一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵的水循環(huán)系統初探

區域供熱2012.3 期，一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵的水循環(huán)系統初探無(wú)錫市無(wú)雙水泵有限公司薛銘中國石油天然氣管道局丁 亦如[摘 要]一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵是由一級泵加不用變頻器調控的大、中、小水泵組成的二級泵,按熱負荷變化的需求分別工頻運行。通過(guò)其大、中、小二級泵的三檔“量”調節,同時(shí)、同步結合熱源的“質(zhì)”調節，可獲得與現有變頻二級泵同樣的效果,且性?xún)r(jià)比高。[關(guān)鍵詞]一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵三檔(或三級)“量”調節 熱源的“質(zhì)"調節近五年來(lái)- -次網(wǎng)二級泵(或稱(chēng)分布變頻站的二級泵總投資也不過(guò)約40萬(wàn)元,若減去水泵一下同)循環(huán)水系統技術(shù)在全國各地的原傳統一次水大泵的投資20萬(wàn)元，折合約供熱單位相繼推廣和應用，已獲得了全國0.2元/m2，最多比原來(lái)多投資20萬(wàn)元即每供熱行業(yè)的普遍認同，當前正處在迅速推站凈增投資1萬(wàn)元。但是變頻器和自控投廣和大發(fā)展的時(shí)期。盡管這項技術(shù)在一次資每個(gè)換熱站平均在6萬(wàn)元以上,如果仍.網(wǎng)的水平衡調節、節能減排、節省供熱運行按20個(gè)換熱站計算，總投資約在120萬(wàn)元，成本的同時(shí)大幅度地提升了供熱質(zhì)量和效折合約0.6元/每平米。是一級和二級泵總投果，但是在各供熱單位多年來(lái)的實(shí)踐中也暴資的2倍多。露出了一些有待研究和改進(jìn)的問(wèn)題，簡(jiǎn)述如2.高次諧波的電污染和低頻運行的后果下眾所周知水泵電機采用變頻無(wú)極調節有1.分布變頻泵投資偏大節電的正面，但同時(shí)客觀(guān)上也存在高次諧波改造投資主要是由水泵、變頻器和自動(dòng)對電網(wǎng)產(chǎn)生電污染的負面。另外由于所設置控制三部分組成。其中水泵比原傳統的熱源的各站二級泵的參數都是按最高熱負荷計算站內一次網(wǎng)循環(huán)大泵的總投資增加并不多，并留一定富余量， 而實(shí)際運行中供熱負荷在因為原熱源站內傳統的- -次網(wǎng)循環(huán)水泵大多整個(gè)供熱時(shí)期的變化較大，其中較長(cháng)時(shí)段處是幾百千瓦的大泵，而一-次網(wǎng)二級泵系統中在中、小負荷運行,這一情形使得二級泵在較的熱源站內一-次網(wǎng)一級循環(huán)水泵僅只有原大長(cháng)的時(shí)段中實(shí)際調節頻率大都在30Hz以下，泵的20~25%電機功率,原大泵需幾十萬(wàn)元的有的甚至在20Hz以下,因為二級泵電機大多投資可降為僅幾萬(wàn)元的一-級泵投資，可省約不是變頻專(zhuān)用電機而只是普通電機，其技術(shù)3/5原大泵投資。而各換熱站中增加的2臺一標準規定降頻不得低于36Hz,若過(guò)低對電機次網(wǎng)二級泵都是小型水泵，每-一個(gè)站的投資絕緣等損 傷極大。同時(shí)由于二級泵調節頻率平均約2萬(wàn)元。按200萬(wàn)平方米有20個(gè)換熱過(guò)低 ,其降速也過(guò)大,這時(shí)水泵的實(shí)際工況效.-44-區域供熱2012.3 期率隨之大幅度降低約10~-20% ，此時(shí)水泵電機由熱源站在50~40C或55~45C供回水溫差的功率因素也極低,可見(jiàn)在這狀況下,二級水范圍之間操控的無(wú)臺階“質(zhì)”調節,同樣可獲泵在降頻節電的同時(shí)也在浪費用電并污染電得各熱用戶(hù)的熱負荷需求。網(wǎng)和損傷電機本身。3.4.4熱源一 次網(wǎng)供回溫差“質(zhì)”調范圍3..-次網(wǎng)“1+3"循環(huán)水泵的水循環(huán)系統在50~40C或55~45C,由熱源站和一級泵的3.1--次網(wǎng)“1+3"循環(huán)水泵的水循環(huán)系調控得以實(shí)現。而各換熱站大、中、小二級泵統是與現有的一次網(wǎng)二級泵系統異曲同工的的流量定位和對應的需用揚程定位，均按照一次網(wǎng)二級泵系統，只是二級泵不采用變頻以上二種品位和“質(zhì)”調范圍確定的一次水的器作無(wú)極調節。單耗(L/m2) ,分別以高寒地區為1 0.8.0.64和3.2 所謂一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵的含意中寒地區為0.9.0.72 .0.58各三種來(lái)計算、設為:1是指現有一級泵,3是指大、中、小三種置、選型各自相應水力性能的二級水泵。這二級泵。顧名思義就是由現有一級泵加三種大、中、小三種不同性能的二級水泵,實(shí)際上不用變頻器的二級泵組成的又- -種新的一次類(lèi) 似現有二級泵調頻為:50.40 、32Hz三種頻網(wǎng)二級泵水循環(huán)系統。率下運行的水力性能。但是大、中、小三種水3.3本文系統的一級泵 與現有二級泵技泵都是工頻同步轉速運行的定量水泵,其效術(shù)中的一級泵完全一樣，而將現有二級泵技率高沒(méi)有變頻的自耗電能和電污染等,故綜術(shù)中的各站一種二級泵由變頻無(wú)級調節改成合效能好于采用變頻的水泵。更無(wú)變頻器和大、中、小三種二級泵按熱負荷變化需求手動(dòng)原有自控系統的投資，可使各換熱站至少減或自控分別實(shí)施大、中、小三檔(三級)調節,少約4萬(wàn)元以上的投資，也就是在原有投資實(shí)際效果不遜于現有二級泵，而綜合性?xún)r(jià)比每平米0.6元可降為0.2元。故就可使整個(gè)二尚優(yōu)于現有二級泵。級泵系統的投資節省三分之二。3.4運行機理和可行性(見(jiàn)圖一)3.4.5從以 上介紹可知大、中、小三種二3.4.1本文系統“1+3"中的一級泵 的設級泵按兩類(lèi)地區分別為1 .0.8 .0.64和0.9.計和選型與現有二級泵系統中的一級泵一0.72、0.58的三檔定量- -次網(wǎng)設置，其可獲對致,按熱源站內鍋爐的額定水量和內網(wǎng)阻力應的水泵揚程為:1.0.64 、0.41和水泵電功率設置一級泵，對其亦可適度進(jìn)行變頻調控或為1.0.5 .0.26(見(jiàn)表- - )也就是中泵是大泵0.8工頻定量循環(huán)運行，參與鍋爐按總熱負荷的的流量.0.64的揚程和0.5的電功率;小泵是變化需求實(shí)施“質(zhì)”調節。大泵0.64的流量.0.41的揚程和0.26的電功3.4.2本文 系統“1+3”中的3種二級泵，率?？梢?jiàn)雖然沒(méi)有采用變頻無(wú)級調節那么精由各換熱站的熱負荷的不同變化需求，即以細和無(wú)臺階,但高次諧波的電污染沒(méi)有了,低.各站中換熱器二次網(wǎng)出口溫度的設定標準作頻運行對電機的損害消除了，而且泵的工作為溫控點(diǎn)來(lái)實(shí)施手動(dòng)或自動(dòng)控制大、中、小三點(diǎn)可長(cháng)期處在高效點(diǎn)運行，這對節電和確保種二級泵其中一臺的開(kāi)啟并同時(shí)另一臺的關(guān)設備可靠運行提供了安全保證。閉。按各自換熱站的二次網(wǎng)的熱負荷變化需4.結束語(yǔ)求開(kāi)啟其中- -臺(大、中、小)二級泵以實(shí)現一一次網(wǎng)“1+3"循環(huán)水泵的水循環(huán)系統,是次熱源水的“量”調節。實(shí)踐中的新生事物，這種二級泵系統比分3.4.3由大、中、小二級泵按需實(shí)施的三布變頻泵系統可節省投資近2/3，且工藝檔(三級)一次網(wǎng)的“量”調節,雖沒(méi)有現有變簡(jiǎn)單、運行可靠、不設備用泵,值得同行們參頻二級泵無(wú)級調節那么精細和無(wú)臺階，但另考。-45 -區域供熱2012.3 期文熱源熱交換器小二級泵H[除行泰]-比-←注:大、中、小三種二級泵均為工頻運行,由現場(chǎng)或遠程手動(dòng)控制,亦可以各站熱交換器的二次水出口溫度為標準溫控點(diǎn)實(shí)施自動(dòng)控制按需分別開(kāi)啟或關(guān)閉大.中、小其中各- 臺水泵。一次網(wǎng)“1+3”循環(huán)水泵的水循環(huán)系統示意圖(圖- -)不用變頻器調節的大、中、小二級泵應用案{表一) .(以供12萬(wàn)m2換熱站為例)一、在東北、內蒙、新疆等高寒地區:一次水單耗熱源一次水調挖溫差序號二級泵水泵性能參數及選型(Lm2)與每平米可獲熱負荷Q=120m'h, H=20m,N=4-11kW50- 4055-45C1大(100-80-280,Q=120m/h,H=23m)58.14-46.51W63.95-52.33WQ= 96m2/h,H=12.8m,N=4~55kW50~40C .55- 45C2中).8(100-80-235 ,Q=80120m'h,H=16-11.5m)46.51-37.21W51.16-41.86WQ=76.8m'h,H=8.19m,N=4~3kW50-40C3小0.64(100- 80-169 ,Q=75m'/h,H=10m)37.21- 29.77W40.93-33.49W二、在北京、天津等中寒地區:熱源一次水調控溫差號二級泵Q=108m'h ,H=16.2m,N=4~7.5kW0.9(100- -80 -260,Q=120m/h, H=16m)52.33-41.86W57.56- 47.10wQ=86.4m?h,H=10.37m,N=4 4kW50- 40C5-45C0.72(125- -100 -200,Q=85m/h, H=l2m)41.86-33.49W46.04-37.68WQ=69.6m2/h,H=6.73m,N=4-2.2kW0.58(100- 80-155.Q=75m'h .H=7.5m)33.72-26.98W37.09-30.35W-46-