本文对压差控制的工作原理、注意事项、应用效果以及优缺点等几部分进行了深入的探讨和分析，对于其应用在一次网热力站内，对提高管网运行稳定性所起的作用做了相关论述，为进一步的研究提供参考意见。

1、前言：

    在集中供热领域，为了避免水力失调、近热远冷等不利现象，各种类型的管网平衡装置越来越多的被应用，其也成为实现管网高效节能运行的有效手段。但由于现在市场上平衡装置种类繁多，所以先对其各自适应的系统范围作如下简要介绍。如对于静态失调，可理解为系统中各用户在设计状态下，实际流量与设计流量不符，可用静态平衡阀或动态平衡阀来解决。若对于随机变化的动态失调，如某些用户的水流量改变时，会引起系统的阻力分布也发生变化，从而导致其他用户的流量随着改变。这种失调现象只能用动态平衡阀来解决 。

随着热用户调节需求的提高，运行工况变化频繁，适应于变流量系统的动态平衡装置在供热系统中得到越来越多的应用。自力式压差控制器可在被控环路出现扰动时，完成自动调节，使被控环路的差压保持恒定。为优化水力工况，我公司在管网前段换热站内一次侧设置了压差控制器，现对其应用效果和需要注意的地方作如下论述。

2、压差控制器简介及工作原理

压差控制器主要应用在变流量供热系统中，可自动消除管网的剩余压头以及压力波动引起的流量偏差，进而恒定被控系统两端的压差。

差压控制器主要包括①控制阀体②带有膜腔的驱动头 ③设定压差的弹簧三部分。此外，压差控制器的两个接口P1和P2通过脉冲管分别连接到被控部件或系统的出水管道和供水管道上。当系统稳定时，膜片所受到P1向上的力和P2向下的力以及弹簧设定压力达到平衡。工作原理可从如下两种情况所述：

（1）当供热系统外网波动导致供压升高P1增大时，推动感压膜片带动阀芯上移关小阀门，致使P2值增大，从而保证热力站的资用压差P1-P2恒定。增大的只是压差阀的阻力P2-P3值，即外网的压力波动由自力式差压控制器消除。（2）当热力站的阻力发生变化时，如某一台换热机组关闭，则热力站的总阻力增大，P2减小，P1-P2增大，膜片带动阀芯上移关阀，P2增大恢复原值，最终保证热力站的资用压差P1-P2不变。

由此可见，无论是热网的压力出现波动，还是热力站内部的阻力发生变化，自力式差压控制器均可维持施加于被控对象压差和流量恒定，内外两种干扰因素都可以被解决。压差控制器就可限制该支路的资用压头，降低主管网对支路管网的影响，保证各支线系统的压力稳定。当需要改变被控压差值的时候，可通过调节弹簧底端螺母来设定。

3、需要注意的几点问题

（1）选型方法：

在自力式压差控制器的选型上，我们主要通过流量系数K_V值来确定，参照公式（m³/h）。主要按照最大流量和可能的最小工作压差计算所需的最大K_V值，应小于阀门标定的Kvs值；再根据最小流量和可能的最大工作压差计算所需的最小K_V值，应大于阀门的最小K_V值进行修正。如对于流量G=5~10m³/h、△P最大=150Kpa、△P最小=50Kpa的情况时，K_V最大= ，K_V最小= 。根据Kvs在所选产品型式的标准，计算得出的14.1m³/h即为最大流量时的Kv值，选取小于Kvs值并接近Kv值的阀门口径。根据所选定的Kv值和流量特性，验证调节阀的开度，开度应尽量控制在60％~90％之间，这样即可满足设计流量的需求，又有一定的调节余度。

（2）安装注意事项：

Ø  因为膜腔内有橡胶垫片，为延长使用寿命，尽量安装在温度低的回水管上。

Ø  建议在导压管供水端安装球阀，可以起到关断作用，便于消除导管堵塞。

Ø  需要定期在螺纹杆上涂抹防锈油（黄油），防止其锈蚀，影响弹簧受力精度。

Ø  供水管和该阀前的回水管应分别安装压力表，便于调节控制压差，压力表和取压点之间不应有其它阻力元件。如果管道上没有压力表，则需要数螺母的旋转圈数进行设定，调节难度加大。

（3）使用注意事项：

Ø  高压引入弹簧侧膜盒中，低压引入阀体侧膜盒中。如果接错将导致低压腔的压力大于高压腔，有可能损坏膜盒。

Ø  当压差小于阀门的正常工作范围时，压差控制器因为不能提供额外的压头，即使阀门全开，可能流量仍然比设定流量低，所以多应用于资用压头较高的管网前端。

Ø  若某条支线内换热站因为现场条件局限等原因未实现全部安装，应防止未安装站点可能出现的较以前更严重的压头过高和过流现象。

4、应用效果

天津市津安热电有限公司现状供热面积约2464万平方米，一次管网总长度484公里，换热站484座，供热半径达到18km。供热范围广、管线复杂、水力调节难度大一直是公司生产工作的难点。管网前段最大供回水压差达到6bar，末端部分换热站出现负压，需要开启回水管道泵才能实现正常供热。为解决部分区域的水力失衡问题，我公司在管网前端部分换热站内增设压差控制器，起到了很好的运行效果，现选取几个典型的改造后换热站，对其运行效果进行比较，如表1所示。

表1.改造换热站运行参数对比表

从以上运行数据可以看出，压差控制器能促进管网水利平衡，对于一次流量紧缺，调节困难的长距离输送管网有很好的节能效果。现对其应用过程中发现的优点总结如下：

（1）其不但可以吸收外网压差波动，恒定被控制系统压差，也可实现对被控系统内部自主调节，有助于稳定换热站运行工况。

（2）合理分配管网系统中各个分站或各个支路的供热量，达到供热均衡，避免了近热远冷的平衡失调现象。

（3）保证调节阀在较低的压差下工作，提高阀权度，保证其调节特性，控温更准确。并防止调节阀两端压差超过其最大关闭压差，以及减少调节阀动作次数，延长使用寿命。

（4）可以降低高压差下介质流过阀体时产生的噪音，还能有效的避免可能产生的气蚀现象。

但其也存在一些缺点和局限性需要改进，具体如下：

（1）与驱动器连接的导压管较细，易发生堵塞现象，堵塞后影响其正常供热。所以对管网水质有较高要求，需定期排查导压管是否阻塞，并及时清理。

（2）因为设备体型较长，且超过一定规格口径后，必须水平安装，很多时候现场条件无法满足安装要求，存在一定局限性。

（3）若系统出现以热源为主动变流量调节的减小流量工况时，管网的压力减小，热网近端站点由于压头的变小，压差阀自动阀芯就会开大，维持原来的压差恒定，流量变化只是远端站点，使远端用户流量严重不足，不能实现等压降调节。所以只在前端资用压头过高，或者超过电动调节阀的最大关断能力时才有安装自力式差压控制阀的需要。

（4）当系统采用分阶段改变流量的质调节时，虽然每个阶段流量不变，但每个流量阶段都需要要对控制压差进行设定，给运行管理带来一定不便。

5.总结
    在以热用户自主调节流量的热计量二次网变流量系统中，自力式压差控制器应用较为广泛。但对于其应用在一次网热力站内，提高管网运行稳定性的研究相对较少。我公司以实际运行经验和数据为依托，对自力式压差控制器的性能应用进行了深入分析，为进一步的研究提供参考意见。