【学员问题】自力式压差控制阀的应用？

【解答】前言：通常所说的自力式压差控制阀，其功能是控制网路中某个支路工某个用户的压差，使之基本恒定，而自身消耗的压差则是变化的，正是通过调整自身的开度，来调度自身所消耗的压差，以实现被控对象的压差恒定。这种压差控制阀在供热空调工程已有了较多的应用，尤其是在分户计量供热工程中被广泛采用，所以被大家熟悉和了解。本文先容一种功能与其不同的自力式压差控制阀，它的作用是控制自身的压差，因而可称为自身压差控制阀。同时，探讨它在热通工程中的应用。

一　结构与工作原理

这里以ZY47-16C型自力式压差控制阀为例，先容自身压差控制阀的工作原理。图1为ZY47-16C型自力式压差控阀的结构与工作原理示意图。弹簧、感压膜和阀杆固结在一起，通过导压管将出口压力P2导进感压膜上部的密封腔，感压膜下部为进口压力P1.根据P1-P2的设定值△Ps（以下简称设定压差）确定弹簧的预压缩量，即使弹簧的弹力与设定压差条件下感压膜对弹簧的作用力相等。并按照阀塞的行程远小于弹簧预压缩量的原则选择弹簧。这样就使得在阀门任一开度的平衡状态，阀的进、出口压差△P与设定压差△Ps近似相等。严格地说，开度不同，平衡状态的△P是不相等的。显然，随差开度的增大，平衡状态的△P是增大的。但通过对弹簧的选择，完全可以在阀塞的全行程内，将平衡状态的△P相对于△Ps的偏离控制在一定的范围（比如5%）之内。

自力式自身压差控制阀在系统中的工作可分为两种情况进行说明：1）当前状态为封闭。若阀前后压差△P小于设定压差△Ps，则继续封闭，这时就是一个关断阀。若△P大于△Ps，则感压膜克服弹簧的弹力，带动阀塞上升，阀门开启；达到平衡状态时，进、出口压差△P近似回落到设定压差△Ps.2）当前状态为开启。若系统稳定运行，进、出口压差△P近似为设定压差。若由于系统工况的改变，使△P增大，则阀门开大，流量增大；达到平衡状态时，△P又近似回落到△Ps.阀门为最大开度时，出现△P大于△Ps的情况，阀门不再具有调控压差的能力。若由于系统工况的改变，使进、出口压差△P小于△Ps，则阀门关小，流量减小，达到平衡状态时，△P又近似上升到△Ps.直至阀门封闭时，出现△P小于△Ps的情况，就不再具有调控压差的能力，而成为一个关断阀。简而言之，自力式自身压差控制阀在封闭状态时，△P必须大于△Ps才能开启；在开启状态时，可自动调整开度，保持阀门前后的压差基本恒定。

二　自身压差控制阀在热通工程中的应用

2.1在保护冷热源方面的应用

近年来，在供热工程中，燃汕和燃气机组有了较多的应用。由于对供热实行计量收费，用户自主调节流量的意识大大增强，加上生活用热水在一天之内用量变化较大，使得供热系统的流量有很大的变化范围。若流量过小，可能造成燃汕和燃气机组的局部沸腾，进而使机组受到破坏。对于空调系统中的冷水机组，假如冷冻水量太小，也可能造成蒸发排管局部冻结，进而使机组受到破坏。对于以上两种情况，可如图2所示，在旁通管路上，装设自力式自身压差控制阀。由于用户调节等原因使系统流量减小，压差控制阀前后的压差△P就会随之增大，当△P大于设定压差△Ps时，压差控制阀开启，增大通过冷热源的流量，保障机组安全运行。在压差控制阀为开启状态时，可始终保持阀前后的压差基本恒定。而通过阀的流量则与用户系统的流量呈相反的变化。即用户系统的流量减小，通过压差控制阀的流量就会增大；反之，用户系统的流量增大，则通过压差控制阀的流量减小。这样就可保证通过冷热源的流量不致有太大的变化，既保护了冷热源，又进步了机组运行的稳定性。

保护冷热源的传统方式是在旁通管路上装设电动压差控制阀。当系统流量减小，使电动阀前后压差大于设定压差时，电信号驱动电动阀开启，使冷热源机组维持必须的最小流量。但电动压差控制阀由于对电源和传递电信号的线路的依靠，因此可靠程度不如自力式压差控制阀。另外，价格也高于后者。所以，在保护冷热源方面，完全可以用自力式自身压差控制阀替换传统的电动控制阀。

2.2在集中供热系统中的应用

在集中供热工程中经常出现这样的情况：供热流用户有低建筑（较矮的建筑或地势较低的建筑）和高建筑（高层建筑或地势较高的建筑），若热网的压力工况满足低建筑的散热器不被压坏的要求，高建筑就会出现倒空现象；若热网的压力工况满足高建筑不出现倒空现象，则低建筑的散热器承受的压力就会超过其承压能力。借助自身压差控制阀往往可以解决这个矛盾。

是一个地势高差悬殊，热源位于低处的例子。顺着地势特点，在供水管路适当位置设置加压水泵，在回水管路适当位置装设自力式自身压差控制阀。在系统运行过程中，压差控制阀前后的压差可保持基本恒定。这样就将网路的动水压线分为两个部分，前部的动水压线相对较低，可满足低建筑的散热器不被坏的要求；后部的动水压线相对较高，可满足高建筑不发生倒空现象的要求。在系统停止运行时，整个网路的测压管水头有达到一致的趋势，而压差控制阀则通过减小开度竭力维持原有的压差基本不变，直至压差控制阀的封闭。这时，压差控制阀与供水管路上的止回阀一起，将网路后部与前部隔离开来。网路前部的静水压线由于压差控制阀配装在一起的定压补水泵保证。

相反，若地势相差悬殊，而热源在高处，则如图5所示，顺着地势特点，在供水管路适当位置装设自身压差控制阀，在回水管路适当位置设加压水泵。系统运行时，压差控制阀前后的压差可保持基本恒定，这样就使网路后部的动水压线相对较低，可满足低建筑的散热器不被压坏的要求；网路前部的动水压线相对较高，可满足高建筑不发生倒空现象。系统停止运行时，压差控制阀自动封闭，与回水管路上的止回阀一起，将网路后部与前部隔离开来。网路前部的静水压线由设置在热源的补水定压装置保证，网路后部的静水压线则由连通前、后部的补水管路上的补水调节阀保证。

三　结论

自力式自身压差控制阀为封闭状态时，若阀前、后的压差小于设定压差，则继续封闭；若阀前、后的压差大于设定压差，则阀门开启。为开启状态时，可自动调整开度，使阀前、后的压差基本恒定。

自力式自身压差控制阀可用于对冷热源的保护，与传统的电动控制保护相比，有控制可靠、价格低廉的优点。

自力式自身压差控制阀可用于解决集中供热工程中高建筑与低建筑高度相差悬殊所产生的对压力工况要求不同的矛盾。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

【学员问题】自力式压差控制阀选择注意事项有哪些？

【解答】压差控制阀压差控制阀，不需任何外来能源，依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，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，特别适用于分户计量或自动控制系统中，有助于系统运行时的稳定。

（1）压差控制阀应与阀外管网压差相配套

阀外管网压差不同，压差控制阀工作特性曲线是不同的。因此在设计选用和管网实际运行时，应保证阀门安装位置点的管，管网压差在阀门允许的范围内变化。实际压差过大或过小都将使弹簧失效，导致阀门无法正常工作。

（2）压差控制阀设定压差的选取

压差控制阀设定压差应与阀内管路系统在设计流量下的阻力相匹配，以保证阀门在其最佳工作区域工作。二者相差过大将导致阀内管路系统实际流量过大，从而造成阀外管路系统水力失调或导致阀内管路系统实际流量过小影响供热效果。

（3）压差控制阀口径的选取

不同口径的压差控制阀控制的流量范围不同。在选用阀门时，应根据阀门工作特性曲线将阀内管路系统设计流量取在阀门控制流量范围的最佳工作区域内偏大侧较好。选取阀门口径过小，使阀门在其控制流量范围的高端工作，极易产生噪声。选取阀门口径过大，使阀门在其控制流量范围的低端工作，系统流量变化范围过大，易造成阀外管路系统水力失调，同时也造成经济上的浪费。一般阀门口径较阀内管路系统接口管径相等或小一号较好。

（4）压差控制阀不能代替流量控制阀

使用压差控制阀的目的是使热用户能够在一定范围内根据用热需要调节流量，使用压差控制阀的供热系统是一个变流量系统。但目前多数供热管网是根据供暖的基本需要确定的，管网系统实际很难做到按需无限制供热，势必造成管网系统水力失调，特别是在只安装压差控制阀而未装热表的供热系统中，水力失调现象尤为严重。在目前由满足基本供暖需要向按需供热转变的过渡阶段，解决这个矛盾有两种方式：①加大管网流量；②在热力入口处或在支干线上限制流量。限制流量的方法为设置流量控制阀。流量控制阀可选用自力式流量控制阀，使管网能自动平衡流量。在每个热力入口均设置自力式流量控制阀，这种方式费用较高，因此较少使用。另一种方式是在支干线上设置自力式流量控制阀。目前绝大多数热力入口使用锁闭式流量控制阀，这就要求在管网投运初期必须以人工方式做好初调节工作，这项工作费时、费力，较为复杂，不易适应热网工况的变化。但这是一种经济的保证供热管网水力平衡的措施。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。