低溫循環(huán)水供熱系統節能運行的誤區與對策

郭洪東(玲瓏集團熱電公司，山東招遠265400)摘要:從供熱系統泵站設計.運行.維護等方面提出泵站的節能方法，對同類(lèi)供熱企業(yè)節能降耗具有借鑒意義。關(guān)鍵詞:低溫循環(huán)水:供熱:泵:節能低溫循環(huán)水供熱系統節能運行的誤區與對策在一些中小城市中，直接供熱方式因其結構簡(jiǎn)方法。與提高供水流量的量調相比，可以起到一定;單，綜合造價(jià)低，容易建設，施工周期短，可在較的降低循環(huán)泵電耗的作用，但在直供系統中特別是短的時(shí)間內建成并投入使用而得到大量使用。特別低溫循環(huán)水供熱系統中一般受設備條件限制，供水是汽輪機低真空運行循環(huán)水供熱系統，把系統的循溫度很難達到一- 般設計的95C.環(huán)水直接由熱源送到熱用戶(hù)散熱，避免了冷源損在各熱力站實(shí)行混水換熱，此法尤其適用于直失，熱效率很高。在企業(yè)的供熱生產(chǎn)中，節能降耗供系統，這相當于將直接供熱的一次管網(wǎng)變成混 合是一個(gè)永遠的課題，雖然大家都采取了一些節能措換熱的二次管網(wǎng)，可顯著(zhù)降低供回水溫差。由于只施，可是目前以熱電廠(chǎng)為熱源的低溫循環(huán)水供熱系在 熱力站增加混水泵，而不增加換熱設備，降低了統泵站及系統節能中存在著(zhù)認識誤區，在此提出-一改造投資費用，總造價(jià)明顯低于間接式供熱系統。些意見(jiàn)，供參考。以循環(huán)水供熱的直供系統的旁通加壓法為例，混水泵設置在混水旁通管路上，利用水泵將二次網(wǎng)1供回水溫差小， 循環(huán)水流量大的- -部分回水加壓打入一次網(wǎng)供水中混合加熱，形1.1誤區成二次網(wǎng)供水，二次網(wǎng)的另一部分回水作為- -次網(wǎng)部分供熱系統在運行中，供回水溫差只有10~國水返回一次網(wǎng)回水總管，一次網(wǎng)供回水上設置調I5C，甚至小于10C，在這種情況下，要輸送同樣節閥，水泵采用變頻控制。此供熱方式適用于-次的供熱量只能靠提高循環(huán)水流量，增開(kāi)水泵來(lái)實(shí)網(wǎng)供水的高中壓區，供回水溫差較大的地區?，F。而對于相同的管網(wǎng)，流量越大，管內流速越高，實(shí)踐證明，在直供系統實(shí)行混水換熱，特別適沿程阻力也越大，泵的能量損失也越大。合目前新建的以地暖采暖的熱用戶(hù)，可根據不同建1.2對策筑物的采暖特點(diǎn)，調節供熱溫度，由于低溫循環(huán)水提高供水溫度，在各熱力站實(shí)行混水換熱。供暖實(shí)行24小時(shí)工作制，與-般設計的9S/70c.提高供水溫度是應用了供熱調節中的質(zhì)調原2班制運行來(lái)比較，這種運行方式也完全能滿(mǎn)足用.理，根據不同的室外溫度只改變供水溫度，不改變戶(hù)采暖要求。而對于供熱企業(yè)，由于溫差的增大，輸或適當降低供水流量，為目前普遍采用的運行調節送同樣的熱量，可采用較少的循環(huán)水流量，降低泵的能耗，起到節能降耗的目的。2水泵房設計不當造成的浪費時(shí)如果啟動(dòng)第二臺泵，2臺泵并聯(lián)后的總流量是單2.1誤區臺泵額定流量的1.57倍，損失21.5%，如果繼續啟在熱網(wǎng)運行中，循環(huán)水泵的工作特性曲線(xiàn)能否動(dòng)第三臺泵，那么3臺泵并聯(lián)后的總流量是單臺泵與熱網(wǎng)特性曲線(xiàn)相交在設計點(diǎn)上對經(jīng)濟運行是很重額定流量的1.8倍，損失40%，若是再增加并聯(lián)泵要的，但實(shí)踐中，由于熱網(wǎng)分期建設、改造等原因，數量，其效果必然越來(lái)越差。因此，在正常的網(wǎng)路常出現水泵偏離設計的最高效率點(diǎn)的情況，造成很系統中，我們推薦單臺泵運行，必要時(shí)最多不宜超大的浪費，主要有如下表現。過(guò)3臺泵并聯(lián)運行。(1) 多臺相同規格型號水泵并聯(lián)，按照負荷變(3)2臺不同性能泵的并聯(lián)時(shí)，能否收到最佳化改變水泵運行臺數。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可效果要根據網(wǎng)路特性曲線(xiàn)和泵的特性曲線(xiàn)綜合考靠，缺點(diǎn)是總裝機容量大，多臺水泵并聯(lián)運行效率慮。當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)較平坦，即系統內管道的實(shí)際下降，占地多。另外，水泵啟動(dòng)電流大(軟啟除外)，阻力偏小，其總流量接近于兩臺泵額定流量之和:對電網(wǎng)有一定沖擊。當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)較陡時(shí)，說(shuō)明系統管道內實(shí)際阻力(2)多臺不同規格型號水泵并聯(lián)。按照負荷變偏大，大小兩臺泵并聯(lián)后，小容量的泵就沒(méi)有效果?；淖兯眠\行臺數。這種方法不宜采用，不僅總同樣，當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)屬正常時(shí)，大小兩臺泵并聯(lián)裝機容量大，占地多，而且多臺不同規格水泵并聯(lián)后， 小容量泵的作用也是微不足道的。運行效率很低。因此泵的特性曲線(xiàn)越陡(比轉數越大)，流量增(3 )三臺不同規格型號水泵切換。安裝對應量4 Q越大，越適宜于并聯(lián)工作;反之，泵的特性100%、80%、60%負荷三臺水泵，三臺水泵分別在曲線(xiàn)越平坦(比轉數越小)，流量增量A Q越小，越不同負荷下運行。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，缺不適宜于并聯(lián)工作。如果選型時(shí)不考慮水泵的特性點(diǎn)是總裝機容量更大，占地多，如果泵的揚程搭配曲線(xiàn)，將會(huì )引起并聯(lián)后流量增量不大，不能通過(guò)并不當，低負荷時(shí)損失更大。聯(lián)使流量大幅度地提高，也不能通過(guò)運行臺數的增2.2對策減有效地調節流量。循環(huán)水泵在供暖系統中所占比例，無(wú)論是容量(4)對低負荷工況，因為管路壓降變化隨流量還是設備數量都是很大的，運行中的問(wèn)題也比較變化成平方關(guān)系增減，所以不可簡(jiǎn)單地仍按熱水網(wǎng)多，選擇時(shí)應考慮以下幾個(gè)原則。主干線(xiàn)經(jīng)濟比摩阻(60~80Pa/m)選擇低負荷用(1)應力求選擇結構簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安的循環(huán)水泵揚程，而應對具體工況進(jìn)行具體分析，全可靠、平穩、振動(dòng)小、噪音低、抗汽蝕性能好、效合理確定熱網(wǎng)低負荷時(shí)循環(huán)水泵的揚程、流量，不率相對比較高的循環(huán)水泵。選擇適用于流量變化大僅有利于節電，亦可避免大流量、低溫差不合理運而揚程變化不大的水泵，即G一H特性曲線(xiàn)趨于平坦行工況，保證供熱質(zhì)量。的水泵，盡可能接近系統實(shí)際的工作點(diǎn)，且能長(cháng)期在高效區運行，以提高循環(huán)水泵長(cháng)期運行的經(jīng)濟性。3變頻技術(shù)應用不當造成的浪費(2)多臺相同規格型號水泵并聯(lián)后的流量不是3.1誤區簡(jiǎn)單的單臺泵額定流量的迭加。當網(wǎng)路特性曲線(xiàn)較對于離心水泵這類(lèi)負載，轉矩與轉速的平方成平坦，即系統內管道實(shí)際阻力偏小時(shí)，多臺泵并聯(lián)正比，功率與轉速的立方成正比。只要原來(lái)采用閥后的總流量可接近于泵額定流量的迭加數。當網(wǎng)路門(mén)控制流量，且不是滿(mǎn)負荷工作，改為調速運行，均特性曲線(xiàn)較陡時(shí)，說(shuō)明系統內管道的實(shí)際阻力偏能實(shí)現節電。一些文獻以及水泵廠(chǎng)家宣稱(chēng)變頻調速大，并聯(lián)泵的效果特別差，此時(shí)應對管網(wǎng)阻力進(jìn)行器是節電控制產(chǎn)品，給人的感覺(jué)是只要使用變頻調分析計算，找出阻力特別大的管段，采用泵串聯(lián)的速器都能節電，應當講，在熱網(wǎng)中應用變頻器能否方式，可有效克服該管段的阻力，改善供暖效果。當節電和最大限度發(fā)揮變頻器的節電潛力，需要進(jìn)行網(wǎng)路特性曲線(xiàn)正常，即管道比摩阻按規范30 ~70Pa嚴 格的計算，否則，很難發(fā)揮變頻器的節能效益。實(shí)/m計算時(shí)，單臺泵出口端的閥門(mén)能全部打開(kāi)，此.(下轉第54頁(yè))置時(shí)，接點(diǎn)①和②斷開(kāi), 06開(kāi)關(guān)和07開(kāi)關(guān)閉鎖投II、II段時(shí)，總損耗為1540.38W,降低了654. 14W,人，在除塵段380V低壓母線(xiàn)失電時(shí)，可實(shí)現3#除負載率為32.84%。塵變壓器備用自投。如果仍需要2#、3*除塵變壓器因此，實(shí)現兩臺變壓器一一備一用的方案是可行單獨帶380V除塵II段、380V除塵I段運行，則斷的，能夠確保安全運行，可以降低變壓器損耗，具開(kāi)006開(kāi)關(guān)，將備用自投開(kāi)關(guān)置于“斷開(kāi)”位置，接有一定的節能效果。點(diǎn)①和②接通，06開(kāi)關(guān)和07開(kāi)關(guān)閉鎖解除，則06開(kāi)關(guān)和07開(kāi)關(guān)都可以同時(shí)合閘。由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)技3應用效果術(shù)改造后，采用1臺變壓器運行，1臺備用在安全性通過(guò)兩臺變壓器運行方式的調整和技術(shù)改造，方面是可行的。單臺變壓器供兩段380V母線(xiàn)的節能效果主要有以2.3單臺變壓器供兩段380V母線(xiàn)的數據分析下幾個(gè)方面:在實(shí)際運行中，2#、3# 除塵變壓器獨立帶380V(1)通過(guò)對兩臺除塵變壓器運行方式的技術(shù)改除塵I、段時(shí)，低壓側負載電流分別為245A.變， 解決了原來(lái)運行方式下沒(méi)有備用電源的局面，237A，代入變壓器負載損耗計算公式，可以得出2#提高了系統的運行的安全可靠性。同時(shí)，對開(kāi)關(guān)的除塵變壓器負載損耗p2'為580.42W, 負載率為保護進(jìn)行了技術(shù)改造，即在2#除塵變壓器低壓側0633.95%，總損耗為1436. 42W; 3#除塵變壓器負載開(kāi)關(guān)和3#除塵變壓器低壓側07開(kāi)關(guān)、2#除塵變壓損耗p3'為534.38W，負載率為32.84%，總損耗器高壓側610開(kāi)關(guān)與3#除塵變壓器高壓側617開(kāi)關(guān)為1540. 38W。分別增加了電氣閉鎖，避免電氣倒閘操作時(shí)發(fā)生非2.4數據對比同期事故的可能性，提高了供電的可靠性。2#、3#除塵變壓器獨立運行時(shí)總損耗(不計負(2)改造后，提高了變壓器的負載率，減少了變.載的鐵耗，下同)為2194.52W，負載率分別為13.壓器的損耗，年可節電5431.5~6291.4kWh.87%、21. 62%。2# 除塵變壓器獨立帶380V除塵II、(3)通過(guò)5年多的實(shí)際運行，單臺變壓器供兩段I段時(shí)，總損耗為1436.42W,降低了758.1W,負380V 母線(xiàn)的方案具有安全可靠、操作方便，便于維載率為33.95%;而3“除塵變壓器獨立帶380V除塵護等許多優(yōu)點(diǎn)， 受到運行人員的好評?！?上接51頁(yè))踐中常有這樣的情況:當滿(mǎn)足供暖期內低、中、高負荷情況下的運行要求，.(1 )泵站中一用一備變頻高速泵。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)都能達到較高的效率?？刹扇〔煌萘?，不同揚程單可靠，總裝機容量小，運行效率高，占地少，節水泵并列，高揚程水泵變頻的方案。能效果最佳，啟動(dòng)電流小。缺點(diǎn)是一次投資大。低負荷時(shí)，啟動(dòng)小容量、低揚程循環(huán)泵:中負.(2)多臺相同規格型號水泵并聯(lián)，其中一臺變荷時(shí)，啟動(dòng)大容量、高揚程循環(huán)泵變頻運行:高負頻調速。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了變頻設備造價(jià)。荷時(shí)， 大容量，高揚程循環(huán)泵滿(mǎn)頻運行。熱網(wǎng)分期但總裝機容量大，占地多，特別是相當于幾臺大泵建設、改造時(shí)，不適合繼續運行的水泵要果斷進(jìn)行與一臺小泵并聯(lián)運行，運行效率降低。改造或更換，使熱網(wǎng)泵站滿(mǎn)足熱網(wǎng)發(fā)展的需要，并(3)多臺相同規格型號水泵并聯(lián)，每臺變頻調保持高效運行。速。設計者的初衷是力求多臺并聯(lián)消耗運行狀態(tài)同步，以提高水泵運行效率。這種方法不但總裝機容4結論量大，占地多，一次投資很大，而且即使多臺水泵在熱電廠(chǎng)實(shí)現汽輪機低真空運行，低溫循環(huán)水同步運行，部分負荷下并聯(lián)運行的水泵效率更低。供熱是一種熱效率很高的運行方式，只要我們掌握3.2對策.了泵站及其系統的運行原理，就能設計出更加合理應用變頻器的熱網(wǎng)循環(huán)泵站一種較好的設計應的熱網(wǎng)系統及其運行方式，取得更好的節能效果?！?/p>