0 前言    在供热外网系统中，由于自力式控制阀的广泛应用，有效地克服了二次网的水力失调，使繁琐费时的供热二次网初调节变得简单而高效，供热二次网水力失调的现象明显改善，取得了良好的经济效益和社会效益。    供热二次网中使用的自力式控制阀主要分为两种：自力式流量控制阀、自力式压差控制阀。自力式流量控制阀，可以吸收网路的压力波动，维持被控环路的流量恒定，但由于仅适用于定流量系统，一旦流量改变就需重新进行流量设定，给运行管理带来很大不便，所以很少采用。自力式压差控制阀可以在一定的流量范围内，吸收网路的压力波动，同时克服内扰（被控环路内部的阻力变化），维持被控环路的压差恒定，故而广泛采用。因此可以说，自力式压差控制阀适用于变流量系统，但此讲法并不确切，具体分析如下。    1 自力式压差控制阀的工作原理    自力式压差控制阀是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，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，从而使用户在工况变化时能保持压差基本不变。它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控用户的压差恒定，即当用户的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控用户压差保持恒定；反之，当用户的压差减小时，阀门自动开大，用户压差仍保持恒定。    2 自力式压差控制阀不适用于以换热站为主动变流量运行的热网    水泵变频时，各等效点上参数之间的关系。当水泵变频转速变化时，流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比。因此，扬程与流量的平方成正比，流量减少则扬程变小，流量增加则扬程变大。图 楼栋用户与自力式压差控制阀图示    以换热站为主动变流量运行时（如图1所示），若二次网的流量减少，楼栋热力入口处的压差（P1-P2）减小，被控环路的压差（P1-P2）也相应减小，自力式压差控制阀的自动阀芯就会开大，利用自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的减小，使被控环路的压差（P1-P2）变大，来维持被控环路的最初压差值（P1-P2）不变，由于自力式压差控制阀的开大，近端楼栋的流量增加，受影响的只是远端楼栋，使远端楼栋流量严重不足。二次网近端楼栋和远端楼栋不能随着总流量变化而等比变化，不能保持水力工况平衡，二次网出现动态水力失调。反之，换热站循环水泵根据室外气温降低，需要增加循环水量时，楼栋热力入口处的压差（P1-P2）变大，被控环路的压差（P1-P2）也相应变大，自力式压差控制阀的自动阀芯就会关小，利用自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的变大，使被控环路的压差（P1-P2）变小，来维持被控环路的最初压差值（P1-P2）不变，由于自力式压差控制阀的关小，使被控环路的流量增不上去。所以，自力式压差控制阀不适用于以换热站为主动变流量运行的热网。    为便于理解以上内容，可以按数学公式（P1-P3）=（P1-P2）+（P2-P3），简化理解为：楼栋热力入口处的压差（P1-P3）减小，要想维持被控环路的压差（P1-P2）不变，自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）应变小。反之，同理。    以换热站为主动变流量运行的热网中，自力式压差控制阀与水泵变频之间的关系。水泵变频时，流量减少则扬程变小，流量增加则扬程变大。当换热站供应的流量（扬程）过少时，由于自力式压差控制阀的作用，二次网近端楼栋和远端楼栋出现冷热不均的现象；当换热站供应的流量（扬程）过多时，由于自力式压差控制阀的作用，供应的流量增不上去，换热站水泵白做无用功，浪费能源，不符合节能要求。除非换热站的水泵供应的流量恰好满足用户的流量要求，可用户的流量却又是随时会因用户的调节而发生改变，变频水泵较难与其协调配合。如果换热站供应的流量（扬程）的改变，不超出自力式压差控制阀自身的调节范围，虽不够节能，尚可维持水力工况平衡；如果换热站供应的流量（扬程）的改变，超出自力式压差控制阀自身的调节范围，将导致自力式压差控制阀的失效，水力失调不可避免。这种以换热站为主动变流量，用户被动变流量的运行方式较难控制并不可取。    3 自力式压差控制阀适用于以用户为主动变流量运行的热网    以用户为主动变流量运行有个前提，用户户内需安装温控阀等自控装置，楼栋热力入口处安装自力式压差控制阀，换热站循环水泵采用变频控制才能实现。    自力式压差控制阀支持被控环路内部的自主调节。如图1所示，若开始时（P1-P2）不变，此时环路内部阻力发生变化，比如支路①关断，在这个瞬间P2减小，（P1-P2）增大，感压膜受力平衡被打破，阀瓣下移，关小阀口，从而使P2又回升到原来的大小，即（P1-P2）不变。对于支路②来讲，其流量G=KV（P1-P2），在支路①关断前和关断后，其开度KV不变，（P1-P2）由于自力式压差控制阀的控制，在支路①关断前和关断后也恒定不变，则流量G不变，所以被控环路内部某一支路流量变化，不会影响其它支路。    楼栋热力入口处自力式压差控制阀的作用。其实，对于自力式压差控制阀恒定压差的理解，应该是恒定被控环路的压差（P1-P2），对于整个二次网系统来说，由于自力式压差控制阀自身压差（P2-P3）的影响，楼栋热力入口处（包括自力式压差控制阀在内）的压差（P1-P3）是变化的，也就是说自力式压差控制阀阀前压差（P1-P2）是恒定的，阀后压差（P1-P3）是变化的。    以用户为主动变流量运行的热网中，自力式压差控制阀与水泵变频之间的关系。当用户热负荷减少，温控阀关小，被控环路阻力增大，压差增加时，作用其上的自力式压差控制阀也关小，增加自身阻力抵消被控环路用户压差的增加，以维持被控环路压差（P1-P2）不变。但此时，对整个供热二次网系统来说，由于自力式压差控制阀的关小，自力式压差控制阀自身的压差（P2-P3）增大，楼栋热力入口处（包括自力式压差控制阀在内）的阻力是增加的，压差（P1-P3）是增加的，流量是减少的，换热站循环水泵接到信号后，可以通过变频调节减少扬程和流量，反馈到被控环路表现为资用压力不足，此时，自力式压差控制阀开大，自身阻力减少，压差减少，以补偿被控环路用户压差的变化，维持被控环路压差恒定。如此反复便构成了，换热站循环水泵变频-自力式压差控制阀-温控阀的反馈控制。为防止用户流量的变化，超出自力式压差控制阀自身的调节范围，导致自力式压差控制阀的失效，换热站运行时可采用根据室外温度的变化，改变二次网供水温度的做法；根据用户流量的变化，换热站接到反馈信息，水泵被动变频改变二次网供水流量的做法，即换热站的被动质-量综合调节。    自力式压差控制阀特别适用于分户计量或自动控制系统中，用户户内安装温控阀，楼栋热力入口处安装自力式压差控制阀，换热站循环水泵采用变频控制。这种以用户为主动变流量，换热站被动变流量的运行方式是今后的发展方向，也是最节能的。    4 结论    使用自力式压差控制阀，被调节对象主要是自力式压差控制阀阀前被控环路的工况参数。在以换热站为主动变流量调节时，对阀前、阀后管网的工况参数往往不能同时兼顾（不能等比变化）；而在以用户为主动变流量调节时，换热站能够对阀前被控环路自动进行补偿，所以不存在问题。    综上所述，自力式压差控制阀不适用于以换热站为主动变流量运行的热网，适用于以用户为主动变流量运行的热网，换热站变频水泵应随用户的热负荷变化而相应变化，才最节能。