熱力系統循環(huán)水泵合理配置的研究與應用

節能2005年第10期-28-ENERGY CONSERVATION(總第279期)熱力系統循環(huán)水泵合理配置的研究與應用潘衛崗,孫計英(盤(pán)錦市房產(chǎn)供暖管理處,遼寧盤(pán)錦124010)摘要:循環(huán)水泵在熱力親統中的合理配置至關(guān)重要。如何使循環(huán)水泵在熱力系統中安全經(jīng)濟地運行,并達到與熱力親統的最佳配置是專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應該積極研究和探討的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;流量;揚程中圖分類(lèi)號:TU833*.1文獻標識碼:B 文章編號:1004 - 7948(2005)10 - 0028- 031前言形勢下，合理配置熱力系統循環(huán)水泵對節約電能無(wú)目前，在很多的熱水采暖鍋爐房和熱力站中,普疑具有重大意義。遍存在循環(huán)水泵容量偏大的問(wèn)題,致使熱水循環(huán)量2循環(huán)水泵與熱力系統的合理配置和壓頭過(guò)大、電能浪費嚴重。筆者曾對某供熱公司2.1循環(huán)水泵的選擇10座滿(mǎn)負荷運行的熱力站運行情況作過(guò)調查與核水泵的流量、揚程以及流量-揚程曲線(xiàn)是選擇算,發(fā)現均存在不同程度的揚程高于熱力系統阻力，循環(huán)水泵的關(guān)鍵條件。循環(huán)水泵的選擇原則在于設造成循環(huán)水泵電機容量過(guò)大,浪費電能的問(wèn)題。上備在系統中能夠安全、經(jīng)濟地運行，達到循環(huán)水泵與，述熱力站循環(huán)水泵實(shí)際運行總容量1185kW,如果熱力系統的最佳配置。離心式水泵一般均采用后彎選用合理?yè)P程,運行容量可降至868kW,僅這10座式葉輪,后彎式葉輪流量-揚程曲線(xiàn)的總趨勢是揚熱力站在一個(gè)采暖期內就要浪費電能106萬(wàn)kWh,程隨著(zhù)流量的增加而下降。由于水泵內部的結構不多支出電費56萬(wàn)元,可見(jiàn)，循環(huán)水泵與熱力系統配同,流量-揚程曲線(xiàn)分陡降形、平坦形和駝峰形三種置不合理的弊處之大。據估算,目前存在這種問(wèn)題形式,平坦形曲線(xiàn)有8%~ 12%的斜度,流量變化很的熱力系統約占50%。造成這種后果的原因主要大,壓頭變化很小,適合作為熱力系統的循環(huán)水泵。有三方面:一是原始設計循環(huán)水泵選型不合理或設具有平坦形特性曲線(xiàn)的水泵有sh型、LS型、RXL計人員過(guò)于保守;二是水泵制造廠(chǎng)產(chǎn)品規格不齊全;型和IRG型等。三是有些專(zhuān)業(yè)人員對循環(huán)水泵在熱力系統中的作用(1)循環(huán)水泵流量認識不清。在我國電力供應緊張、企業(yè)經(jīng)營(yíng)艱難的循環(huán)水泵的總流量應等于系統循環(huán)水量的容,最大為2000~4500pF,即使切斷電源仍然會(huì )殘見(jiàn)故障的檢測方法,對于用戶(hù)或工程技術(shù)人員維修留有充電電荷,所以對電解電容器要先用烙鐵、插頭有著(zhù)重要的參考價(jià)值。等物體充分釋放殘留電荷。電荷放盡以后,用指針參考文獻式萬(wàn)用表RX10K擋檢測,指針應是指到0,然后慢[1]肖風(fēng)明,王清蘭,朱長(cháng)庚,等.變頻空調器微電腦控制電路分析與速修技巧[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.慢退到∞,否則電解電容器損壞。⑥傳感器。如果空調器出現頻率無(wú)法升降與保[2]美的集團公司.海信變頻空調器使用手冊[M].廣東:美的集團公司, 2002.護性關(guān)機等故障,應首先考慮檢查傳感器,大多數傳[3]曹巧嬡.單片機原理與應用[M].北京:機械工業(yè)出版社, .感器可以從插座.上拔下，從外表上即可以判斷是否2002.損害、斷裂、脫膠。用手或溫水加熱，用萬(wàn)用表[4]Broeck H W V D, Skudelny H- C. Analysis and realizationRX100擋測其阻值,看其阻值是否變化,無(wú)變化則ofa中國煤化工roltage space vectors[J]MYHCNMHGpplications, 1998, 24可以判定傳感器損壞。(1作者簡(jiǎn)介:林立(1972- ),男,湖南武岡市人,講師,碩士研究4小結生，研究方向:電力電子與電力傳動(dòng)。本文分析的變頻空調控制電路的基本原理和常(收稿日期:2005 -07-16)2005年第10期節能(總第279期)ENERGY CONSERVATION105% ~ 110%,循環(huán)水量G可按下式計算:- -臺備用。當系統所要求的流量或壓力較大,或為G=Q.Kx*10~3/C.(tg-th) t/h運行可靠可以采用兩臺或兩臺以上的水泵聯(lián)合工式中Q一采暖熱 負荷, kJ/h;作。循環(huán)水泵并聯(lián)時(shí)要選用同型號、同揚程的水泵，Kx- -系數, - -般取Kx=1.05~1.10;如果選用水泵揚程不同,其中一臺水泵的壓頭比另C-水的比熱, kJ/kgC ;-臺高,公用輸水管中的壓頭也比另一臺水泵所產(chǎn)tg -供水溫度,C;生的壓頭高,則低揚程的水泵無(wú)法將壓水管上的止tn一回水溫度, C。.回閥打開(kāi)進(jìn)行輸水。兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí),流量-揚程曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。(2)循環(huán)水泵的揚程循環(huán)水泵的揚程應不小于設計流量條件下熱H|源熱網(wǎng)和最不利用戶(hù)環(huán)路的壓力損失之和,可根據公式計算: .H=(H,+Hw+H,)K。式中H-循環(huán)水泵的揚程,MPa;H,--網(wǎng)路循環(huán)水通過(guò)熱源內部的壓力損失,MPa。對熱力站系統,當采用換熱器串聯(lián)布置時(shí), H,=0.15~0.20MPa,當換G(1) G2) G(1+2)G熱器并聯(lián)布置時(shí)，H,= 0.10 ~1-一臺水泵的G-H曲線(xiàn);2-兩臺水泵并聯(lián)后的G- H曲線(xiàn);0.15MPao3-管路特性曲線(xiàn)H-網(wǎng)路主干線(xiàn)供、回水管的壓力損失,圖1兩臺同型 號水泵并聯(lián)工作圖MPa。Hw=ELx Sh。室外管道單位從圖1中可以看出,兩臺泵并聯(lián)工作時(shí),總流量.管長(cháng)沿程壓力損失Oh對干管、支干G(1 +2)=2G'(1),它大于一臺泵單獨工作時(shí)的流管:量G(1),但小于兩臺泵單獨工作時(shí)的流量之和2GDg≥250mm, Oh = 30 ~ 60Pa/m;(1)。由此可知,增加一- 臺泵,出水量并非增加一倍，Dg<250mm, Oh = 60~ 100Pa/m。并聯(lián)水泵愈多、增加的流量愈少。因此,當管道的特H,-主干線(xiàn)末端用戶(hù)系統的壓力損失,MPao性曲線(xiàn)已定的情況下,并聯(lián)水泵過(guò)多,并不一定好，對直接連接的散熱器采暖系統Hy= 0.01 ~這是因為網(wǎng)路中的壓力損失隨著(zhù)合成流量的增加而0.02MPa。K。- 安全系數,取K。=1.1~1.2。增大,而每臺水泵的壓頭也隨著(zhù)變大的緣故。根據從熱水網(wǎng)路水壓圖和上式可見(jiàn),循環(huán)水泵是在上述分析,合理地配置水泵,必須綜合考慮熱力系統全系統都充滿(mǎn)水的封閉式的網(wǎng)路中工作,水泵的進(jìn)的流量、阻力和系統特性等幾個(gè)方面的因素,并結合出口均在系統中的等壓力作用之下。因此,循環(huán)水工程具體實(shí)際和投資、運行經(jīng)濟效益來(lái)確定。泵的循環(huán)壓力只克服熱源內部、室外管網(wǎng)、用戶(hù)管道2.2循環(huán)水泵工作點(diǎn)的分析和散熱器的阻力。循環(huán)水泵的壓頭不需要考慮用戶(hù)循環(huán)水泵的工作點(diǎn)是泵的流量-揚程曲線(xiàn)與管系統的高度,而只計算熱水系統的阻力。路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)。在室外熱水網(wǎng)路中,水的流動(dòng)關(guān)于循環(huán)水泵的揚程選擇,雖然有關(guān)設計規范狀態(tài)大多處于阻力平方區,流體的壓降與流量服從上有明確規定,但有些人員或管理人員還往往與開(kāi)二次冪規律:式系統混淆,將建筑物或地形高度計算在內,致使水OP-RX(I+ IJ)=SxG2泵揚程過(guò)高于循環(huán)系統的阻力,無(wú)端造成浪費。根式中OP一網(wǎng)路計算管 段的壓降, Pa;據.上述的H,,Hw和H,的分析,對供熱距離在1km中國煤化工組;以?xún)鹊臒崃φ鞠到y,循環(huán)水泵的揚程一.般在26~YHCNMHG度和局部阻力當量46m。長(cháng)度;(3)循環(huán)水泵臺數的確定S一網(wǎng)路計算管段的阻力數;熱力系統循環(huán)水泵的臺數不宜少于兩臺,其中G-網(wǎng)路計算管段的水流量。節2005年第10期0-ENERGY CONSERVATION(總第279期)在已知水溫參數下，網(wǎng)路各管段的阻力數s代由此可見(jiàn)當循環(huán)水泵揚程選擇過(guò)高時(shí),一方面增大表管段通過(guò)1m3/h水流量的壓降,只和管段的管徑了水泵軸功率,浪費電能;---方面由于網(wǎng)路循環(huán)水量d、長(cháng)度I、管內壁當量粗糙度K以及管段局部阻力增大,導致系統供回水溫差降低,供熱不經(jīng)濟,此外，當量長(cháng)度I。的大小有關(guān)。循環(huán)水泵的工作點(diǎn)可以還有可能造成系統超壓。為了保證系統不超壓，使利用圖解法或計算法求得。水泵與熱水網(wǎng)路的特性泵工作在最佳效率點(diǎn),往往采用泵出口節流調節,增曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。大網(wǎng)路總阻力S值,將水泵工作點(diǎn)移到C點(diǎn),此時(shí),節流損失為Hc- HA相應多消耗的功率為ON =KopGa(Hc- H)kW。通過(guò)以上分析可見(jiàn),循環(huán)水泵如果選擇不當,不/3僅會(huì )造成系統運行調節上的不便,減小了供回水溫B/差,使運行不經(jīng)濟。單從耗電方面來(lái)說(shuō),浪費也是很大的。筆者對某供熱公司市區內的熱力站做過(guò)調查,有50%的熱力站存在循環(huán)水泵揚程過(guò)高的問(wèn)題,耗電量平均增大了30%,揚程最大超出26. 5m。其中有11個(gè)熱力站計算揚程是36~ 44m,實(shí)際選用G/m'.h'揚程是63m,電機功率75kW,這些熱力站完全可以1 -水泵的流量-揚程曲線(xiàn);2 -熱水網(wǎng)絡(luò )的特性曲線(xiàn);合理選擇水泵揚程,電機功率可降至45kW或3-變化后的熱水網(wǎng)路特性曲線(xiàn)55kW?？梢?jiàn),合理配置循環(huán)水泵在節能挖潛方面效圖2水泵 與熱水網(wǎng)路的特性曲線(xiàn)由圖2可見(jiàn),A點(diǎn)即為水泵的工作點(diǎn)。如果在益是顯著(zhù)的。運行期間,熱水網(wǎng)路任一管段的阻力數發(fā)生變化,則3循環(huán)水泵合理配置的應用筆者在盤(pán)錦市供暖處建行站的設計中,合理選必然使熱水網(wǎng)路的總阻力s總值發(fā)生變化,工作點(diǎn)用了循環(huán)水泵,獲得了較好的經(jīng)濟效益。該熱力站的位置也會(huì )隨之改變到B點(diǎn),則熱水網(wǎng)路的水力工供熱面積13萬(wàn)m2,供熱半徑500m,系統循環(huán)水量況也就改變了。圖3是兩臺不同功率水泵工作性能312t/h,系統阻力30mH2O,設計選用150RXL- -33對比圖。(IRG150-315)水泵,流量200m2/h, 揚程32m,電H機功率30kW ,轉速1450r/mino輸送介質(zhì)溫度不大于130C。熱力站建筑面積112m2,其中設備間占地面積83.7m2。建行站1996年冬季投入使用,經(jīng)過(guò)3個(gè)月的運行檢驗,立式熱水循環(huán)泵達到了運行\2平穩、無(wú)泄漏、噪音低,改善值班工人工作環(huán)境的目的。該熱力站采用立式熱水循環(huán)泵,與采用常規靜壓線(xiàn)6sh-9水泵相比,節約電力增容費2.1萬(wàn)元。采暖-G期節電57456kWh,采暖期節省電費1萬(wàn)元，節電效果非常顯著(zhù)。圖3兩臺不同功率水泵工作性能對比圖4結束語(yǔ)由圖3可見(jiàn),當循環(huán)水泵流量、揚程選擇合理熱力系統循環(huán)水泵合理配置的關(guān)鍵是循環(huán)水泵時(shí),其特性曲線(xiàn)為1,水泵運行在工作點(diǎn)A。水泵所的流量.揚程、臺數及流量-揚程曲線(xiàn)與熱水系統特需的軸功率為JG^AHA陰影中的面積,即PA= GA性配置合理。循環(huán)水泵配置合理對降低水泵耗電量(HA-J)/1000 kW, 如果水泵揚程選擇高于熱力系統阻力時(shí),其流量-揚程特性曲線(xiàn)為2,此時(shí)水泵節約挖中國煤化工釣推廣應用價(jià)值。作者簡(jiǎn)|YHCNMH G人,工程師,學(xué)士學(xué)工作在B點(diǎn),則水泵所需的軸功率為JGpBHg陰影位,從事供暖生產(chǎn)、技術(shù)及上程L作。中的面積,即Pg= Gg(Hp- J)/1000kW,Pg>PA,(收稿日期:2005 - 07 - 07;修回日期:2005-09-12)