热水供暖系统中循环水泵的选择和使用

区域供热2004.5 期热水供暖系统中循环水泵的选择和使用中国石油天然气管道局丁亦如王琳天津武清开发区热力公司李富国鞍山市热力设计研究院有限责任公司李亲摘要: 本文就循环水泵的选择原则、参数确定和选择中的几个问题进行分析,指出泵的特性与热网特性不相匹配的原因和解决的方法。对并联泵的效果和管路联接方式进行了分析计算后,提出一些建设性意见和建议。关键词:循环水泵并联管路联接1前言等。在排除循环水泵因制造原因而达不到实由热源设备、热网和室内采暖系统组成际参数不可预见外，我们应根据供暧系统提:的热水供暖系统是-个系统工程、 -个整体,供的参数，合理选择适用本系统的循环水泵忽略任何一部分都会严重影响系统的供暖效的型号和参数,最大可能地满足系统要求。果。循环水泵是联接热源、热网和室内采暖系2循环水泵的选择统的枢纽设备,通过它把温暖送给千家万户，2.1选择的原则所以，循环水泵的性能和参数的合理性,就显循环水泵在供暖系统中所占比例，无论得格外重要。因此合理选择和正确安装使用是容量还是设备数量都是很大的，运行中的循环水泵，是取得较为满意的供暖效果的关问题也比较多。因此,正确选择、合理使用和键。作者在近几年的实践中,遇到因循环水泵管理，确保正常供暖和提高经济效益是十分选择和使用不当而影响供暖效果的现象有以重要的。选择的原则是:设备在系统中能够安下几种:①循环水泵出口端的阀门不能百分全、高效、经济地运行。选择的内容主要是确之百打开，只能按电动机的允许额定电流控定它的型式、台数、规格、转速以及与之配套制阀门的开度，否则会引起电动机的实际运的电动机功率。行电流超过其允许的额定电流而烧坏电动选择时应具体考虑以下几个原则:①所机。②循环水泵的使用往往不是一台,而是二选的循环泵应满足系统中所需的最大流量和台、三台、多台并联使用，更有七台泵同时并扬程 ,同时要使循环水泵的最佳工况点，尽可联使用的先例,而且多台并联使用，有的是同能接近 系统实际的工作点，且能长期在高效型号、同性能，也有型号不同、性能也不相区' 中国煤化工长期运行的经济同。①管道系统与泵的联接方式各异,不在同性:THCNMH G上积小、重量轻效一位置、不在同一平面，造成系统不顺、阻力率柏刘比牧尚的佣邛小承。①力求运行时安增加。④循环水泵的出力达不到设计参数全可靠、平稳、振动小、噪音低、抗汽蚀性能- 28-区域供热2004.5 期，好。④选择适用于流量变化大而扬程变化不吸卧式离心泵、直联单级单吸卧式离心泵、轴大的水泵，即G- -H 特性曲线趋于平坦的水开式单级双吸卧式离心泵和单级双吸中开蜗壳式离心泵等。2.2循 环水泵的参数选择步骤:2.2.1流①根据设计热负荷计算流①原有计算的流量和扬程可不再进行附量;②根据室内采暖系统形式,在没有任何调加。节手段时，计算因重力或温降引起的垂直失②在已定的水泵系列表中找某- - 型号的调，并由此能克服或基本上克服这种垂直失泵,查找的流量和扬程与“水泵性能表”列出调所需的最佳流量值;③根据室内采暖系统的代表性(一般为中间- -行)的流量和扬程一形式，在具备有调节功能手段且行为节能意致, 或者虽不- -致，但在上下两行工作范围识尚未具备时,可暂按②条确定流量。待行为内。如果有两种以上型号的泵都能满足要求，节能意识到位或基本上到位后，届时再采用那就要权衡分析,通常应选其中比转速(n)较调速泵的调节实现节能,为时不晚。高的、结构尺小重量轻的泵。n。 的计算公必须指出，最佳循环流量值的概念不是式为:“大流量”，而是建立在目前的室内系统尚不单级单吸离心泵:n,=3.65 VG具备调节手段的前提下，把垂直失调率控制H74在15%以内，层间室内温度的差值控制在单级双吸离心泵:n,=3.65 yG/20.2-0.4C之间的最小流量值。H/42.2.2扬程①确定热源设备系统或换式中:n-转速,转/分;热设备系统的阻力:锅炉房系统应控制在G -体积流量;m2/秒;1SmH2O以内，换热设备系统应控制在H-扬程,米。10mH20以内。②热力管网的最不利环路阻③具体选定了泵的型号后，要检查泵在力，主干线按经济比摩阻30. 70pa/ m进行计该系统中运行时的工作情况，观察它的流量算,局部阻力可考虑1.15- -1. 20的附加。③和扬程变化范围,是否处在高效区内工作。如室内系统的阻力:-般为2- 3 mH20,水平单果运行工况点偏离高效区很远，则说明泵在管串联在八组以上和共用立管分户控制系统该系统中工作经济性差,最好另行选择。.应考虑3- -5mH2O。 ④系统富裕压力- -般为2.4循环水 泵特性与热网特性的匹配3- -5mH20。循环水泵的工作特性曲线能否与热网特2.2.3热水供暖系统的介质温度和工性曲线相交在设计点上是很重要的,实践中，作压力,应根据设计计算而定,而不是锅炉的常出现热网特性曲线右移，表现在泵出口端额定温度和压力。的阀门不能全开，促使出口端的阀门长期处为获得_上述参数，新建供暖系统可通过在节流状态,水流不断冲刷阀芯，一旦阀芯被计算求得,对扩建和改建的供暖系统,最好是冲刷变形,轻者失去关断功能，重者会失去节对系统管路进行实际地测定，最后用理论计流作用,致使电机被过流烧坏,酿成事故。再算校核,这样比较可靠。说，水泵出口端的阀门主要作用是关闭，不允2.3选择方法许长|中国煤化工成这种状况的原利用“水泵性能表”选择水泵，目前市场因,HcNMHG过大的估算管网水泵型号、品种繁多，适合于供暖系统的水泵阻力,而不是进行系统的计算。②新建管网按有单级单吸或单级双吸立式管道泵、单级单规划负荷计算阻力，而实际运行负荷差距很-29-区域供热2004.5 期大。③原有旧管网的管径比正常偏大,或利用好的水泵，其连续运行时数均在10000小时二次网的管道改做- - 次管网使用。④水泵配以上,且安全可靠。用电机功率偏小，市场经济后,厂家只按泵的2.5.2 直联单级单吸离心泵, 适宜选用最高效率点的流量值配用电机功率。功率在200kw以下为好，流量在400m'/h以为达到目的，针对上述的情况，采用以下上时，应选用双涡室果壳水泵,因为它可以很四种措施组织实施:好地消除叶轮在泵壳中工作的径向力，提高①换水泵:重新选择循环水泵,满足热网泵组的使用可靠性和寿命，同时可以降低因所需流量和扬程的需要。大流量而引起的噪声，该泵体积小、重量轻、②换电动机，更换比原功率大- -级的电效率高、不需设地脚螺栓，在同型号水泵中，动机，如原为90kw的电动机可更换为110kw推 荐SB(R)- -ZL 型系列水泵。或132kw的电动机。2.5.3流量在 800m2/h以上时，宜选③改变运行方式:如果原来系统配备的用轴开式或中开式单级双吸离心泵，特别是循环水泵是一开- -备或二开一- 备，则应将备流量大于1200m'/h、 扬程大于50 mH20的用泵开起来,就有可能满足系统要求。泵,应选用单级双吸离心泵为好。因为双吸泵④切削叶轮:切削叶轮直径后的水泵特在同比转速时的效率比单吸泵高出4-- 6%，性曲线与热网特性曲线应尽可能匹配。叶轮并且运行平稳。轴开式单级双吸离心泵,推荐允许切削量为15- -20%,即(D.一D2)/D\=SBR型系列水泵，中开式单级双吸离心泵和0.15--0.20，当叶轮外径切削到0.9D1范围.中开式大容量单级双吸离心泵，推荐SL0(w)内，泵的效率几乎不变，当切削叶轮直径至系列和0mega系列水泵。0.8- 0.9D.时,泵的效率下降1%左右。叶轮2.5.4 立式单级单吸管道泵和BA系切削后泵的性能按下式计算:列单级单吸泵，宜在功率45kw以下选用，由G2=G●D2/D1于泵的效率相对比较低，经济性差，宜慎选H2 = H,(D2/D)2用。N2= N,(D2/D.)32.5.5选 用机械密封水泵,因为机械密式中: D、D2- -分别为叶轮切削前、后的叶轮封 比填料密封的密封性能好,泄漏量少,轴与直径( mm); .轴套不易损坏。机械密封的机械损失功率较G、H、N2-分别为叶轮直径切削前泵的小，约为填料密封的10--15% ,所以近几年，流量(m'/h)、扬程(m)和功机械密封被广泛使用在离心式水泵上。率(kw);2.5.6循环水 泵的扬程必须认真计算,Gr.H2、N2-分别为叶轮直径切削后泵的决不是越大越好，扬程偏高不仅轴功率急剧增加，浪费电能,重要的是泵的特性曲线与热率(kw)。网特性曲线不能匹配,严重影响供暖效果,但上述四项措施，最可取的方法就是切削这种现象在行业中时有发生,望引以为戒。叶轮，促使水泵特性曲线与热网特性曲线相3循环水泵的并联效果匹配。这样可以既经济又快捷的满足供暖系3.1同性能(同型号)泵并联统的要求。3.1.1并联后的流量是单台泵额定流2.5几点建议中国煤化工闭循环系统中,当2.5.1 设有二台(含二台)以上循环水网YHCNMHG1中2#线),即系泵的供暖系统可不设备用泵，目前市场上较统内管道实际阻力偏小，运行一台泵时泵出-30-区域供热2004.5 期口端的阀门不能全部打开,二台泵并联后,泵的网路系统中，我们推荐单台泵运行,必要时出口端的阀门能全部打开，此时两台泵并联最多不宜超过三台泵并联运行。后的总流量可接近于两台泵额定流量的迭加3.2不同性 能泵的并联数。如果二台泵并联后,泵出口端的阀门还不两台不同性能泵的并联时，当网路特性曲能打开,须启动第三台泵并联后,泵出口端的线较平坦(图1中2线)即系统内管道的实际阻阀门才能全部打开时，此时三台泵并联后的力偏小，其总流量接近于两台泵额定流量之总流量可接近于三台泵额定流量的迭加数。和;当网路特性曲线较陡时(图1中3#线),说3.1.2不适宜采用并联 :在供暖的特定明系统管道内实际阻力偏大，大小两台泵并联密闭循环系统中,当网路特性曲线较陡时(图后,小容量的泵就没有效果。同样,当网路特性1中3#线)，说明系统内管道的实际阻力偏曲线属正常时(图1中1"线),大小两台泵并联大,并联泵的效果特别差,此时应对管网阻力后,小容量泵的作用也是微不足道的。进行分析计算,找出阻力特别大的管段,采用4循环水泵与 系统的管路联接泵串联的方式，可有效克服该管段的阻力,改4.1水的高流速引起泵出人口管段附善供暖效果。件阻力骤增热网系统中主干线的水流速是遵照规范H(m)要求比摩阻在30- -70Pa/m范围内进行计算3#的，那么水泵出人口管段的水流速应该如何. G-H控制,依据管段附件(阀门、弯头等)的阻力与水流速平方成正比的关系，即，R=ζ●V2/B~II2g。泵的生产厂家要求把泵的出入口管段水流速控制在2~2.5m/s 最大不得超过3. 0m/s的规定,并要求在水泵的出入口段按计算的水流速配置扩散管。扩散管一般由厂J G(wP/h)家随机配给,如果自行加工配置,需符合图2要求, x角度不能太大,太大容易产生涡流,a图1角度也不能太小,太小会增加阻力,因此,需1°一计算的网路特性曲线II一 水泵G- H特性曲线控制在7°