锅炉房循环水泵的选择

2008年第6期节能(总第311期)ENERGY CONSERVATION锅炉房循环水泵的选择杨华,聂勇,缪兴冲,耿春生(新疆时代石油工程有限公司,新疆克拉玛依834000)摘要:克拉玛依市某锅炉房由于设备选型不合适和运行管理等方面的原因,循环水泵普遍存在着“大马拉小车”现象造成工程投资和运行费用的严重浪费。针对区域锅炉房供热系统中循环水泵选型的问题进行讨论与总结,并提出一些建议。关键词:循环水泵;选型;扬程;能耗;建议中图分类号:TK414.2*11文献标识码:B 文编号:1004- 7948(2008)06- 0043-03引言后供热半径达到2.5km,供热能力138MW,最终可根据国家城市建筑气候分区规定,克拉玛依市带供热面积124万m2。属于严寒地区A区,因此集中供热系统是该地区公前进锅炉房现有循环水泵3台,型号为用基础建设中- -项必不可少的设施。目前，克拉玛KQWR300 - 525,其参数为设计流量G = 910m2'Ah,依市区冬季建筑采暖以区域锅炉房供热为主,截止扬程H= 73mH2O,功率N = 250kW ,并为二期预留2006年底,市区已拥有区域锅炉房20座,锅炉设备1台位置。97台,装机总容量929.8MW,热力站21座,供热面循环水泵的运行与锅炉运行相匹配，锅炉房运积达752.8万m2。随着城市房地产的迅猛发展,城行的供回水温度与室外日平均温度有关锅炉运行市供热面积迅速增加,近几年,市区先后建设了几座供热温度根据室外温度进行调节和控制(见表1)。大型锅炉房。前进锅炉房单台设计容量46MW,是供热初期供热负荷较小，锅炉房启动1台锅炉，较大的锅炉房,2005年正式投人使用，为该供热区运行1台循环水泵;随着室外温度的降低,供热负荷域内的城市建设提供了热源保障。逐渐增大,运行2台锅炉和2台循环水泵。1前进锅炉房循环水泵现状表1锅炉房供热温度衰前进锅炉房位于克拉玛依市区东北方向,锅炉室外日平均温度心C 5 0 -4 -8 -12 -16 -20 -24房设计规模为3x 46MW热水锅炉，供水温度130C,回水温度80C。- -期为2台46MW热水锅锅炉房供水温度心C59 72 82 92 102 111 121 130炉,于2005年建成投产,供热半径1.8km,供热面积锅炉房回水温度心43 s0 56 61 66 71 758093万m2。锅炉房二期扩建1台46 MW锅炉,扩建性,收取水资源费就理所当然。由于中水利用的成使用地表水的水资源费等限制性措施。本在0.124~0.264元/m永之间,在目前暂不收取5结语中水使用费的情况下企业尚可使用,中水水费的定就一般设计而言,大型发电机组冷却水大都以价将直接影响用水企业的积极性。地表水或地下水作为补充水源，如果污水处理中水(3)地表水水资源费收费太低。应用在大型发电机组的设计中,节水效益将十分可目前徐州市地表水水资源使用费为0.29元/观。 如果再采取合适的技术政策激励政策对中水m3 ,南水北调工程实施后,只有大幅度提高地表水的工业化规模应用将会起到推动作用,将更加加快的取水收费标准才可促进中水的工业化利用。“十一五”期间节能目标的实现。(4)制定中水回用规划。对一定区域范围内的中水利用要出台相关规划作者简介:魏林清(1967- ),男，江苏徐州人,大学,工程师，和技术政策,并保证规划的实施,对规划或审批时要主要从事发电厂的水处理及环保节能的技术管理工作。求利用中水的企业,若在实际中不使用,应该提高其收稿日期:2008-01 - 23;修回日期:2008 -04- 08节能2008年第6期一44一ENERGY CONSERVATION(总第311期)2循环水泵在运行中存在的问题及分析正常工作,电机电流超载,泉震动剧烈。经调查循环2.1循环水泵技术参数的选取水泵的设计参数与实际情况存在偏差,具体参数如(1)扬程。表2所示。循环水泵扬程H包括锅炉房自身消耗最不利表2循环水泵设计选型参数与实际运行具体参数表供热管网和最远端热力站阻力三部分。其中，锅炉名称设计取值实际运 行值备注.房自身消耗包括锅炉阻力和除污器阻力等。各阻力/mH.O/mHO值计算如下。锅炉阻力155在设计之初,锅炉阻力根据<工业锅炉房设计手除污器阻力实际运行值- 一次管网阻力33.16册》中推荐的经验值,取15mH2O;除污器阻力取经由锅炉房提供换热站阻力10验值5mH2O;一次管网阻力选取最不利环路计算，富裕量3根据规划热力管网最长距离2.5km,经济比摩阻取合计66.1643.650Pa/m,局部阻力系数1.3,计算得33. 16mH2O;热循环水泵扬程7348考虑10%的安全量力站阻力取经验值10mH2O;富裕量取经验值3~由以上数据可以看出，锅炉阻力、换热器阻力和5mH2O。热网阻力的设计取值远大于实际运行值导致设计扬程=锅炉阻力+除污器阻力+管网阻力+换循环水泵扬程偏高。产生问题的主要原因是:由于热器阻力+富裕量,即:该供热区域内建筑的供热需求迫在眉睫,在设计之H=15+5+ 33.16+ 10+ 3= 66.16mH2O初，各设备的选择是按照锅炉房最终建设规模选取，考虑10%的安全量,故扬程选取73mH2O。由于没有锅炉水力计算书,循环水泵的扬程是按照(2)流量。满足可能出现的最大参数工况原则选择的,锅炉与按照运行方式,1台锅炉配1台循环水泵，所以流换热器的阻力远远小于所购设备的实际阻力,特别量按单台锅炉出力计算,单台锅炉理论循环水流量:是初期供热管网实际长度是规划长度的2/5,同时G' =Q/[0.278x(ig"-ig')]供热的热负荷小、流量小.管网阻力小，由此造成设=46X 1000/[0.278x (546.39- 335)] =计扬程值远大于实际需求值,从而导致循环水泵运782.76t/h行时偏离设计工况点，造成循环水泵无法正常运行，式中:Q-单台锅炉供热量，MW;ig"、ig'-锅炉时常超电流,实际运行效率也维持在较低水平。进出热水的焓, kJAkg。2.3循环水泵的性能曲线和管路特性曲线分析水在105C下的比容为1.047m2/t,因此,G=KQWR300-525型循环水泵的性能曲线和设782. 76X 1.047 = 820m2Ah。计管路及实际运行管路特性曲线如图1所示。考虑10%的安全量,故流量为902m2/h,循环水泵流量选取为910m2/h。值移后的实际工祝点的01360m'h H-48aH,(3)电动机功率。水泵所需的轴功率:No = yGH/η=9.807x (910+ 3600)x 73/0.78= 229kW式中:r一水的容重,kN/m'。电动机功率:N=KX No/7m= 1.07x 229/0.98= 250kW00 400 600 800910 1000 12001360式中:K-电动机容量安全系数,当No> 100kW流量Q/m’.b*时,K=1.07;圈1循环水泵性能曲线和设计管路及实际n-水泵效率,按样本采用为78%;运行管路特性曲线ηm--水泵传动的机械效率，联轴器传动时，图1中,0A是设计选型时的理论特性曲线,该7m=0.98。曲线与水泵Q- H性能曲线交于A点,A点即是2.2运行中存在的问题水泵在管道上的工况点,效率达到峰值为78% ,因锅炉房经过一-个采暖期的运行循环水泵不能此循环水泵的设计选型是合适的。2008年第6期节(总第311期)ENERGY CONSERVATION一45-.。但是,在进行循环水泵选型计算时,由于- -次供(3)根据供热负荷变化需求合理配置循环水泵。热管网按最终规模设计，而一期实际运行热水流量由于循环水泵的投资远远小于运行能耗的损及供热半径均小于设计值,故造成一次供热管网阻失,从长远角度和工程投资看,当供热区域内的负荷力偏小，又由于锅炉房阻力及换热站阻力取值大于在3~5年增加较少,或者锅炉房- -期投产时间与二实际值,故实际运行时由A点偏移到B点。B点扬期建设规模相距甚远时，循环水泵应当以满足现有程为48mH2O,流量为1360m2/h, 循环水泵的工作热负荷及现有热力管网为基础进行选型,待二期建效率偏离了高效区。由此造成了大流量,小温差的设时,再改换与之匹配的循环水泵;反之,宜按最终运行方式,增加了锅炉房的运行能耗,使供热系统处规模选取。于不稳定的工作状态,对供热系统的正常运行极为(4)从节约工程投资方面进行设备选型。不利。国外的某项统计资料表明:设计阶段节约投资2.4扬程过大对锅炉房运行的影响的可能性约为88%,而施工中节约投资的可能性仅通过以上分析可以得出:循环水泵扬程过大,给为12%。所以,一定要加强设计阶段管理,做好设锅炉房的电能消耗、安全运行带来了不良后果,甚至计工作,从而有效地控制工程的投资。在满足工程导致循环水泵无法正常运行,归纳有三点。需要的前提下,尽可能降低工程成本,树立良好的经(1)电耗大。济意识，重视项目的投资效果,采用经济合理的方案-是由于循环水泵扬程偏大,输出扬程不能被进行设备选型,既能满足供热需求,又能降低工程造系统完全消耗，偏离Q- η曲线高效率范围，最终价,体现经济性和合理性。导致流量增大,电机消耗功率增多,致使电机超电(5)在满足工艺和系统要求的前提下,将节能贯流超负载运行。二是为防止电机超电流运行,以确穿始终。保循环水泵安全运行,减小泵出口阀门开度,增大管在1996年颁布的《民用建筑节能设计标准>(采道阻力。暖居住建筑部分JGJ26 - 95)中规定,将采暖能耗从(2)运行状况不稳定。当地1980~ 1981年住宅通用设计的基础上节能由于循环水泵在低效率区运行,循环水泵的电50% ,其中需由供热系统承担20%。采用切实可行机负荷急剧增大,使电机过热,易损坏电机。为了保的节能技术,实现经济科学的运行模式势在必行。护设备的安全运行,电流起跳装置时常强行跳闸,从而目前全国大部分地区电力供应紧张,煤炭的价格居高不下,要提高供热系统的综合效益,必须降低供而影响了系统的正常运行。热系统设备的耗电量。因此,在选择循环水泵时,要(3)阀门易损坏。循环水泵采取减小阀门开度来维持系统的运充分考虑节能因素,使循环水泵在高效率区运行。行,通过循环水泵的出口阀截流降压,致使流相在很在选择循环水泵时,将上述几点有机地联系在短的距离内发生急剧的变化，导致管线震动加剧，由-起,加强同用户的协作,综合考虑锅炉房各设备厂于系统的压力消耗过于集中在循环水泵出口的阀门家在公司规模产品质量、性能特点和售后服务等方面的情况，核实厂家提供的设备参数,根据不同时期上,致使阀门容易损坏。的建设规模,合理配置设备台数和参数,在满足系统3对循环水泵选择的几点建议工况的前提下,从节能、工程投资等角度出发,选出(1)不要过分依赖于经验值。在计算锅炉房自身消耗的阻力时，设计人员应节能高效的循环水泵。同设备厂家积极沟通,搜集锅炉和换热器等设备的参考文献相关技术资料,准确选取锅炉和换热器的阻力参数。[1]锅炉 房实用设计手册编写组.锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,2001.在此基础上,进行认真细致的水力计算,不宜只考虑[2]航天工业 部第七设计研究院.工业锅炉房设计手册《锅炉房设计手册》中推荐的经验值估算系统阻力。[M].北京:中国建筑工业出版社，1986.(2)利用水泵特性曲线为选型提供依据。[3]哈尔滨建 筑工程学院、西安冶金建筑学院、天津大学、为了避免设计时的盲目性,使供热系统与循环太原工业大学.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1980.水泵合理匹配，保证系统高效安全可靠运行,利用水作者简介:杨华( 1981 - ),女,陕西成阳人,本科,助理工程泵特性曲线与管网特性曲线.获取循环水泵实际运师，专业方向:供热暖通。行的工况,为合理选择循环水泵提供依据。收稿日期:2007- 12-28;修回日期:2008-04-08