鍋爐房循環(huán)水泵的選擇

2008年第6期節能(總第311期)ENERGY CONSERVATION鍋爐房循環(huán)水泵的選擇楊華,聶勇,繆興沖,耿春生(新疆時(shí)代石油工程有限公司,新疆克拉瑪依834000)摘要:克拉瑪依市某鍋爐房由于設備選型不合適和運行管理等方面的原因,循環(huán)水泵普遍存在著(zhù)“大馬拉小車(chē)”現象造成工程投資和運行費用的嚴重浪費。針對區域鍋爐房供熱系統中循環(huán)水泵選型的問(wèn)題進(jìn)行討論與總結,并提出一些建議。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;選型;揚程;能耗;建議中圖分類(lèi)號:TK414.2*11文獻標識碼:B 文編號:1004- 7948(2008)06- 0043-03引言后供熱半徑達到2.5km,供熱能力138MW,最終可根據國家城市建筑氣候分區規定,克拉瑪依市帶供熱面積124萬(wàn)m2。屬于嚴寒地區A區,因此集中供熱系統是該地區公前進(jìn)鍋爐房現有循環(huán)水泵3臺,型號為用基礎建設中- -項必不可少的設施。目前，克拉瑪KQWR300 - 525,其參數為設計流量G = 910m2'Ah,依市區冬季建筑采暖以區域鍋爐房供熱為主,截止揚程H= 73mH2O,功率N = 250kW ,并為二期預留2006年底,市區已擁有區域鍋爐房20座,鍋爐設備1臺位置。97臺,裝機總容量929.8MW,熱力站21座,供熱面循環(huán)水泵的運行與鍋爐運行相匹配，鍋爐房運積達752.8萬(wàn)m2。隨著(zhù)城市房地產(chǎn)的迅猛發(fā)展,城行的供回水溫度與室外日平均溫度有關(guān)鍋爐運行市供熱面積迅速增加,近幾年,市區先后建設了幾座供熱溫度根據室外溫度進(jìn)行調節和控制(見(jiàn)表1)。大型鍋爐房。前進(jìn)鍋爐房單臺設計容量46MW,是供熱初期供熱負荷較小，鍋爐房啟動(dòng)1臺鍋爐，較大的鍋爐房,2005年正式投人使用，為該供熱區運行1臺循環(huán)水泵;隨著(zhù)室外溫度的降低,供熱負荷域內的城市建設提供了熱源保障。逐漸增大,運行2臺鍋爐和2臺循環(huán)水泵。1前進(jìn)鍋爐房循環(huán)水泵現狀表1鍋爐房供熱溫度衰前進(jìn)鍋爐房位于克拉瑪依市區東北方向,鍋爐室外日平均溫度心C 5 0 -4 -8 -12 -16 -20 -24房設計規模為3x 46MW熱水鍋爐，供水溫度130C,回水溫度80C。- -期為2臺46MW熱水鍋鍋爐房供水溫度心C59 72 82 92 102 111 121 130爐,于2005年建成投產(chǎn),供熱半徑1.8km,供熱面積鍋爐房回水溫度心43 s0 56 61 66 71 758093萬(wàn)m2。鍋爐房二期擴建1臺46 MW鍋爐,擴建性,收取水資源費就理所當然。由于中水利用的成使用地表水的水資源費等限制性措施。本在0.124~0.264元/m永之間,在目前暫不收取5結語(yǔ)中水使用費的情況下企業(yè)尚可使用,中水水費的定就一般設計而言,大型發(fā)電機組冷卻水大都以?xún)r(jià)將直接影響用水企業(yè)的積極性。地表水或地下水作為補充水源，如果污水處理中水(3)地表水水資源費收費太低。應用在大型發(fā)電機組的設計中,節水效益將十分可目前徐州市地表水水資源使用費為0.29元/觀(guān)。 如果再采取合適的技術(shù)政策激勵政策對中水m3 ,南水北調工程實(shí)施后,只有大幅度提高地表水的工業(yè)化規模應用將會(huì )起到推動(dòng)作用,將更加加快的取水收費標準才可促進(jìn)中水的工業(yè)化利用?！笆晃濉逼陂g節能目標的實(shí)現。(4)制定中水回用規劃。對一定區域范圍內的中水利用要出臺相關(guān)規劃作者簡(jiǎn)介:魏林清(1967- ),男，江蘇徐州人,大學(xué),工程師，和技術(shù)政策,并保證規劃的實(shí)施,對規劃或審批時(shí)要主要從事發(fā)電廠(chǎng)的水處理及環(huán)保節能的技術(shù)管理工作。求利用中水的企業(yè),若在實(shí)際中不使用,應該提高其收稿日期:2008-01 - 23;修回日期:2008 -04- 08節能2008年第6期一44一ENERGY CONSERVATION(總第311期)2循環(huán)水泵在運行中存在的問(wèn)題及分析正常工作,電機電流超載,泉震動(dòng)劇烈。經(jīng)調查循環(huán)2.1循環(huán)水泵技術(shù)參數的選取水泵的設計參數與實(shí)際情況存在偏差,具體參數如(1)揚程。表2所示。循環(huán)水泵揚程H包括鍋爐房自身消耗最不利表2循環(huán)水泵設計選型參數與實(shí)際運行具體參數表供熱管網(wǎng)和最遠端熱力站阻力三部分。其中，鍋爐名稱(chēng)設計取值實(shí)際運 行值備注.房自身消耗包括鍋爐阻力和除污器阻力等。各阻力/mH.O/mHO值計算如下。鍋爐阻力155在設計之初,鍋爐阻力根據<工業(yè)鍋爐房設計手除污器阻力實(shí)際運行值- 一次管網(wǎng)阻力33.16冊》中推薦的經(jīng)驗值,取15mH2O;除污器阻力取經(jīng)由鍋爐房提供換熱站阻力10驗值5mH2O;一次管網(wǎng)阻力選取最不利環(huán)路計算，富裕量3根據規劃熱力管網(wǎng)最長(cháng)距離2.5km,經(jīng)濟比摩阻取合計66.1643.650Pa/m,局部阻力系數1.3,計算得33. 16mH2O;熱循環(huán)水泵揚程7348考慮10%的安全量力站阻力取經(jīng)驗值10mH2O;富裕量取經(jīng)驗值3~由以上數據可以看出，鍋爐阻力、換熱器阻力和5mH2O。熱網(wǎng)阻力的設計取值遠大于實(shí)際運行值導致設計揚程=鍋爐阻力+除污器阻力+管網(wǎng)阻力+換循環(huán)水泵揚程偏高。產(chǎn)生問(wèn)題的主要原因是:由于熱器阻力+富裕量,即:該供熱區域內建筑的供熱需求迫在眉睫,在設計之H=15+5+ 33.16+ 10+ 3= 66.16mH2O初，各設備的選擇是按照鍋爐房最終建設規模選取，考慮10%的安全量,故揚程選取73mH2O。由于沒(méi)有鍋爐水力計算書(shū),循環(huán)水泵的揚程是按照(2)流量。滿(mǎn)足可能出現的最大參數工況原則選擇的,鍋爐與按照運行方式,1臺鍋爐配1臺循環(huán)水泵，所以流換熱器的阻力遠遠小于所購設備的實(shí)際阻力,特別量按單臺鍋爐出力計算,單臺鍋爐理論循環(huán)水流量:是初期供熱管網(wǎng)實(shí)際長(cháng)度是規劃長(cháng)度的2/5,同時(shí)G' =Q/[0.278x(ig"-ig')]供熱的熱負荷小、流量小.管網(wǎng)阻力小，由此造成設=46X 1000/[0.278x (546.39- 335)] =計揚程值遠大于實(shí)際需求值,從而導致循環(huán)水泵運782.76t/h行時(shí)偏離設計工況點(diǎn)，造成循環(huán)水泵無(wú)法正常運行，式中:Q-單臺鍋爐供熱量，MW;ig"、ig'-鍋爐時(shí)常超電流,實(shí)際運行效率也維持在較低水平。進(jìn)出熱水的焓, kJAkg。2.3循環(huán)水泵的性能曲線(xiàn)和管路特性曲線(xiàn)分析水在105C下的比容為1.047m2/t,因此,G=KQWR300-525型循環(huán)水泵的性能曲線(xiàn)和設782. 76X 1.047 = 820m2Ah。計管路及實(shí)際運行管路特性曲線(xiàn)如圖1所示?？紤]10%的安全量,故流量為902m2/h,循環(huán)水泵流量選取為910m2/h。值移后的實(shí)際工祝點(diǎn)的01360m'h H-48aH,(3)電動(dòng)機功率。水泵所需的軸功率:No = yGH/η=9.807x (910+ 3600)x 73/0.78= 229kW式中:r一水的容重,kN/m'。電動(dòng)機功率:N=KX No/7m= 1.07x 229/0.98= 250kW00 400 600 800910 1000 12001360式中:K-電動(dòng)機容量安全系數,當No> 100kW流量Q/m’.b*時(shí),K=1.07;圈1循環(huán)水泵性能曲線(xiàn)和設計管路及實(shí)際n-水泵效率,按樣本采用為78%;運行管路特性曲線(xiàn)ηm--水泵傳動(dòng)的機械效率，聯(lián)軸器傳動(dòng)時(shí)，圖1中,0A是設計選型時(shí)的理論特性曲線(xiàn),該7m=0.98。曲線(xiàn)與水泵Q- H性能曲線(xiàn)交于A(yíng)點(diǎn),A點(diǎn)即是2.2運行中存在的問(wèn)題水泵在管道上的工況點(diǎn),效率達到峰值為78% ,因鍋爐房經(jīng)過(guò)一-個(gè)采暖期的運行循環(huán)水泵不能此循環(huán)水泵的設計選型是合適的。2008年第6期節(總第311期)ENERGY CONSERVATION一45-.。但是,在進(jìn)行循環(huán)水泵選型計算時(shí),由于- -次供(3)根據供熱負荷變化需求合理配置循環(huán)水泵。熱管網(wǎng)按最終規模設計，而一期實(shí)際運行熱水流量由于循環(huán)水泵的投資遠遠小于運行能耗的損及供熱半徑均小于設計值,故造成一次供熱管網(wǎng)阻失,從長(cháng)遠角度和工程投資看,當供熱區域內的負荷力偏小，又由于鍋爐房阻力及換熱站阻力取值大于在3~5年增加較少,或者鍋爐房- -期投產(chǎn)時(shí)間與二實(shí)際值,故實(shí)際運行時(shí)由A點(diǎn)偏移到B點(diǎn)。B點(diǎn)揚期建設規模相距甚遠時(shí)，循環(huán)水泵應當以滿(mǎn)足現有程為48mH2O,流量為1360m2/h, 循環(huán)水泵的工作熱負荷及現有熱力管網(wǎng)為基礎進(jìn)行選型,待二期建效率偏離了高效區。由此造成了大流量,小溫差的設時(shí),再改換與之匹配的循環(huán)水泵;反之,宜按最終運行方式,增加了鍋爐房的運行能耗,使供熱系統處規模選取。于不穩定的工作狀態(tài),對供熱系統的正常運行極為(4)從節約工程投資方面進(jìn)行設備選型。不利。國外的某項統計資料表明:設計階段節約投資2.4揚程過(guò)大對鍋爐房運行的影響的可能性約為88%,而施工中節約投資的可能性?xún)H通過(guò)以上分析可以得出:循環(huán)水泵揚程過(guò)大,給為12%。所以,一定要加強設計階段管理,做好設鍋爐房的電能消耗、安全運行帶來(lái)了不良后果,甚至計工作,從而有效地控制工程的投資。在滿(mǎn)足工程導致循環(huán)水泵無(wú)法正常運行,歸納有三點(diǎn)。需要的前提下,盡可能降低工程成本,樹(shù)立良好的經(jīng)(1)電耗大。濟意識，重視項目的投資效果,采用經(jīng)濟合理的方案-是由于循環(huán)水泵揚程偏大,輸出揚程不能被進(jìn)行設備選型,既能滿(mǎn)足供熱需求,又能降低工程造系統完全消耗，偏離Q- η曲線(xiàn)高效率范圍，最終價(jià),體現經(jīng)濟性和合理性。導致流量增大,電機消耗功率增多,致使電機超電(5)在滿(mǎn)足工藝和系統要求的前提下,將節能貫流超負載運行。二是為防止電機超電流運行,以確穿始終。保循環(huán)水泵安全運行,減小泵出口閥門(mén)開(kāi)度,增大管在1996年頒布的《民用建筑節能設計標準>(采道阻力。暖居住建筑部分JGJ26 - 95)中規定,將采暖能耗從(2)運行狀況不穩定。當地1980~ 1981年住宅通用設計的基礎上節能由于循環(huán)水泵在低效率區運行,循環(huán)水泵的電50% ,其中需由供熱系統承擔20%。采用切實(shí)可行機負荷急劇增大,使電機過(guò)熱,易損壞電機。為了保的節能技術(shù),實(shí)現經(jīng)濟科學(xué)的運行模式勢在必行。護設備的安全運行,電流起跳裝置時(shí)常強行跳閘,從而目前全國大部分地區電力供應緊張,煤炭的價(jià)格居高不下,要提高供熱系統的綜合效益,必須降低供而影響了系統的正常運行。熱系統設備的耗電量。因此,在選擇循環(huán)水泵時(shí),要(3)閥門(mén)易損壞。循環(huán)水泵采取減小閥門(mén)開(kāi)度來(lái)維持系統的運充分考慮節能因素,使循環(huán)水泵在高效率區運行。行,通過(guò)循環(huán)水泵的出口閥截流降壓,致使流相在很在選擇循環(huán)水泵時(shí),將上述幾點(diǎn)有機地聯(lián)系在短的距離內發(fā)生急劇的變化，導致管線(xiàn)震動(dòng)加劇，由-起,加強同用戶(hù)的協(xié)作,綜合考慮鍋爐房各設備廠(chǎng)于系統的壓力消耗過(guò)于集中在循環(huán)水泵出口的閥門(mén)家在公司規模產(chǎn)品質(zhì)量、性能特點(diǎn)和售后服務(wù)等方面的情況，核實(shí)廠(chǎng)家提供的設備參數,根據不同時(shí)期上,致使閥門(mén)容易損壞。的建設規模,合理配置設備臺數和參數,在滿(mǎn)足系統3對循環(huán)水泵選擇的幾點(diǎn)建議工況的前提下,從節能、工程投資等角度出發(fā),選出(1)不要過(guò)分依賴(lài)于經(jīng)驗值。在計算鍋爐房自身消耗的阻力時(shí)，設計人員應節能高效的循環(huán)水泵。同設備廠(chǎng)家積極溝通,搜集鍋爐和換熱器等設備的參考文獻相關(guān)技術(shù)資料,準確選取鍋爐和換熱器的阻力參數。[1]鍋爐 房實(shí)用設計手冊編寫(xiě)組.鍋爐房實(shí)用設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.在此基礎上,進(jìn)行認真細致的水力計算,不宜只考慮[2]航天工業(yè) 部第七設計研究院.工業(yè)鍋爐房設計手冊《鍋爐房設計手冊》中推薦的經(jīng)驗值估算系統阻力。[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1986.(2)利用水泵特性曲線(xiàn)為選型提供依據。[3]哈爾濱建 筑工程學(xué)院、西安冶金建筑學(xué)院、天津大學(xué)、為了避免設計時(shí)的盲目性,使供熱系統與循環(huán)太原工業(yè)大學(xué).供熱工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1980.水泵合理匹配，保證系統高效安全可靠運行,利用水作者簡(jiǎn)介:楊華( 1981 - ),女,陜西成陽(yáng)人,本科,助理工程泵特性曲線(xiàn)與管網(wǎng)特性曲線(xiàn).獲取循環(huán)水泵實(shí)際運師，專(zhuān)業(yè)方向:供熱暖通。行的工況,為合理選擇循環(huán)水泵提供依據。收稿日期:2007- 12-28;修回日期:2008-04-08