熱水供暖系統中循環(huán)水泵的選擇和使用

區域供熱2004.5 期熱水供暖系統中循環(huán)水泵的選擇和使用中國石油天然氣管道局丁亦如王琳天津武清開(kāi)發(fā)區熱力公司李富國鞍山市熱力設計研究院有限責任公司李親摘要: 本文就循環(huán)水泵的選擇原則、參數確定和選擇中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析,指出泵的特性與熱網(wǎng)特性不相匹配的原因和解決的方法。對并聯(lián)泵的效果和管路聯(lián)接方式進(jìn)行了分析計算后,提出一些建設性意見(jiàn)和建議。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵并聯(lián)管路聯(lián)接1前言等。在排除循環(huán)水泵因制造原因而達不到實(shí)由熱源設備、熱網(wǎng)和室內采暖系統組成際參數不可預見(jiàn)外，我們應根據供曖系統提:的熱水供暖系統是-個(gè)系統工程、 -個(gè)整體,供的參數，合理選擇適用本系統的循環(huán)水泵忽略任何一部分都會(huì )嚴重影響系統的供暖效的型號和參數,最大可能地滿(mǎn)足系統要求。果。循環(huán)水泵是聯(lián)接熱源、熱網(wǎng)和室內采暖系2循環(huán)水泵的選擇統的樞紐設備,通過(guò)它把溫暖送給千家萬(wàn)戶(hù)，2.1選擇的原則所以，循環(huán)水泵的性能和參數的合理性,就顯循環(huán)水泵在供暖系統中所占比例，無(wú)論得格外重要。因此合理選擇和正確安裝使用是容量還是設備數量都是很大的，運行中的循環(huán)水泵，是取得較為滿(mǎn)意的供暖效果的關(guān)問(wèn)題也比較多。因此,正確選擇、合理使用和鍵。作者在近幾年的實(shí)踐中,遇到因循環(huán)水泵管理，確保正常供暖和提高經(jīng)濟效益是十分選擇和使用不當而影響供暖效果的現象有以重要的。選擇的原則是:設備在系統中能夠安下幾種:①循環(huán)水泵出口端的閥門(mén)不能百分全、高效、經(jīng)濟地運行。選擇的內容主要是確之百打開(kāi)，只能按電動(dòng)機的允許額定電流控定它的型式、臺數、規格、轉速以及與之配套制閥門(mén)的開(kāi)度，否則會(huì )引起電動(dòng)機的實(shí)際運的電動(dòng)機功率。行電流超過(guò)其允許的額定電流而燒壞電動(dòng)選擇時(shí)應具體考慮以下幾個(gè)原則:①所機。②循環(huán)水泵的使用往往不是一臺,而是二選的循環(huán)泵應滿(mǎn)足系統中所需的最大流量和臺、三臺、多臺并聯(lián)使用，更有七臺泵同時(shí)并揚程 ,同時(shí)要使循環(huán)水泵的最佳工況點(diǎn)，盡可聯(lián)使用的先例,而且多臺并聯(lián)使用，有的是同能接近 系統實(shí)際的工作點(diǎn)，且能長(cháng)期在高效型號、同性能，也有型號不同、性能也不相區' 中國煤化工長(cháng)期運行的經(jīng)濟同。①管道系統與泵的聯(lián)接方式各異,不在同性:THCNMH G上積小、重量輕效一位置、不在同一平面，造成系統不順、阻力率柏劉比牧尚的傭邛小承。①力求運行時(shí)安增加。④循環(huán)水泵的出力達不到設計參數全可靠、平穩、振動(dòng)小、噪音低、抗汽蝕性能- 28-區域供熱2004.5 期，好。④選擇適用于流量變化大而揚程變化不吸臥式離心泵、直聯(lián)單級單吸臥式離心泵、軸大的水泵，即G- -H 特性曲線(xiàn)趨于平坦的水開(kāi)式單級雙吸臥式離心泵和單級雙吸中開(kāi)蝸殼式離心泵等。2.2循 環(huán)水泵的參數選擇步驟:2.2.1流①根據設計熱負荷計算流①原有計算的流量和揚程可不再進(jìn)行附量;②根據室內采暖系統形式,在沒(méi)有任何調加。節手段時(shí)，計算因重力或溫降引起的垂直失②在已定的水泵系列表中找某- - 型號的調，并由此能克服或基本上克服這種垂直失泵,查找的流量和揚程與“水泵性能表”列出調所需的最佳流量值;③根據室內采暖系統的代表性(一般為中間- -行)的流量和揚程一形式，在具備有調節功能手段且行為節能意致, 或者雖不- -致，但在上下兩行工作范圍識尚未具備時(shí),可暫按②條確定流量。待行為內。如果有兩種以上型號的泵都能滿(mǎn)足要求，節能意識到位或基本上到位后，屆時(shí)再采用那就要權衡分析,通常應選其中比轉速(n)較調速泵的調節實(shí)現節能,為時(shí)不晚。高的、結構尺小重量輕的泵。n。 的計算公必須指出，最佳循環(huán)流量值的概念不是式為:“大流量”，而是建立在目前的室內系統尚不單級單吸離心泵:n,=3.65 VG具備調節手段的前提下，把垂直失調率控制H74在15%以?xún)?，層間室內溫度的差值控制在單級雙吸離心泵:n,=3.65 yG/20.2-0.4C之間的最小流量值。H/42.2.2揚程①確定熱源設備系統或換式中:n-轉速,轉/分;熱設備系統的阻力:鍋爐房系統應控制在G -體積流量;m2/秒;1SmH2O以?xún)?，換熱設備系統應控制在H-揚程,米。10mH20以?xún)?。②熱力管網(wǎng)的最不利環(huán)路阻③具體選定了泵的型號后，要檢查泵在力，主干線(xiàn)按經(jīng)濟比摩阻30. 70pa/ m進(jìn)行計該系統中運行時(shí)的工作情況，觀(guān)察它的流量算,局部阻力可考慮1.15- -1. 20的附加。③和揚程變化范圍,是否處在高效區內工作。如室內系統的阻力:-般為2- 3 mH20,水平單果運行工況點(diǎn)偏離高效區很遠，則說(shuō)明泵在管串聯(lián)在八組以上和共用立管分戶(hù)控制系統該系統中工作經(jīng)濟性差,最好另行選擇。.應考慮3- -5mH2O。 ④系統富裕壓力- -般為2.4循環(huán)水 泵特性與熱網(wǎng)特性的匹配3- -5mH20。循環(huán)水泵的工作特性曲線(xiàn)能否與熱網(wǎng)特2.2.3熱水供暖系統的介質(zhì)溫度和工性曲線(xiàn)相交在設計點(diǎn)上是很重要的,實(shí)踐中，作壓力,應根據設計計算而定,而不是鍋爐的常出現熱網(wǎng)特性曲線(xiàn)右移，表現在泵出口端額定溫度和壓力。的閥門(mén)不能全開(kāi)，促使出口端的閥門(mén)長(cháng)期處為獲得_上述參數，新建供暖系統可通過(guò)在節流狀態(tài),水流不斷沖刷閥芯，一旦閥芯被計算求得,對擴建和改建的供暖系統,最好是沖刷變形,輕者失去關(guān)斷功能，重者會(huì )失去節對系統管路進(jìn)行實(shí)際地測定，最后用理論計流作用,致使電機被過(guò)流燒壞,釀成事故。再算校核,這樣比較可靠。說(shuō)，水泵出口端的閥門(mén)主要作用是關(guān)閉，不允2.3選擇方法許長(cháng)|中國煤化工成這種狀況的原利用“水泵性能表”選擇水泵，目前市場(chǎng)因,HcNMHG過(guò)大的估算管網(wǎng)水泵型號、品種繁多，適合于供暖系統的水泵阻力,而不是進(jìn)行系統的計算。②新建管網(wǎng)按有單級單吸或單級雙吸立式管道泵、單級單規劃負荷計算阻力，而實(shí)際運行負荷差距很-29-區域供熱2004.5 期大。③原有舊管網(wǎng)的管徑比正常偏大,或利用好的水泵，其連續運行時(shí)數均在10000小時(shí)二次網(wǎng)的管道改做- - 次管網(wǎng)使用。④水泵配以上,且安全可靠。用電機功率偏小，市場(chǎng)經(jīng)濟后,廠(chǎng)家只按泵的2.5.2 直聯(lián)單級單吸離心泵, 適宜選用最高效率點(diǎn)的流量值配用電機功率。功率在200kw以下為好，流量在400m'/h以為達到目的，針對上述的情況，采用以下上時(shí)，應選用雙渦室果殼水泵,因為它可以很四種措施組織實(shí)施:好地消除葉輪在泵殼中工作的徑向力，提高①換水泵:重新選擇循環(huán)水泵,滿(mǎn)足熱網(wǎng)泵組的使用可靠性和壽命，同時(shí)可以降低因所需流量和揚程的需要。大流量而引起的噪聲，該泵體積小、重量輕、②換電動(dòng)機，更換比原功率大- -級的電效率高、不需設地腳螺栓，在同型號水泵中，動(dòng)機，如原為90kw的電動(dòng)機可更換為110kw推 薦SB(R)- -ZL 型系列水泵?；?32kw的電動(dòng)機。2.5.3流量在 800m2/h以上時(shí)，宜選③改變運行方式:如果原來(lái)系統配備的用軸開(kāi)式或中開(kāi)式單級雙吸離心泵，特別是循環(huán)水泵是一開(kāi)- -備或二開(kāi)一- 備，則應將備流量大于1200m'/h、 揚程大于50 mH20的用泵開(kāi)起來(lái),就有可能滿(mǎn)足系統要求。泵,應選用單級雙吸離心泵為好。因為雙吸泵④切削葉輪:切削葉輪直徑后的水泵特在同比轉速時(shí)的效率比單吸泵高出4-- 6%，性曲線(xiàn)與熱網(wǎng)特性曲線(xiàn)應盡可能匹配。葉輪并且運行平穩。軸開(kāi)式單級雙吸離心泵,推薦允許切削量為15- -20%,即(D.一D2)/D\=SBR型系列水泵，中開(kāi)式單級雙吸離心泵和0.15--0.20，當葉輪外徑切削到0.9D1范圍.中開(kāi)式大容量單級雙吸離心泵，推薦SL0(w)內，泵的效率幾乎不變，當切削葉輪直徑至系列和0mega系列水泵。0.8- 0.9D.時(shí),泵的效率下降1%左右。葉輪2.5.4 立式單級單吸管道泵和BA系切削后泵的性能按下式計算:列單級單吸泵，宜在功率45kw以下選用，由G2=G●D2/D1于泵的效率相對比較低，經(jīng)濟性差，宜慎選H2 = H,(D2/D)2用。N2= N,(D2/D.)32.5.5選 用機械密封水泵,因為機械密式中: D、D2- -分別為葉輪切削前、后的葉輪封 比填料密封的密封性能好,泄漏量少,軸與直徑( mm); .軸套不易損壞。機械密封的機械損失功率較G、H、N2-分別為葉輪直徑切削前泵的小，約為填料密封的10--15% ,所以近幾年，流量(m'/h)、揚程(m)和功機械密封被廣泛使用在離心式水泵上。率(kw);2.5.6循環(huán)水 泵的揚程必須認真計算,Gr.H2、N2-分別為葉輪直徑切削后泵的決不是越大越好，揚程偏高不僅軸功率急劇增加，浪費電能,重要的是泵的特性曲線(xiàn)與熱率(kw)。網(wǎng)特性曲線(xiàn)不能匹配,嚴重影響供暖效果,但上述四項措施，最可取的方法就是切削這種現象在行業(yè)中時(shí)有發(fā)生,望引以為戒。葉輪，促使水泵特性曲線(xiàn)與熱網(wǎng)特性曲線(xiàn)相3循環(huán)水泵的并聯(lián)效果匹配。這樣可以既經(jīng)濟又快捷的滿(mǎn)足供暖系3.1同性能(同型號)泵并聯(lián)統的要求。3.1.1并聯(lián)后的流量是單臺泵額定流2.5幾點(diǎn)建議中國煤化工閉循環(huán)系統中,當2.5.1 設有二臺(含二臺)以上循環(huán)水網(wǎng)YHCNMHG1中2#線(xiàn)),即系泵的供暖系統可不設備用泵，目前市場(chǎng)上較統內管道實(shí)際阻力偏小，運行一臺泵時(shí)泵出-30-區域供熱2004.5 期口端的閥門(mén)不能全部打開(kāi),二臺泵并聯(lián)后,泵的網(wǎng)路系統中，我們推薦單臺泵運行,必要時(shí)出口端的閥門(mén)能全部打開(kāi)，此時(shí)兩臺泵并聯(lián)最多不宜超過(guò)三臺泵并聯(lián)運行。后的總流量可接近于兩臺泵額定流量的迭加3.2不同性 能泵的并聯(lián)數。如果二臺泵并聯(lián)后,泵出口端的閥門(mén)還不兩臺不同性能泵的并聯(lián)時(shí)，當網(wǎng)路特性曲能打開(kāi),須啟動(dòng)第三臺泵并聯(lián)后,泵出口端的線(xiàn)較平坦(圖1中2線(xiàn))即系統內管道的實(shí)際阻閥門(mén)才能全部打開(kāi)時(shí)，此時(shí)三臺泵并聯(lián)后的力偏小，其總流量接近于兩臺泵額定流量之總流量可接近于三臺泵額定流量的迭加數。和;當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)較陡時(shí)(圖1中3#線(xiàn)),說(shuō)3.1.2不適宜采用并聯(lián) :在供暖的特定明系統管道內實(shí)際阻力偏大，大小兩臺泵并聯(lián)密閉循環(huán)系統中,當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)較陡時(shí)(圖后,小容量的泵就沒(méi)有效果。同樣,當網(wǎng)路特性1中3#線(xiàn))，說(shuō)明系統內管道的實(shí)際阻力偏曲線(xiàn)屬正常時(shí)(圖1中1"線(xiàn)),大小兩臺泵并聯(lián)大,并聯(lián)泵的效果特別差,此時(shí)應對管網(wǎng)阻力后,小容量泵的作用也是微不足道的。進(jìn)行分析計算,找出阻力特別大的管段,采用4循環(huán)水泵與 系統的管路聯(lián)接泵串聯(lián)的方式，可有效克服該管段的阻力,改4.1水的高流速引起泵出人口管段附善供暖效果。件阻力驟增熱網(wǎng)系統中主干線(xiàn)的水流速是遵照規范H(m)要求比摩阻在30- -70Pa/m范圍內進(jìn)行計算3#的，那么水泵出人口管段的水流速應該如何. G-H控制,依據管段附件(閥門(mén)、彎頭等)的阻力與水流速平方成正比的關(guān)系，即，R=ζ●V2/B~II2g。泵的生產(chǎn)廠(chǎng)家要求把泵的出入口管段水流速控制在2~2.5m/s 最大不得超過(guò)3. 0m/s的規定,并要求在水泵的出入口段按計算的水流速配置擴散管。擴散管一般由廠(chǎng)J G(wP/h)家隨機配給,如果自行加工配置,需符合圖2要求, x角度不能太大,太大容易產(chǎn)生渦流,a圖1角度也不能太小,太小會(huì )增加阻力,因此,需1°一計算的網(wǎng)路特性曲線(xiàn)II一 水泵G- H特性曲線(xiàn)控制在7°