淺析供熱系統中循環(huán)水泵的選型

區域供熱006.4淺析供熱系統中循環(huán)水泵的選型牡丹江熱力設計有限責任公司吳春明蘇云國【摘要】本文通過(guò)對循環(huán)水泵的揚程曲線(xiàn)與管網(wǎng)的管路特性曲線(xiàn)的分析、研究,針對循環(huán)水泵的選型問(wèn)題進(jìn)行了探討,供廣大供熱科技人員參考?！娟P(guān)鍵詞]水泵的揚程曲線(xiàn)管路特性曲線(xiàn)循環(huán)水量工作點(diǎn)隨著(zhù)城市的發(fā)展,人們生活水平的不斷≈240m3h提高,藍天工程成為政府和市民共同關(guān)注的式中大事。在我國三北地區小鍋爐漸漸沒(méi)有容身G—采暖熱負荷供熱管網(wǎng)設計流量之地,取而代之的是熱電聯(lián)產(chǎn)和大型鍋爐房mh;集中供熱工程。隨之而來(lái)的是小鍋爐管網(wǎng)并Q一采暖熱負荷kW;入集中供熱大網(wǎng)工程,本文主要論述小鍋爐C一水的比熱kJ(kg:℃;并入大網(wǎng)主要設備——循環(huán)水泵的選型問(wèn)t2、t-網(wǎng)路供、回水溫度℃2計算循環(huán)水泵揚程:現以牡丹江紡織廠(chǎng)家屬區住宅樓為例:H=H, +H, +H,(一)該家屬區供熱面積8萬(wàn)m2,分為5=10X104+2×10+60×500×2×1.3×1.1個(gè)區,最遠端用戶(hù)距離鍋爐房500m。原有兩=20.6×10Pa臺DZL28MW熱水鍋爐,于2004年并入集式中中供熱系統。一級網(wǎng)供、回水溫度120/75℃,H一換熱站內部壓力損失Pa二級網(wǎng)供、回水溫度9070℃,二級管網(wǎng)為利H,最遠用戶(hù)內部系統壓力損失用原有鍋爐房供熱系統。原有鍋爐房改為換Pa;熱站,內設板式換熱器、循環(huán)水泵、除污器、補H一網(wǎng)路供、回水干管壓力損失Pa。水定壓泵等設備,因家屬區住宅建筑年代較于是得到假定管路特性曲線(xiàn)方程為久,所以熱指標選為70W/m2。由于缺少原有H=SGPa=3.6GPa=3.64x10-G'mH20管網(wǎng)資料,所以假定比摩阻R=60Pa,局部阻經(jīng)計算,供熱系統所需循環(huán)水量240m}h,循力相對沿程損失的比例百分數a=0.3,換熱站環(huán)水泵揚程206mH4O。二級管網(wǎng)的循環(huán)水泵內部阻力H=10×10Pa,用戶(hù)系統阻力H1=2×為二臺,一臺運行一臺備用,因此所選循環(huán)泵10Pa,裕量系數K=1.1。型中國煤化工參數如下:流量1計算二網(wǎng)循環(huán)水量240CNMHG功率22cG=3.6Q/C( k-th從水東選摔有,流星晷嚇?lè )显O計流量,36×70x8×104141868×(90-70)×1000揚程較富裕。區域供熱2006.4期(二)實(shí)際運行情況系統中工作狀況不僅決定于水泵本身的性此供熱系統運行一段時(shí)間后,發(fā)現最遠端用能,還和管路系統的狀況有關(guān)。水泵的揚程曲戶(hù)的室內溫度只有13~14℃,并經(jīng)反復調整仍線(xiàn)和管路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為水泵在系統中達不到設計溫度18℃,實(shí)測換熱站總供水管運行的工作點(diǎn)。壓力為P1=0.39MPa,入口總回水管P2(2)本文所論述的供熱系統中,由于循環(huán)0.31MPa,作用壓差△P=008MPa(8mH2O),此水泵的揚程曲線(xiàn)與網(wǎng)路實(shí)際特性曲線(xiàn)無(wú)交時(shí)熱網(wǎng)循環(huán)水泵流量為252mh,二級管網(wǎng)供點(diǎn),如圖二所示。左上部分GH線(xiàn)為回水溫度正常。另外有一個(gè)重要的現象:循環(huán)200RXL-24的流量-揚程曲線(xiàn),虛線(xiàn)為供熱管水泵出口管上的蝶閥僅能打開(kāi)1/4左右,此時(shí)網(wǎng)的特性曲線(xiàn),它與G-H曲線(xiàn)無(wú)交點(diǎn),在此電動(dòng)機的電流已達到額定電流,如果再開(kāi)大虛線(xiàn)上方的實(shí)線(xiàn)為水泵出口閥門(mén)節流后的網(wǎng)出口蝶閥,電動(dòng)機就會(huì )由于過(guò)熱而燒毀。于路特性曲線(xiàn),它與G-H曲線(xiàn)的交點(diǎn)A即為水是,循環(huán)水泵只能在出口蝶閥開(kāi)度14的狀態(tài)泵現在的實(shí)際工作點(diǎn),對應流量為252mh下運行。其水壓圖見(jiàn)圖揚程為023MPa(23mH2O)。圖中△H為節流損失分析結果(1)由于是利用原有的鍋爐房熱網(wǎng),設嚴P計時(shí)缺少原有管網(wǎng)的阻力計算資料,只能根據經(jīng)驗估算管網(wǎng)阻力,致使估算的阻力大于圖一系統水壓圖實(shí)際值。由此可知,我們假定的管路特性曲線(xiàn)(三)原因分析也是不正確的,實(shí)際管路特性曲線(xiàn)應更平緩從管網(wǎng)流量和水泵流量、揚程比較,各項些參數均基本符合,為什么實(shí)際供熱效果卻達(2)原有管網(wǎng)是鍋爐房供熱,多年來(lái)不到設計要求呢?原因有以下幾點(diǎn):直是大流量、小溫差運行,管徑已比正常值偏表面現象:大1.由于循環(huán)水泵提供的揚程消耗在水泵(四)采取的措施:出口閥門(mén)的節流損失上,致使換熱站出入口針對上述的實(shí)際情況,解決途徑是使水壓力差很小,如圖一所示。由于熱網(wǎng)獲得的作泵的實(shí)際工作點(diǎn)從圖(二)中的A點(diǎn)向右下方用壓力差過(guò)小,使供熱系統中最遠端用戶(hù)的移動(dòng)移動(dòng)到圖(二)中的B點(diǎn)或C點(diǎn)附近,這實(shí)際流量少于設計流量,因此室溫只有1314℃。2.由于出口管上的蝶閥的功能主要是關(guān)斷功能,而不是調節功能。而實(shí)際情況是閥門(mén)長(cháng)期在關(guān)34的情況下工作,水流時(shí)刻沖刷閥芯(水泵出口管的流速是系統中流速最大的),一旦閥芯在水流沖刷下變型,輕者是失去關(guān)斷功能,重者還會(huì )失去節流作用,致使電中國煤化工動(dòng)機過(guò)熱而燒壞。CNMH內在原因0"60-120-180240300380G(m/h)(1)水泵是和管路相連的,所以說(shuō)在管路圖二區域供熱2006.4期樣,可使熱網(wǎng)流量增加,節流損失減少,泵出200RXL-24200RxL-24單臺泵GH口閥門(mén)開(kāi)度變大,換熱站進(jìn)出口壓差提高,解決最遠端用戶(hù)溫度偏低的問(wèn)題。為使A點(diǎn)向右下方移動(dòng),有以下幾種措21施70方案一:更換水泵從RXL型樣本上查P(ky)出,如果采用200XL-18型水泵,其性能參2數為:流量240m揚程0.18MPa(18mHO),功10率18.5kW。此時(shí),水泵揚程曲線(xiàn)與管道特性曲線(xiàn)交點(diǎn)將向右下方移動(dòng),如圖(三)所示,供1201802403003G(/h)熱效果肯定會(huì )有所改善的。由RXL型水泵樣本查得,200RXL-24與200RXL-18地腳螺栓圖四位置相同,所以水泵的基礎不需重做,只需購水泵配用電動(dòng)機均不超電流,如圖四所示。而買(mǎi)兩臺水泵即可。此時(shí)熱網(wǎng)流量增加,換熱站進(jìn)出口壓差提高不必對水泵節流,供熱效果改善。但雙泵并聯(lián)200RXL-18單臺泵GH運行,沒(méi)有了備用泵,不安全,且總的耗電量增加,單臺泵不是在最高效率點(diǎn)下運行,無(wú)用功增加,效率低,不經(jīng)濟。由于該小區并人第二發(fā)電廠(chǎng)集中供熱管網(wǎng),所以說(shuō)方案一所更換的水泵可以調劑到別的換熱站或新建的換熱站,所以我們優(yōu)先選擇方案一。更換水泵后,系統水壓圖見(jiàn)圖五,由圖可知,△P明顯提高。經(jīng)過(guò)2004~2005年運行期的檢驗,運行效果與預想的一樣,經(jīng)實(shí)測水泵流量238m3/h,換熱站供回水溫差△P=0.13MPa(13mH2O,水泵出口管道上的閥門(mén)可以全部打開(kāi),電動(dòng)機軸功率P=17.8kW。圖三最遠用戶(hù)的室溫明顯提高,達到了設計溫度18℃C。改造前后各循環(huán)泵參數見(jiàn)表一。方案二:更換電動(dòng)機把200RXL-24配用改造前后循環(huán)泵年節約用電:的電動(dòng)機Y180L-4型改為Y200L-4型,配用功率由22kW增至30kW。此時(shí),水泵與網(wǎng)路曲線(xiàn)的交點(diǎn)可落在C點(diǎn)附近,流量增加,運行C效果改善。Y200L-4與Y180-4地腳螺栓位置不同,故需打掉原來(lái)的泵基礎重新制作,而且閉·藝耗電量增加。中國煤化工玉圖方案三:改變運行方式讓兩臺20RXLCNMHG86=1560384元24水泵并聯(lián)運行,如圖四所示,水泵與管網(wǎng)的(五)通過(guò)這個(gè)實(shí)例的分析,可得出以下交點(diǎn)在D處,而單臺泵的工作點(diǎn)在E點(diǎn)附近,經(jīng)驗(下轉第26頁(yè))區域供熱20064期集中、復雜的熱交換系統,理論上可以直接反這一部分資金體現在用戶(hù)家中的交換設備上,應到熱源,進(jìn)行相應調節,反應迅速直接,但并沒(méi)有增加投資。在調節上,主要是調節一次在實(shí)際應用中,大量終端用戶(hù)的調節信息都側閥門(mén)來(lái)控制流量,與集中交換系統中的調節反饋到熱源,會(huì )造成調節頻繁、紊亂,因此,在戶(hù)閥門(mén)操作一樣簡(jiǎn)單,如果配以自控裝置小區(相當于原交換站位置)設置區域調控站更可以保證終端用戶(hù)操作的簡(jiǎn)單、方便。進(jìn)行必要的調控。所以對供用熱雙方,交換人交換人戶(hù)系統實(shí)施起來(lái)也非常方便,無(wú)戶(hù)都要比集中熱交換系統的調節來(lái)得快。需對供熱系統做更多的改動(dòng),在新建的供熱交換入戶(hù)使城市內為數眾多的集中熱力系統中,只要設計思路做一下調整。而已建成站不復存在,取而代之的是區域調控站,只設的系統中,可配合熱力站的更新和分戶(hù)計量相應的調節閥門(mén),進(jìn)行流量調節。與集中熱交系統的推廣進(jìn)行。我們開(kāi)發(fā)了戶(hù)內交換系統,換站內的換熱器、水泵等運轉設備和復雜的選擇小型設備集成,占用空間很小,安裝也很供電系統相比,調節閥門(mén)幾乎沒(méi)有運行故障,方便。只需做定期維護。沒(méi)有了復雜的調控系統和通過(guò)以上比較,我們可以知道,在分戶(hù)計供電系統,供熱調節的參數主要是一次網(wǎng)流量收費的前提下,交換入戶(hù)更加適應供熱用量,控制系統和手段都變得簡(jiǎn)單,因此設備維熱以及中間管理環(huán)節的要求,對熱力公司、物護更新費用及管理難度大大降低,完全無(wú)需業(yè)公司和終端用戶(hù)都是有利無(wú)弊,能夠充分固定人員職守,與集中交換站的管理相比,所利用熱能,更加符合市場(chǎng)化的要求,在給終端投入的人力物力和資金都是微乎其微的,這用戶(hù)帶來(lái)方便、安全的同時(shí),使供熱系統得到樣的調控站大大降低了管理成本和管理難了簡(jiǎn)化,調控簡(jiǎn)單、直接,管理方便,設備維護度,無(wú)論由誰(shuí)管理都不會(huì )增加壓力。更新成本大大降低,系統運行更加經(jīng)濟,因此那么,交換入戶(hù)系統是否給終端用戶(hù)帶我們認為交換人戶(hù)系統是具有可行性和推廣來(lái)額外的經(jīng)濟和管理負擔呢?答案是否定的。價(jià)值的,這是我們對分戶(hù)計量收費在實(shí)際應建設集中交換站也需要終端用戶(hù)出資,只不過(guò)用方面的思考,筆者也希望就此與業(yè)內同行是以集資費的形式表現,而交換人戶(hù)系統中,共同探討并加以完善…:(上接第23頁(yè))改造前后各循環(huán)泵參數循環(huán)泵型號額定功率(kW)實(shí)際功率(kW)額定流量(m}h)實(shí)際流量(m}h)額定揚程mHO)RXI-24252RXL-1818517.824018(1)對于這類(lèi)利用原有小區管網(wǎng)的集中供熱工程的設計,應了解原有熱網(wǎng)的基本情參考文獻況,雖然不必非做出管路特性曲線(xiàn),但應對原有管網(wǎng)的阻力有個(gè)基本準確的估值。[1]周謨仁,流體力學(xué)泵與風(fēng)機中國建筑工業(yè)出(2)對與選定的泵型,應畫(huà)出其G-H曲版社1994年11月第三版線(xiàn),并與假想的網(wǎng)路特性曲線(xiàn)分析一下,使所2r香嘆艸艸抽王冊天津科學(xué)技術(shù)中國煤化工選擇的泵與網(wǎng)路具有可匹配性CNMHG3)注意在選水泵時(shí),應使水泵的最高31]屮國翅鞏⊥里出版社1985年12效率點(diǎn)流量比系統設計流量稍大些。月第二版