浅谈供热循环系统中的各种阻力

(神华准能黑岱沟露天矿轮斗队，内蒙古 薛家湾 010300)
摘 要： 文章探讨了供热系统中最不利环路中的各种主要的阻力元件，根据多年的工作实际 ，提出了各种主要阻力元件的正常阻力范围，并指出了实际工作中各种元件阻力增大的 原因，以及对供热系统的影响。
关键词：热源阻力；除污器阻力；热用户阻力；水泵进出口阻力；阀门井阻力
中图分类号：TK224  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)18—0081—01

供热循环系统的阻力主要来自两个方面，①热水在输送管道中流动产生的阻力，叫做沿程 阻力；②由于各种水利元件和供热设备对水的流动产生的阻力，叫做局部阻力。对于沿程 阻力，根据规范中规定：循环水的流速≤3ｍ/ｓ，最不利环路的比摩阻应在30～60Pa /m，其他环路的比摩阻应≤300 Pa/m。对于各种供热设备的局部阻力，不同的产品有 不同的标准。
1 热源的阻力

供热系统的热源有两种主要形式，一种是热水锅炉直接供暖的形式，另一种是换热器换热间 接供暖的形式。
1.1  锅炉

供热系统中使用的锅炉大多是热水锅炉，根据其额定发热量的大小分为7MW、14MW、29MW 、58MW等多种规格，根据其热媒参数供回水额定温度可分为95/70℃、115/70℃、150/9 0℃ 等，其中95/70℃、115/70℃ 的两种参数的锅炉应用比较多。锅炉在通过额定水量 的情况下，锅炉的阻力应在40～80KPa之间。在供暖实际中，造成锅炉阻力增大的原因主要 是锅炉通过的实际水量大于其额定的循环水量。在锅炉的铭牌参数里，并没有提供额定循环 水量的数据，具体到一台锅炉具体的循环水量是多少呢。可以通过下面的公式进行计算：
G＝860×Q/（tg－th）
式中：G：锅炉的额定循环水量，单位m³/ｈ
Q：锅炉的额定发热量，单位Mｗ.
tg－th：锅炉的额定进水温度与出水温度之差，单位℃。

对于锅炉的循环水量允许有一定的波动，波动的范围应＜20％。当实际流量超过额定流量 过多时，大大增加锅炉的阻力；当实际流量低于额定流量过少时，会使锅炉内的部分管束流 量发生偏流，造成局部汽化或爆管。我国的锅炉标准最低热媒参数是95/70℃，供回水温差 是25℃，而实际供热运行中，供回水的温度一般在10～20℃ 之间，即使是20℃ 的供回水 温差，与锅炉的额定温差相比还差5℃，当锅炉满负荷运行时，根据锅炉产热和热用户散热 的平衡关系可以计算出锅炉的循环水量为：对于14Ｍｗ，95/70℃ 的锅炉，在温差25℃  和20 ℃ 时的相应流量是：额定流量：860×14/25＝482m³/ｈ 实际流量：860×14/20＝6 02m³/ｈ对于14Ｍｗ，115/70℃ 的锅炉，在温差45℃ 和20 ℃ 时的相应流量是：860 ×14/45＝268m³/ｈ 实际流量：860×14/20＝602m³/ｈ假如锅炉在额定水量下运行，其 阻 力是50Ｋpa，在上述流量下运行时的阻力是：对于14Mｗ，95/70℃ 的锅炉实际阻力是：（5 0/482）×602×602＝79KPa对于14ｍｗ，115/70℃ 的锅炉实际阻力是：（50/268）×602× 602＝252KPa两种不同参数的锅炉阻力分别增长了29KPa 和202KPa。锅炉阻力的增加也就 是 增加了循环泵的负担，增加了电耗，因此要把锅炉的阻力降低到合理的程度，具体的方法是 根据锅炉流量增加的程度，增加一条与锅炉并联的分流管道，分流的管径应通过合理的水力 计算确定，分流管道上安装的阀门应该使调节阀、平衡阀或自力式流量控制阀，不应是蝶阀 或闸板阀。
1.2 换热器

供热系统中常用的换热器是板式换热器，换热器对于热媒参数和循环流量的要求不向锅炉那 样严格，但过高的流量同样会大大增加换热器的阻力，影响水泵出力。换热器的阻力一般是 20～50KPa。假如锅炉房，两台循环泵流量600m³/h，扬程55m，电机功率132kW，三台7MW 热水锅炉，运行中发现水泵的流量仅370m³/h，通过仔细查找，发现因为只运行一台锅炉 ，370m³/h 的循环水全部通过锅炉，而锅炉的额定水量是240m3/h，锅炉的阻力为160KP a，为减少锅炉阻力将第二台锅炉打开。同时打开两台锅炉后，锅炉阻力下降到60KPa，水 泵的流量增加到550 m3/h，每台锅炉通过的水量为275 m³/h，是额定流量的98％，系统 工作良好。
2  除污器

在循环泵的进口前，都安装有除污器，目的是清除管道中的杂质，保证水泵和锅炉的安全运 行。除污器的阻力一般在10～20KPa 之间。出现除污器阻力增大的原因有以下几个方面： ①除污器堵塞，这种原因在现场见到的比较多。②非正常原因，如用原有的两个小型号的除污器并联安装在大一号的管道上；使用自制的除污器在制作当中 流道或流通面积制作不合理。
3 循环泵进出口的阻力

水泵进出口阻力的大小取决于水泵进出口各种水利元件的阻力和进出口管道的阻力，正常情 况下，从水泵进水管与回水母管连接处到水泵出水管与系统供水母管的连接处，之间的阻力 损失在30～60KPa 之间，而实际在供热系统中，这个阻力多达到50～100KPa之间，只是由 于这段阻力在现场不容易发现而被人忽略。水泵的进口管径比出口管径一般情况下要小一号 ，进口管道的水流速度在2.5～3m/s，出口管道的水流速度一般2～2.5m/s，这样的流速对于 管道来讲比摩阻将达到200Pa/m～300Pa/m，所以无论对于管道还是对于水利元件，都将产生 巨大的阻力。
4 阀门井

传统的阀门井里面的水力元件有供、回水阀门和除污器，其中供回水阀门的阻力＜10KPa ，除污器的阻力略大，一般10KPa 左右。一般情况下，除污器在经过一个采暖期运行之后， 都会拆除不用。随着集中供热的发展，供热面积越来越大，“近热远冷”的水力失调现象很 是严重，为此，很多热力公司在阀门井里安装了自力式流量控制阀，用以解决水力失调现象 的发生。
5 结论

对于锅炉房锅炉的阻力应控制在40～80KPa，换热器的阻力应控制在20～50KPa，水泵的 进出口阻力控制在30～50KPa，除污器的阻力控制在10～20KPa，阀门井里的阻力30KPa以下 ，用热户的阻力控制在40KPa以下。这样的阻力分配是目前比较经济的，且能够完全满足 大多数单位的供热运行状况。