制阀是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，自动消除管网的剩余压头及压力波动引起的流量变化，恒定用户进出口压差，从而使用户在工况变化时能保持压差基本不变。它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控用户的压差恒定，即当用户的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控用户压差保持恒定；反之，当用户的压差减小时，阀门自动开大，用户压差仍保持恒定。
    技术参数
1、 公称压力1.6 MPa（2.5 MPa须预定）。
2、 介质温度0~150℃。
3、 控制压差可调范围0.05~0.6 MPa（5~60 mH2O）。
4、 控制压差误差≤±5%。
5、 结构长度符合GB/T12221中“截止阀及止回阀的结构长度”中的优选系列尺寸。
6、 分为常开型（C）和常闭型（D）两种。

功能特点
1、 不须外来任何动力，检测并依靠系统压差而自动工作。
2、 控制压差的调节是无级的，可任意调节并设定。
3、 恒定阀门两端压差。
4、 限度地增大膜片有效工作面积，克服阻力能力强，膜片单侧可承受0.6 MPa的压力而正常工作。
5、 全开时的阻力系数小，便于设计人员缩径选用。
6、 控制压差调节灵敏，操作简单。
7、 内部元件用不锈钢（Y1crI8Ni9）或铜合金制造，抗腐蚀能力强，使用寿命长。

2 ZYC自力式压差控制阀改进方案不适用于以换热站为主动变流量运行的热网
    水泵变频时，各等效点上参数之间的关系。当水泵变频转速变化时，流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比。因此，扬程与流量的平方成正比，流量减少则扬程变小，流量增加则扬程变大。

    以换热站为主动变流量运行时（如图1所示），若二次网的流量减少，楼栋热力入口处的压差（P1-P2）减小，被控环路的压差（P1-P2）也相应减小，自力式压差控制阀的自动阀芯就会开大，利用自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的减小，使被控环路的压差（P1-P2）变大，来维持被控环路的初压差值（P1-P2）不变，由于自力式压差控制阀的开大，近端楼栋的流量增加，受影响的只是远端楼栋，使远端楼栋流量严重不足。二次网近端楼栋和远端楼栋不能随着总流量变化而等比变化，不能保持水力工况平衡，二次网出现动态水力失调。反之，换热站循环水泵根据室外气温降低，需要增加循环水量时，楼栋热力入口处的压差（P1-P2）变大，被控环路的压差（P1-P2）也相应变大，自力式压差控制阀的自动阀芯就会关小，利用自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的变大，使被控环路的压差（P1-P2）变小，来维持被控环路的压差值（P1-P2）不变，由于自力式压差控制阀的关小，使被控环路的流量增不上去。所以，自力式压差控制阀不适用于以换热站为主动变流量运行的热网。
    为便于理解以上内容，可以按数学公式（P1-P3）=（P1-P2）+（P2-P3），简化理解为：楼栋热力入口处的压差（P1-P3）减小，要想维持被控环路的压差（P1-P2）不变，自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）应变小。反之，同理。
    以换热站为主动变流量运行的热网中，自力式压差控制阀与水泵变频之间的关系。水泵变频时，流量减少则扬程变小，流量增加则扬程变大。当换热站供应的流量（扬程）过少时，由于自力式压差控制阀的作用，二次网近端楼栋和远端楼栋出现冷热不均的现象；当换热站供应的流量（扬程）过多时，由于自力式压差控制阀的作用，供应的流量增不上去，换热站水泵白做无用功，浪费能源，不符合节能要求。除非换热站的水泵供应的流量恰好满足用户的流量要求，可用户的流量却又是随时会因用户的调节而发生改变，变频水泵较难与其协调配合。如果换热站供应的流量（扬程）的改变，不超出自力式压差控制阀自身的调节范围，虽不够节能，尚可维持水力工况平衡；如果换热站供应的流量（扬程）的改变，超出自力式压差控制阀自身的调节范围，将导致自力式压差控制阀的失效，水力失调不可避免。这种以换热站为主动变流量，用户被动变流量的运行方式较难控制并不可取。
 

ZYC自力式压差控制阀改进方案性能参数

 
  3ZYC自力式压差控制阀改进方案适用于以用户为主动变流量运行的热网
    以用户为主动变流量运行有个前提，用户户内需安装温控阀等自控装置，楼栋热力入口处安装自力式压差控制阀，换热站循环水泵采用变频控制才能实现。
    自力式压差控制阀支持被控环路内部的自主调节。如图1所示，若开始时（P1-P2）不变，此时环路内部阻力发生变化，比如支路①关断，在这个瞬间P2减小，（P1-P2）增大，感压膜受力平衡被打破，阀瓣下移，关小阀口，从而使P2又回升到原来的大小，即（P1-P2）不变。对于支路②来讲，其流量G=KV（P1-P2），在支路①关断前和关断后，其开度KV不变，（P1-P2）由于自力式压差控制阀的控制，在支路①关断前和关断后也恒定不变，则流量G不变，所以被控环路内部某一支路流量变化，不会影响其它支路。
    楼栋热力入口处自力式压差控制阀的作用。其实，对于自力式压差控制阀恒定压差的理解，应该是恒定被控环路的压差（P1-P2），对于整个二次网系统来说，由于自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的影响，楼栋热力入口处（包括自力式压差控制阀在内）的压差（P1-P3）是变化的，也就是说自力式压差控制阀阀前压差（P1-P2）是恒定的，阀后压差（P1-P3）是变化的。

    以用户为主动变流量运行的热网中，自力式压差控制阀与水泵变频之间的关系。当用户热负荷减少，温控阀关小，被控环路阻力增大，压差增加时，作用其上的自力式压差控制阀也关小，增加自身阻力抵消被控环路用户压差的增加，以维持被控环路压差（P1-P2）不变。但此时，对整个供热二次网系统来说，由于自力式压差控制阀的关小，自力式压差控制阀自身的压差（P2-P3）增大，楼栋热力入口处（包括自力式压差控制阀在内）的阻力是增加的，压差（P1-P3）是增加的，流量是减少的，换热站循环水泵接到信号后，可以通过变频调节减少扬程和流量，反馈到被控环路表现为资用压力不足，此时，自力式压差控制阀开大，自身阻力减少，压差减少，以补偿被控环路用户压差的变化，维持被控环路压差恒定。如此反复便构成了，换热站循环水泵变频-自力式压差控制阀-温控阀的反馈控制。为防止用户流量的变化，超出自力式压差控制阀自身的调节范围，导致自力式压差控制阀的失效，换热站运行时可采用根据室外温度的变化，改变二次网供水温度的做法；根据用户流量的变化，换热站接到反馈信息，水泵被动变频改变二次网供水流量的做法，即换热站的被动质-量综合调节。
    自力式压差控制阀特别适用于分户计量或自动控制系统中，用户户内安装温控阀，楼栋热力入口处安装自力式压差控制阀，换热站循环水泵采用变频控制。这种以用户为主动变流量，换热站被动变流量的运行方式是今后的发展方向，也是的。

ZYC自力式压差控制阀改进方案使用方法：
1、介质流动方向应与阀体箭头方向一致；
2、自力式压差控制阀应安装在回水管上，阀上接导压管，导压管的另一端与供水管连接，建议在导压管供水端安装1/2"球阀，以便启动消除堵塞功能；
3、在导压管前的供水管上应安装过滤网，避免水质太差造成该阀失去自动调节功能；
4、供水管和该阀前的回水管应分别装设压力表，便于调节控制压差;
5、如发现该系统流量过大或过小，可能的原因是管道元件安装时的杂物卡阻在阀塞上，可将1/2"球阀关闭3—5分钟，这时如果是较轻堵塞，即可自动消除，如还不能消除，则要拆开阀门检查消除堵塞物；
6、控制压差调节方法：逆时针方向调节调压阀杆，观察压差。

4 ZYC自力式压差控制阀改进方案结论
    使用自力式压差控制阀，被调节对象主要是自力式压差控制阀阀前被控环路的工况参数。在以换热站为主动变流量调节时，对阀前、阀后管网的工况参数往往不能同时兼顾（不能等比变化）；而在以用户为主动变流量调节时，换热站能够对阀前被控环路自动进行补偿，所以不存在问题。
    对于动态失调问题，在系统中合适的部位安装动态压差平衡阀（自力式压差控制阀、压差平衡阀）可有效避免系统中各个用户之间的相互干扰，使系统在动态变化中保持水力平衡。

在动态系统中，未安装自力式控制阀时，当环路上的某些用户自主调节阀门、关闭阀门或温控阀动作时，这些用户的流量发生变化，环路的阻力同时发生变化，即供、回水管之间的压差发生变化。压差的变化势必对环路上的其它用户造成干扰，使这些用户的流量发生不应有的改变。安装了自力式压差控制阀后，当被控环路供、回水管之间的压差偏离设定值时, 阀门的阀芯能够自动调节开度，保持被控环路供、回水管之间的压差不变，从而避免环路中各个用户之间的相互干扰。
综上所述，自力式压差控制阀不适用于以换热站为主动变流量运行的热网，适用于以用户为主动变流量运行的热网，换热站变频水泵应随用户的热负荷变化而相应变化。