正确选择流量调节阀是实现供热系统流量平衡的关键

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1、正确选择流量调节阀是实现供热系统流量平衡的关键清华大学石兆玉摘要：供热系统出现水力失调、冷热不均现象，其中一个重要原因是流量调节阀选择不当。本文就各种流量调节阀的调节特性、阀权度和流量调节阀的正确选择、应用进行了阐述并提出了相关建议。关键词：供热系统、流量调节阀、调节特性、阀权度0．前言改革、开放以来，在供热行业，应用进口的或国内仿制的、自制的各种流量调节阀，进行供热系统的水力平衡，已成共识，为提高管理运行水平，改善供热效果，发挥了重要作用。但在实际工程中，也出现了一些效果并不理想的案例。咎其原因，除产品质量不合格、系统水质差等因素外，还有一个重要原因，是对流量调节阀

2、的选用不当。而对后一个原因，至今在国内，从设计部门、生产厂家到管理运行单位，都没有引起足够的重视。这一切，主要是因为对流量调节阀的调节特性，缺乏深入了解。在当前，为了大力促进建筑节能，克服粗放式经营，实现节约型的供热行业，非常有必要对各种流量调节阀的调节特性做深入分析，以期达到正确选用的目的。1．调节阀的调节特性1.1调节阀的理想调节特性调节阀的理想调节特性，是指阀门前后压差固定时，调节阀相对流量与相对开度之间的关系，用公式表示即：（1）式中，—相对流量；G，Gmax—任意开度下的流量，全开时的最大流量；L，Lmax—任意开度，全开时最大开度。阀门前后的固定压差一般取

3、1bar（即105pa或10m水柱），此时（1）式即表示阀门的相对流量只是阀门相对开度的单值函数，而不考虑压差的影响，这种调节特性能很好反映各种阀门固有的调节功能，因此，通常用阀门的理想调节特性来划分阀门调节功能的好坏。阀门的理想调节特性也称为阀门的固有调节特性。根据理想调节特性，阀门主要可以分为三种类型：①线性特性，②16等百分比特性③快开特性，如图1所示：曲线①为线性特性，表明相对流量与相对开度成线性（直线）关系，可由公式（2）表示[1]：（2）式中，R称为可调比，表示最大流量Gmax与最小调节流量Gmin之比，即，其中Gmin值是阀门即将全关时的流量，一般为最大

4、流量（全开时）的2~4%，而不是阀门全关时的泄露量，后者通常仅为最大流量的0.1~0.01%。从曲线①和公式（2）可知，具有线性特性的阀门，其特点是流量增加的百分比和阀门开度增加的百分比相同：当阀门开度从50%开大到60%时，流量也从50%增加到60%。这种阀门的调节特点，是在小开度下流量的变化量大；在大开度下，流量的变化量小。若以dG表示流量的变化量，则不同开度下的调节值不同：从中看出：在阀门开度调节量相同的情况下，阀门开度愈小时，流量变化量愈大；阀门开度愈大时，流量变化量愈小。对于换热设备，常常是在相对流量较小时，换热量变化大；大的相对流量时，换热量反而变化小。从

5、供热效果考虑，理想的调节方案，应该是在较小的相对开度下，相对流量的变化量也小，此时供热量的调节灵敏度才高。因此，线性调节特性的阀门，其调节特性并不是最好的。曲线②称为等百分比调节特性，其相对流量与相对开度之间的关系，由公式（3）[1]表示：（3）这种调节性能的调节阀，其特点是流量的变化量和相对开度的变化量成直线关系。调节阀开度从10%开到20%时，相对流量从2.96%增加到4.37%；开度从50%增大到60%时，相对流量从14.1%加大到20.9%；开度从80%变为90%，相对流量从45.7%变为67.6%……，不管调节阀在什么开度下，开度每增大10%时，流量的增加量

6、都是调节前的47.9%左右。这种调节阀，在小开度下，流量绝对变化量小；在大开度下，流量的绝对变化量大，从而提高了换热设备换热量的调节灵敏度。因此，等百分比的调节特性优于线性调节特性。16曲线③为快开调节特性，该曲线为向上凸起的一条曲线。当阀门开度较小时（只开几圈），流量已接近最大值。这种阀门，由于调节特性差，一般只能做关断阀门，不能做调节阀。工程中常采用的闸阀、截止阀、球阀、锁闭阀，都属于快开特性，只能起关断作用。只有线性特性和等百分比特性的阀门，才能称为调节阀。工程中采用的蝶阀，接近线性特性，各种平衡阀，接近等百分比特性。1．线性特性2．等百分比特性3．快开特性图1

7、调节阀理想调节特性曲线1.2工作调节特性研究阀门的理想调节特性，是为了判断阀门是否具有流量的调节功能。因此，厂家生产的调节阀，必须在标定的实验台上，进行理想调节特性曲线的标定，并如实在产品样本上，加以展示，以供设计人员和运行人员选择。但是理想调节特性，反映的是阀门固有的调节功能，是在阀门前后压差固定为1bar（10m水柱）的情况下测试的结果。在实际工程中，几乎所有的调节阀，都不可能只在压差为1bar的情况下运行。因此，除了研究调节阀的理想调节特性外，还必须研究调节阀的前后压差不为1bar时的调节性能，此时称为调节阀的工作调节特性。从某种意义上说，研究