平衡閥

對(duì)于靜態(tài)失調(diào)問(wèn)題，在系統(tǒng)中安裝平衡閥，并用智能儀表對(duì)平衡閥進(jìn)行調(diào)試，就可以有效消除某些環(huán)路的剩余壓頭，使各個(gè)環(huán)路的流量都能符合設(shè)計(jì)流量。
　　平衡閥是一種特殊功能的閥門(mén)，它具有良好的流量調(diào)節(jié)特性，相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度呈線性關(guān)系。有精確的閥門(mén)開(kāi)度指示，zui小讀數(shù)為閥門(mén)全開(kāi)度的1%。有可靠的開(kāi)度鎖定記憶裝置，閥門(mén)開(kāi)度變動(dòng)后可恢復(fù)至原鎖定位置。有截止功能，安裝了平衡閥就不必再安裝截止閥。有定量的測(cè)量功能和調(diào)節(jié)功能，系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，調(diào)試人員通過(guò)與智能儀表人機(jī)對(duì)話，對(duì)平衡閥進(jìn)行調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡。
適用場(chǎng)合：
　1.鍋爐或冷水機(jī)組
　　鍋爐或冷水機(jī)組在并聯(lián)安裝時(shí)，如果各機(jī)組的流量與其額定流量不*，將使機(jī)組不能在高效點(diǎn)運(yùn)行，影響機(jī)組發(fā)揮zui大效能。這種情況，應(yīng)在每臺(tái)鍋爐或冷水機(jī)組處安裝平衡閥（圖1），使每臺(tái)機(jī)組都能達(dá)到設(shè)計(jì)出力，保證每臺(tái)機(jī)組安全、正常運(yùn)行。冷水機(jī)組連接多臺(tái)冷卻塔時(shí)，每臺(tái)冷卻塔也應(yīng)安裝平衡閥（圖2）。
　2.熱力站
　　 在熱電站或鍋爐房向若干熱力站供熱水的系統(tǒng)中，為使各熱力站獲得要求的水流量，應(yīng)在各熱力站的一次環(huán)路側(cè)安裝平衡閥。為保證各二次環(huán)路水流量為設(shè)計(jì)流量，熱力站的各二次環(huán)路側(cè)也應(yīng)安裝平衡閥。
　3.小區(qū)供熱管網(wǎng)
　　小區(qū)供熱管網(wǎng)往往由一個(gè)鍋爐房或熱力站向若干幢建筑物供熱。由總管、干管和各干管上與建筑物管路入口相連的支管組成。由于每幢建筑物距離熱源遠(yuǎn)近不同，如果缺乏有效設(shè)備來(lái)消除近環(huán)路的剩余壓頭，將使流量分配不符合設(shè)計(jì)要求，造成近端過(guò)熱，遠(yuǎn)端過(guò)冷。應(yīng)在每條干管和每條支管上安裝平衡閥，保證各干管和各幢建筑物之間的流量平衡（圖3）。
　4.建筑物內(nèi)供熱和空調(diào)管網(wǎng)
　　 建筑物內(nèi)供熱和空調(diào)管網(wǎng)系統(tǒng)，要滿(mǎn)足節(jié)能要求，就需要保證所有的立管和支管都符合設(shè)計(jì)流量。這時(shí)應(yīng)在總管、干管、立管和支管上都安裝平衡閥（圖4）。
安裝使用：
1.安裝位置和方向
　?。?）平衡閥可安裝在回水管路上，也可安裝在供水管路上，每個(gè)環(huán)路中只需安裝一處。建議將平衡閥安裝在水溫較低的回水管路上。
　?。?）總管上的平衡閥，宜安裝在水泵的出口方向。
　　（3）平衡閥可水平安裝，也可垂直安裝。
　?。?）介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體上標(biāo)注的方向*。
　?。?）手柄上的開(kāi)度指示數(shù)字應(yīng)朝向調(diào)試人員能夠看得見(jiàn)的方向，以方便調(diào)試。閥體上的測(cè)量接頭前不應(yīng)有障礙物，以免在調(diào)試時(shí)無(wú)法連接調(diào)試儀表。在吊頂內(nèi)安裝時(shí)，應(yīng)使手柄的方向朝下。
2.安裝尺寸
　?。?）閥門(mén)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12221。
　?。?）法蘭連接尺寸符合機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 78。
3.不應(yīng)隨意變動(dòng)平衡閥開(kāi)度
　　管網(wǎng)系統(tǒng)安裝的平衡閥經(jīng)調(diào)試后，為保持系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，在系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，不應(yīng)隨意變動(dòng)平衡閥的開(kāi)度，特別是不應(yīng)變動(dòng)開(kāi)度鎖定裝置。
4.不必再安裝截止閥
　　在檢修某一環(huán)路時(shí)，可將該環(huán)路上的平衡閥關(guān)閉，此時(shí)平衡閥起到截止閥截?cái)嗨鞯淖饔茫瑱z修完畢后再回復(fù)到原來(lái)鎖定的位置。因此安裝了平衡閥，就不必再安裝截止閥。
5.注意新系統(tǒng)與原有系統(tǒng)的平衡
　　當(dāng)安裝有平衡閥的新系統(tǒng)連接于原有系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意新系統(tǒng)與原有系統(tǒng)水流量分配平衡問(wèn)題，以免安裝了平衡閥的新系統(tǒng)（或改造系統(tǒng)）達(dá)不到應(yīng)有的水流量。這時(shí)應(yīng)在原有系統(tǒng)的入口處加設(shè)平衡閥。

平衡閥安裝示意圖

技術(shù)特點(diǎn)：
1.技術(shù)指標(biāo)
　?。?）公稱(chēng)壓力：1.6MPa。
　?。?）介質(zhì)允許溫度范圍：3—130℃。
2.新型結(jié)構(gòu)
　?。?）閥芯和閥桿與閥門(mén)軸線成60°夾角，使介質(zhì)的流體力學(xué)性能更優(yōu)良。
　　（2）閥芯位移采用內(nèi)動(dòng)式結(jié)構(gòu)，閥門(mén)啟閉，閥桿和手柄高度不變，可適應(yīng)較小的安裝空間。
　　（3）密封采用特制氟橡膠“O”形密封圈，確保無(wú)滲漏，手柄旋轉(zhuǎn)輕靈自如。
3.流量特性
　　每一種規(guī)格的KPF-3平衡閥經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量，都呈現(xiàn)了近似直線的開(kāi)度—流量關(guān)系曲線，具備了良好的流量調(diào)節(jié)特性，在平衡調(diào)試時(shí)可精確地調(diào)節(jié)流量。
4.閥門(mén)開(kāi)度指示
　　平衡閥閥芯的開(kāi)度由手柄上的2個(gè)數(shù)字變換來(lái)表示，其中1個(gè)數(shù)字表示1/10圈，從1到10變換，另1個(gè)數(shù)字表示1圈，從1到10變換，因此，開(kāi)度表示的zui小讀數(shù)為閥門(mén)全行程的1%，可清晰準(zhǔn)確地指示閥門(mén)開(kāi)度。
5.鎖定記憶裝置
　　KPF-3平衡閥具有開(kāi)度鎖定記憶裝置，鎖定的閥門(mén)可以關(guān)小，但不能開(kāi)大（鎖定功能）。當(dāng)管路需要維修時(shí)，關(guān)閉平衡閥（截止功能），待檢修完畢后，打開(kāi)閥門(mén)時(shí)，鎖定記憶裝置使閥門(mén)只能開(kāi)到原鎖定位置（記憶功能），保證了平衡閥的設(shè)定流量不變。
6.流量測(cè)量裝置
　　平衡閥閥體上有2個(gè)測(cè)量接頭，調(diào)試時(shí)用連接軟管與智能儀表相連。
7.智能儀表
　　智能儀表中，輸入了根據(jù)KPF-3平衡閥流量特性曲線編制的調(diào)試軟件。調(diào)試時(shí)，儀表可顯示出閥門(mén)的壓差和流量值，并計(jì)算出該閥門(mén)在設(shè)計(jì)流量時(shí)的開(kāi)度值。
8.閥門(mén)材質(zhì)
　　DN15～DN40L銅閥體采用模鍛工藝成型，材質(zhì)密實(shí)，強(qiáng)度高，表面平整光潔，外形精致美觀。閥芯等關(guān)鍵零部件全部采用黃銅制造，顯著提高閥門(mén)的機(jī)械性能和使用壽命。

平衡閥性能參數(shù)及安裝尺寸

平衡閥外形和安裝尺寸

選型計(jì)算：
1.新設(shè)計(jì)管網(wǎng)的選型計(jì)算
　　對(duì)于新建工程和管網(wǎng)資料齊全的改造工程，需要在管網(wǎng)水力計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算出各平衡閥的流量值及需要消除的剩余壓頭值，然后根據(jù)平衡閥選用圖（圖6、圖7和圖8），進(jìn)行選型計(jì)算。
　　選型舉例：1臺(tái)平衡閥的設(shè)計(jì)流量為1.8m3/h，需要消除的剩余壓頭為20kPa，可在圖6中將此兩點(diǎn)相連，兩點(diǎn)的連線與閥門(mén)系數(shù)Kv的坐標(biāo)相交，得到一交點(diǎn)，即Kv=4，沿此交點(diǎn)與水平坐標(biāo)平行作一直線，可與幾種規(guī)格的平衡閥開(kāi)度直線相交。本例中可選取DN20或DN25平衡閥，但選用DN20平衡閥應(yīng)更為適宜，其開(kāi)度約為5.4圈，即可保證較高的測(cè)量精度，又有足夠的調(diào)節(jié)余量。

圖6 DN15-DN50平衡閥選用圖

2.舊系統(tǒng)（改造系統(tǒng)）的選型計(jì)算
　　對(duì)于舊系統(tǒng)，由于基礎(chǔ)資料不全，無(wú)法進(jìn)行管網(wǎng)的水力計(jì)算。此時(shí)平衡閥的設(shè)計(jì)選型應(yīng)按校核計(jì)算法進(jìn)行。此種方法的計(jì)算步驟是根據(jù)該平衡閥所承擔(dān)的供熱或空調(diào)面積，按照熱指標(biāo)估算出流量Q，然后按現(xiàn)有管徑（或縮小1檔）初選平衡閥，再將流量Q和初選平衡閥的Kv值代入公式?P=（Q/Kv）2〔式中?P（100kPa），Q（m3/h）〕，求出的?P如小于2kPa，則改選口徑小1檔的平衡閥，并用該口徑的Kv值再次代入上述公式，直至求出?P大于2kPa為止。

圖7 DN65-DN150平衡閥選用圖

圖8 DN200-DN450平衡閥選用圖

注：DN15-DN150平衡閥開(kāi)度用手柄旋轉(zhuǎn)圈數(shù)表示（閥門(mén)全開(kāi)時(shí)約為10圈）；DN200-DN450平衡閥開(kāi)度用閥板開(kāi)啟角度表示（閥門(mén)全開(kāi)時(shí)為90°）。
智能儀表
　　智能儀表是平衡閥的配套設(shè)備，儀表中輸入了根據(jù)KPF-3平衡閥流量特性曲線編制的調(diào)試軟件，具備測(cè)量功能、分析功能和計(jì)算功能。在系統(tǒng)平衡調(diào)試時(shí)，調(diào)試人員通過(guò)與智能儀表人機(jī)對(duì)話，按照儀表顯示屏給出的數(shù)據(jù)對(duì)平衡閥予以調(diào)整。儀表通過(guò)對(duì)所測(cè)的閥門(mén)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，zui終確定管路系統(tǒng)達(dá)到水力平衡時(shí)平衡閥的開(kāi)度。
 

智能儀表

1.結(jié)構(gòu)與功能
　　儀表由兩部分構(gòu)成，即壓差變送器和儀表主機(jī)，并配以聯(lián)通閥和測(cè)量軟管。壓差變送器和儀表主機(jī)之間用連接導(dǎo)線相連。儀表電源為交直流兩用，交流為220V，直流為4節(jié)1號(hào)電池。
　　儀表主機(jī)面板如圖9所示。數(shù)碼顯示屏右側(cè)從上至下排列的4個(gè)指示燈用于單位選擇，分別為流量—T/h和L/S；壓差—kPa和kgf/cm2。面板上共有16個(gè)按鍵，0～9個(gè)為數(shù)字，?為小數(shù)點(diǎn)鍵；U為單位轉(zhuǎn)換鍵；M為調(diào)試方法轉(zhuǎn)換鍵； 和為功能轉(zhuǎn)換鍵；R為執(zhí)行鍵。按鍵上方有9個(gè)指示燈，M鍵上方的1個(gè)燈為方法指示燈，稱(chēng)M燈，由M鍵控制，M燈亮?xí)r是比例法；M燈不亮?xí)r是計(jì)算機(jī)法。其余從左向右排列的8個(gè)燈為功能狀態(tài)指示燈，前4個(gè)燈所代表的功能分別為：P0是讀零，修正變送器零點(diǎn)；Vm是讀入閥門(mén)型號(hào)；△P是測(cè)差壓；Qd是讀入設(shè)計(jì)流量。后4個(gè)燈為雙功能指示燈，在M燈不亮?xí)r分別為：Q1是測(cè)第1個(gè)開(kāi)度的流量；Q2是測(cè)第2個(gè)開(kāi)度的流量；Td是按設(shè)計(jì)流量求開(kāi)度；M1是乘法運(yùn)算，在M 燈亮?xí)r分別為：K1是求第1個(gè)開(kāi)度下實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量的比例值；K2是求第2個(gè)開(kāi)度下的比例值；KT是在要求的比例下求得的閥門(mén)應(yīng)取的開(kāi)度值；DV是除法運(yùn)算。

圖9 智能儀表面板示意圖

2.技術(shù)指標(biāo)
　　（1）總壓頭3000kPa。
　?。?）差壓測(cè)量范圍1—160 kPa。
　?。?）差壓相對(duì)誤差1%。
3.操作方法
　?。?）將被調(diào)試平衡閥置于適當(dāng)開(kāi)度（不能全關(guān)），將壓差變送器上的聯(lián)通閥撥到開(kāi)的位置；
　?。?）用連接導(dǎo)線將儀表主機(jī)與壓差變送器相連；
　　（3）按儀表背后面板上的電源開(kāi)關(guān)，給儀表通電。此時(shí)功能指示燈指在P0處，壓差和流量單位指在常用的單位kPa和T/h上；
　?。?）按R 鍵2至3次（有一定時(shí)間間隔），直到連續(xù)2次以上所顯示值相近，則說(shuō)明傳感器已穩(wěn)定，此值為其0點(diǎn)值；
　?。?）打開(kāi)壓差變送器上的聯(lián)通閥；（此步驟切不可遺漏，以免在下一步驟連通平衡閥上的單側(cè)測(cè)量接頭時(shí)，使壓差傳感器一側(cè)受壓過(guò)大而造成傳感器損壞。）
　?。?）用測(cè)量軟管將壓差變送器的兩個(gè)測(cè)量接口與平衡閥上的兩個(gè)測(cè)量接頭連通，變送器“+”端（變送器上標(biāo)有紅點(diǎn)的端）接在進(jìn)水方向的測(cè)量接頭上，“－” 端接在出水方向的測(cè)量接頭上；
　?。?）確定兩個(gè)測(cè)量接頭都已通水后，關(guān)上壓差變送器的聯(lián)通閥，便可進(jìn)行測(cè)量；
　　（8）按 或 鍵，Vm燈亮，輸入閥門(mén)編號(hào)，各個(gè)規(guī)格閥門(mén)的編號(hào)見(jiàn)下表：

各個(gè)規(guī)格閥門(mén)的編號(hào)

?。?）按 或 鍵，使Q1或Q2燈亮，用數(shù)字鍵和小數(shù)點(diǎn)鍵輸入閥門(mén)開(kāi)度，再按R鍵，即可得此時(shí)的流量測(cè)量值，并在屏幕上顯示；
　?。?0）如使△P燈亮，按R鍵即可得壓差測(cè)量值；
　　（11）結(jié)束測(cè)量的操作順序?yàn)椋捍蜷_(kāi)壓差變送器上的聯(lián)通閥（此步驟切不可遺漏，以免從平衡閥上的單側(cè)測(cè)量接頭上拔出測(cè)量軟管時(shí)，使壓差傳感器一側(cè)受壓過(guò)大而造成傳感器損壞。）；關(guān)機(jī)；拔出測(cè)量軟管。
4.計(jì)算機(jī)法平衡調(diào)試步驟
　?。?）按照操作方法（1）至（8）；
　?。?）按 或 鍵，使Q1燈亮，調(diào)整閥門(mén)到一個(gè)開(kāi)度，用數(shù)字鍵輸入此開(kāi)度值，然后按R鍵，可得此開(kāi)度時(shí)的流量測(cè)量值，若此值很接近于設(shè)計(jì)流量值，可結(jié)束此閥門(mén)的調(diào)整，否則，進(jìn)行下一步驟；
　?。?）使Q2燈亮，調(diào)整一下閥門(mén)開(kāi)度，重復(fù)上一步驟，得到此開(kāi)度下的流量測(cè)量值，若此值很接近于設(shè)計(jì)流量值，可結(jié)束此閥門(mén)的調(diào)整，否則，進(jìn)行下一步驟；
　　（4）使Td燈亮，用數(shù)字鍵輸入設(shè)計(jì)流量值（T/h，4位數(shù)以?xún)?nèi)），按R鍵，可得應(yīng)取的開(kāi)度值，按此開(kāi)度值調(diào)整閥門(mén)，即可完成此閥門(mén)的調(diào)整；
　　（5）結(jié)束步驟同操作方法（11）。
5.比例法平衡調(diào)試步驟
　?。?）按照操作方法（1）至（8）；
　?。?）按 或 鍵使Qd燈亮，用數(shù)字鍵輸入設(shè)計(jì)流量值（T/h，4位數(shù)以?xún)?nèi)），按R鍵確認(rèn)；
　?。?）按M鍵使其上方指示燈亮，則后4個(gè)雙功能指示燈指示比例法功能；
　?。?）使K1燈亮，調(diào)整閥門(mén)到一個(gè)開(kāi)度，用數(shù)字鍵輸入此開(kāi)度值，然后按R鍵，得到此開(kāi)度下實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量的比例值；
　?。?）使K2燈亮，調(diào)整一下閥門(mén)開(kāi)度，重復(fù)上一步驟，得到此開(kāi)度下實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量的比例值；
　?。?）如上兩個(gè)比例值均不滿(mǎn)足要求，可按 或 鍵使KT燈亮，用數(shù)字鍵輸入要求的比例值（4位以?xún)?nèi)），按R鍵，可得應(yīng)取的開(kāi)度值，按此開(kāi)度值調(diào)整閥門(mén)，即可完成此閥門(mén)的調(diào)整；
　　（7）結(jié)束步驟同操作方法（11）。