摘 要：探讨了开式膨胀水箱热水供暖系统补水崩片和补水缓慢的原因，提出了控制措施，并以工程实例介绍了控制效果。 
关健词：热水供暖系统 ； 开式膨胀水箱 ； 补水 ； 散热器崩片。 
定压点 控制措施 
1、补水崩片和补水缓慢现状 
福利区换热站有两个相互独立的热水供暖系统，规模较大，每个系统供热面积平均在10万平方米左右。运行过程中，这诸多系统长期存在补水缓慢现象并频频发生补水崩片事故。所谓补水崩片是指启动补水泵后大约5～10min ,膨胀水箱未满水，系统中的铸铁散热器却突然崩裂；所谓补水缓慢是指补水时间很长，超过了预计的时间，水箱依然缺水，而系统并无大泄露。关于其原因，长期以来，该中心总认为是个别散热器质量不好和补水泵配置得过小。对策是片崩就换和改用大补水泵，但“缓慢”、“崩片”仍未解决。当膨胀水箱缺水时，启动补水泵（循环泵照常运转），随着补水不断进入系统，系统各点（包括补水点）压力逐渐升高，水箱水满后停补水泵。这是一般的补水过程。此时若还补水，所补的水将从水箱溢出，系统各点压力不再升高。本文寻求此时不崩片的控制方法。 
2、补水时供水总管和回水总管的流量 
设热水供暖系统Gs为未补水时设计工况流量。而Gx、Gg、、Gh分别为补水时的流量。分析表明，补水时Gs＜Gg＜Gs+Gx (1) ；Gs- Gx＜Gh＜Gs (2)；由于补水流量Gx不大，可视Gh≈Gs-0.5Gx 
3、与补水安全有关的主要因素分析和管径的确定 
设图1中，PDS、VDS、ΣSiG2is分别为未补水时补水点的压力、总回水管水流速和O到D的阻力损失；设补水时补水点的压力、总回水管的水流速和O到D阻力损失分别为PD、VD、ΣSiG2i，由伯努利方程分析可得出PD- PDS+1/2（VD2- VDs2）+ΣSiG2i-ΣSiG2Ds=SxG2x (3)；因Gx不大，Gi与Gis极接近，从寻求控制方法的角度而言，可认为ΣSiG2i=ΣSiG2is；同理可视VD=VDs。再令PD-PDS=ΔPD并称其为补水点压差，则（3）式可表为：ΔPD=SXG2x (4)；式中是膨胀管的阻力特征系数。ΔPD由补水泵提供又受系统的限制（GX也如此），所以应根据系统的承压能力确定补水点压差。若补水点在设计工况下的压力本来就很高了，其压差就不能取得过大。《工业锅炉房设计规范》（GBJ41-79）第44条指出，“补给水泵的扬程，不应小于补水点压力加3-5米水柱”。这是指补水管路的阻力损失不小于该值，以节省管材，还是指补水点压差不应小于该值以确保补水畅通所需的压力下限？若是指后者，上限值也指出，不然会使人误解为选用大补水泵，除了多耗电外对补水安全关系不大；若是指下限，它又未考虑补水点压差和膨胀管、补水量间的制约关系。 
将（4）式展开为ΔP=SG2 ；S=6.88×10-9K0.25/ d5.25(L+ξd/λ)ρ (5)； λ=0.11（K/d）0.25式中d-------管内径,m；ξ-------局部阻力吸收系数；L--------管实长,m；ρ-------管内水的密度，取其值为977.81Kg/m3；ΔP------压差,Pa；K--------管内壁粗糙度,K=0.0005m；G--------流量,m3/h。根据上述取值，可将（5）式绘制成图2所示的线算图，由该图可查出膨胀管管径。因前上述原因，用图2求膨胀管管径时，应根据查图结果和管材规格酌情将查得的管径放大。由于水的密度对图形影响很小，该图还可用于后述求补水管管径。（图形略） 
4、定压点位置 
定压点位置除满足水压图的规定外，通过对补水模型的分析，定压点的位置还应满足补水流量的要求，否则有可能造成补水缓慢，并由此引发不良的作法。从补水角度而言，定压点应设在该处，流进定压点的设计工况流量应大于、等于膨胀水箱要求的进水量。 
5、补水泵及补水管管径的确定 
合理选取补水泵及补水管管径，是顺利补水的保证。我们认为，按下述方法选取较妥。以补水泵低于补水点的情况为例。补水泵的扬程由四部分组成（图3、图4）。Hb=9.81×104h+PD+ΔP+ΔHb 
或者ΔHb=Hb-（9.81×104h +ΔP+PD） (5)；式中PD-----------补水点在设计工况时的压力，Pa；ΔP---- 补水点压差，Pa；h-----补水箱最低水位低于补水点的高度；ΔHb----补水管路AD的阻力，Pa；Hb----补水泵扬程，mH2O。对已定的供热系统而言，式中9.81×104h+PD+ΔP以及补水流量Gx已知，由图4箭头所示找出Hb，进而算出ΔHb之值，该值不大（过大耗电），该泵即可作为补水泵。补水管实长一般已知，且可视为等径，其局部阻力系数也可查出（高等教育《供热工程》第二版第334页。）ΔHb相当于前述的ΔPD，查图2可选出补水管管径。实际情形并非像所需那样吻合，为了调节方便，建议在补水泵出水管上设手动调节阀。 
6、工程实例 
某医院热水供暖系统，供热面积10万平方米，多年来次数不断地补水崩片。1998年用前述方法进行了改造。根据系统能承受的补水点压差、补水流量和膨胀管实长及局部阻力系数，用图2初估，膨胀管管径在DN50与DN70之间，选取DN70；原流进定压点的设计工况流量远小于膨胀水箱要求的进水量；因资金有限，原补水泵虽然偏大但未换。改进后进行了小区测试对比：未改造前，补水15min,压力（限于条件，测的是供水总管上的压力）升至4.5×105Pa,水箱还未水，司炉人员只好停补水泵，因超过4.5×105Pa后极可能崩片；改造后，在同样情况下补水，补水5min后，水箱满水，而上述压力只达3.5×105Pa。我们还对该区有的系统也进行了相应的改造，均收到了预期效果，即使水箱水满外溢，也不崩片了。