平衡閥 簡介

平衡閥是在水力工況下，起到動態、靜態平衡調節的閥門。如靜態平衡閥，[動態平衡閥]。 靜態平衡

平衡閥選型的性能與用途

　　1、手動平衡閥

　　手動平衡閥具有造價低，元件使用權用壽命長等優點，對支路不多的小型管網也可方便進行水力工況平衡。對于熱源主動變量管網只能采用手動平衡閥，因為只有手動平衡閥才能保證流量的一致等比變化，而一切自力式平衡閥都不能保證熱源主動流量運行。如前述大型直聯管網手動平衡閥可用于壓力工況的調整。

　　1.1手動平衡閥的特性曲線

　　1）截止閥特性曲線

　　2）線性特性閥實際工作曲線（閥權度0.2）

　　3）線性特性

　　4）等百分比特性曲線

　　閥門特性曲線決定了閥門的調節性能，如截止閥的流量曲線，如果認為95%—100%之間的流量變化是沒有意義的，那么開度從0—5%即實現了流量的全程變化，這樣的閥門是不能作為水力工況平衡調節使用的。

　　由于閥門理論特性曲線是在定壓差下測試，而實際工況只要閥權度不為1則閥門在小開度下閥前后壓差大，大開度時閥前后壓差小，導至閥dG/dC值在小開度變大，在大開度時變小，使閥門實際工作曲線向快開方向偏移，閥權越小其偏移越大，對于直線特性的閥門由于實際性能的偏移會導致閥門的有效調節的開度空間變小，因此閥門的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比（對數）特性曲線閥門，在閥權度0.3—0.5時實際工作曲線可能接近直線特性。

　　1.2閥門的汽蝕振動

　　通常閥門在小開度情況下閥口的流速過高，在閥后會形成旺盛紊流的蝸旋區，蝸旋區核心壓力很低，該處壓力低于水溫對應的飽和壓力時水蒸汽的閃發會導致氣水擊現象：嚴重的噪章，閥門及管道的振動，閥門、管道、管支架的破壞。

　　防止這種事故的發生應首先在閥門流道設計上考慮閥塞和閥座在小開度時形成狹長的節流流道，約束旺盛紊流蝸旋的形成；其次選用閥門時盡量加大閥權度，以避免閥門在小開度下運行。另外，在不牽涉壓力工況問題時盡量將平衡閥安裝在水溫較低的回水上。

　　2、自力式流量控制閥

　　2.1自力式控制閥工作原理

　　（1）孔板流量計——導閥——主閥原理。主閥前設置一個流量孔板，導閥感測、比較孔板前后壓力差，如壓力差大于設定壓差，意味著流量超過設定流量，導閥控制主閥做關閥動作。如感測壓差小于設定壓差，則意味著流量小于設定流量，導閥控制主閥開閥動作。導閥上的設定壓差可調，調大調小設定壓差，可以調大調小設定流量。

　　由于孔板流量計的流量壓差對應關系受到前流態影響極重，如果要求流量精度達到10%，則必須閥前有10d以上的直管段，而這一點工程實際中極難保障。另外這種閥出廠后的流量可調范圍很小，在保持流量精度的前提下，流量可調比不會超過2：1。

　　（2）“Kv·=常數”原理，自由彈簧和感壓膜構成閥門開關動力系統△P/S=εL

　　S—感膜工作面積，ε—彈簧的胡克系數，L—閥行程

　　由此可知閥門的每一個行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恒定值。這一原理的閥*初做成流量不可調的流量限制器，近年生產的流量可調式一種是做成多管通道，通過堵管調整設定流量；另一種是用一手動閥改變自力閥Kv與行程的關系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調整位置的反比關系，造成調整位的流量控制精度不高。另外有的產品用波紋管制作感壓膜和自由彈簧的一體化產品，由于不銹鋼波紋管處在流動死區，在水中氯離子含量較高時，極易產生腐蝕。

　　（3）自力式壓差控制閥與手動調節閥閥組原理。這種原理是現在國產流量控制閥*廣泛采用的。手動調節閥的每一個開度位置對應一個Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動調節閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時只需調整手動調節閥的Kv值。

　　這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差

　　△P=N/S

　　N——彈簧力

　　S——感壓膜工作面積

　　彈簧力在自力閥的行程內會有變化，但使

　　H/△L=1/10

　　H——自力閥*大位移行程

　　△L——彈簧的預壓縮量

　　則△P的變化僅為±5%，流量精度可達3%。

　　這咱自力式流量控制閥的缺點在于閥門有*小工作壓差的要求，一般產品要求*小工作壓差20KPa，如果安裝在*不利回路上，勢必要求循環泵多增加2米水柱的工作揚程，所以應采取近端安裝，遠端不安的辦法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的80%時就不宜安裝這種自力式流量控制閥。

　　（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量

　　戶內阻力系數S，在平均供熱的前提下是不變值，戶內設計流量G，△P=SG2,通過控制戶內供回水壓差，一樣可以控制循環流量，調節控制壓差就可調節循環流量。用這種辦法調控流量，只是必須借助便攜式流量測試儀器如超聲波流量計。這種方式對于遠端用戶，閥門不會增加消耗壓頭。

　　2.2自力式流量控制閥的適用性

　　自力式流量控制閥在大型管網上應用可以使流量分配工作變得簡單便捷。尤其多熱源管網，熱源切換運行時不會對用戶流量產生影響。

　　但對于變流量運行的管網不可采用自力式流量控制閥。在熱源主動變流量的情況下，近端回路維持流量不變，而遠端回路流量會嚴重不足。在熱用戶主動變流量的情況下，用戶主動調小流量時，自力式流量控制閥會開大閥門，盡量維護原流量，直到全開失效為止。用戶主動調大流量時，自力式流量控制閥會關小閥門，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動的流量要求才能實現。

　　3、自力式壓差控制閥

　　3.1自力式壓差控制閥的應用意義

　　（1）自力式壓差控制閥消耗系統的富裕壓頭。

　　（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。

　　這兩項功能有的業內人士認為散熱器上的溫控閥可以起作用，實際上如果讓溫控制閥產生這樣的作用必然導致溫控閥在小開度下工作，甚至于在振動工況下工作。這對溫控閥是十分不利的，溫控閥*初希望的作用**于利用自由熱量，我們很多業內人士對其寄予的希望過大了。

　　（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶流量變化互相干擾作用。

　　1、原工作點

　　2、用戶主動調整流量后形成的工作點

　　3、循環水泵變速——壓差閥動作形成工作點 4、循環水泵變速無壓差閥作用的工作點

　　（4）對于電動控制的自動控制系統，隔絕各并聯支路間調節的干擾，避免自控系統的多余動作提高自控系統穩定性、可靠性。

　　（5）起到特殊工況的限流作用。在起動供熱和特殊嚴寒工況下用戶的供熱需求會超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會有效的限制近端流量使遠端用戶達到預定的采暖效果。

　　3.2自力式壓差控制閥選用參數。

　　（1）壓差可調性

　　一般情況下設計上很難準確計算戶內阻力，而戶內阻力（在設計流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調比至少應為1：3以上。

　　（2）流量系數Kv的*大值和*小值

　　*大流量系數是閥門全開的流量系數；*小流量系數為閥門全關位的漏過流量系數。這兩閥門參數對閥門的應用選型是至關重要的，閥門供應商必須實測并公開這兩個參數。

　　*大流量系數應能保證*小富裕壓頭下達到設計流量；*小流量系數應能保證*大富裕壓頭下達到調節工況可能的*小流量值。

　　（3）壓差控制精度，應達到10%以保證流量精度達到5%。

　　3.3在分戶控制未安裝熱量表

1、理想的調節性能；

  2、優良的截止功能；

　　3、**到1/10圈的開啟狀態顯示；

　　4、理論流量特性曲線為等百分比特性曲線；

　　5、國家**型啟閉鎖定裝置；

　　6、對應每個整圈都有因定的流量系數，調試中只要測量出閥門兩端壓差，就可以方便計算出流經閥門的流量；

　　7、聚四氟乙烯和硅膠密封，密封性能可靠；

　　8、內部元件采用YICr18Ni9或銅合金制造，抗腐蝕能力強，使用壽命長；

　　9、內升降閥桿，無須預留操作空間。

　　10、它是一種組合閥。

　　其中的ZLF自力式平衡閥是一種利用介質本身的壓力變化來進行自我調控，從而保持流經該被控系統的流量不變的閥門，具有流量指示，可在線調節，適用于供熱及空調系統等非腐蝕性介質。運行前一次性測試調節，可使系統流量自動互定在預先設置的設定直，該閥門流量調節準確，操作簡單，運行平穩，性能可靠，使用壽命長。Kv為平衡閥的閥門系數。它的定義是：當平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經平衡閥的流量值（m/h）。平衡閥全開時的閥門系數相當于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數Kv不變，也就是說閥門系數Kv由開度而定。通過實測獲得不同開度下的閥門系數，平衡閥就可做為定量調節流量的節流元件。

　　在管網平衡調試時，用軟管將被調試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經閥門的流量值（及壓降值），經與儀表人機對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計算、分析、得出管路系統達到水力平衡時該閥門的開度值。平衡閥屬于調節閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙，改變流體流經閥門的流通阻力，達到調節流量的目的。

　　1.不應隨意變動平衡閥開度管網系統安裝完畢，并具備測試條件后，使用專用智能儀表對全部平衡閥進行調試整定，并將各閥門開度鎖定，使管網實現水力工況平衡。在管網系統正常運行過程中，不應隨意變動平衡閥的開度，特別是不應變動開度鎖定裝置。

　　2.不必再安裝截止閥。在檢修某一環路時，可將該環路上的平衡閥關閉，此時平衡閥起到截止閥截斷水流的作用，檢修完畢后再回復到原來鎖定的位置。因此安裝了平衡閥，就不必再安裝截止閥。 3.系統增設（或取消）環路時應重新調試整定在管網系統中增設（或取消）環路時，除應增加（或關閉）相應的平衡閥之外，原則上所有新設的平衡閥及原有系統環路中的平衡閥均應重新調試整定（原環路中支管平衡閥不必重新調整）。在空調及采暖系統中，作為輸配能量的水循環系統的水力平衡是非常重要的。一個平衡的水力系統是滿足用戶需求、節約運行能耗的基礎。 在空調及采暖系統中，冷（熱）媒由閉式管路系統輸配到各用戶。對于一個設計優良的管網系統，各用戶在末端控制閥（電控閥、溫控閥等）的開度為100%時應該均能獲得設計水量，而各用戶在末端控制閥的開度改變時既可得到所需的流量又互不干擾。這樣的水系統是一個水力平衡的系統，否則就是水力不平衡系統，水力不平衡又稱水力失調。這種水力失調是隨機變化的、動態的。這種失調現象靜態平衡閥無法解決，只能用動態平衡閥來解決。

調節原理

　　平衡閥屬于調節閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙（即開度），改變流體流經閥門的流通阻力，達到調節流量的目的。平衡閥相當于一個局部阻力可以改變的節流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得：

　　式中：Q－－流經平衡閥的流量 ξ－－平衡閥的阻力系數 P1－－閥前壓力

　　P2－－閥后壓力 F－－平衡閥接管截面積 ρ－－流體的密度

　　由上式可以看出，當F一定（即對某一型號的平衡閥），閥門前后壓降P1-P2不變時，流量Q僅受平衡閥阻力影響而變化。ξ增大（閥門關小時），Q減小；反之，ξ減小（閥門開大時），Q增大。平衡閥就是以改變閥芯的開度來改變阻力系數，達到調節流量的目的。

　　Kv為平衡閥的閥門系數。它的定義是：當平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經平衡閥的流量值（m3/h）。平衡閥全開時的閥門系數相當于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數Kv不變，也就是說閥門系數Kv由開度而定。通過實測獲得不同開度下的閥門系數，平衡閥就可做為定量調節流量的節流元件。

　　在管網平衡調試時，用軟管將被調試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經閥門的流量值（及壓降值），經與儀表人機對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計算、分析、得出管路系統達到水力平衡時該閥門的開度值。

　　靜態平衡閥的使用場合　　

　靜態平衡閥操作復雜，調節時需配備智能儀表，即使有專業的技術人員用戶流量的藕合現象也很難使用達到平衡狀態。利用閥門KV值及閥門曲線來確定閥門開度的方靜態平衡閥是常用的老水力平衡產品，它適合以熱源為主變流量的系統。調節時各用戶間流量相互藕合作用，真正的把龐大的熱用戶調節平衡是很難實現的。

 ZLF自力式平衡閥，是一種利用介質自身的壓力變化進行自我控制而保持流經該被控系統流量不變的閥門，并具有流量指示，調節方便，適用于供熱空調等非腐蝕性介質的流量控制。運行前一次性調節，即可使系統流量自動恒定在要求的設定值。ZLF自立式平衡閥，是一種利用介質本身的壓力變化來進行自我調控從而保持流經該被控系統流量不變的閥門，ZLF自立式平衡閥具有流量指示，可在線調節，適用于供熱及空調系統等非腐蝕性介質的流量控制。運行前一次性測試調節，可使系統流量自動恒定在預先設置的設定值。該閥門流量調節準確，操作簡單，運作平穩，性能可靠，使用壽命長

【自立式平衡閥】零部件材料

單位：mm

SPF型數字鎖定平衡閥是一種靜態水力工況平衡用閥，它具有等百分比的流量特性曲線，適用于集中量調節，集中質調節及分階段改變流量的量調節系統，當系統流量發生變化時，安裝了該閥的各支路，各用戶的流量會按比例增大或減小，保持初調節時的流量分配方案。SP45F、SP15F數字鎖定平衡閥是一種具有數字鎖定特殊功能的調節型閥門，采用直流型閥體結構，具有更好的等百分比流量特性，能夠合理地分配流量，有效地解決供熱（空調）系統中存在的室溫冷熱不均問題。同時能準確地調節壓降和流量，用以改善管網系統中液體流動狀態，達到管網液體平衡和節約源的目的。閥門設有開啟度指示、開度鎖定裝置及用于流量測定的測壓小閥，只要在各支路及用戶入口裝上適當規格的平衡閥，并用專用智能儀表進行一次性調試后鎖定，將系統的總水量控制在合理的范圍內、從而克服了“大流量，小溫差”的不合理現象。該產品是供熱系統中的理想產品。既可安裝在供水管上，也可以安裝在回水管上，一般我們建議安裝在回水管上，尤其對于高溫環路，為方便調試，更要裝在回水管上，安裝了平衡閥的供（回）水管不必再設截止閥。數字鎖定平衡閥是一種靜態水力工況平衡用閥，它具有等百分比的流量特性曲線，適用于集中量調節，集中質調節及分階段改變流量的量調節系統，當系統流量發生變化時，安裝了該閥的各支路，各用戶的流量會按比例增大或減小，保持初調節時的流量分配方案。

平衡閥、SP15F數字鎖定平衡閥主要連接尺寸

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