低温循环水供热系统节能运行的误区与对策

郭洪东(玲珑集团热电公司，山东招远265400)摘要:从供热系统泵站设计.运行.维护等方面提出泵站的节能方法，对同类供热企业节能降耗具有借鉴意义。关键词:低温循环水:供热:泵:节能低温循环水供热系统节能运行的误区与对策在一些中小城市中，直接供热方式因其结构简方法。与提高供水流量的量调相比，可以起到一定;单，综合造价低，容易建设，施工周期短，可在较的降低循环泵电耗的作用，但在直供系统中特别是短的时间内建成并投入使用而得到大量使用。特别低温循环水供热系统中一般受设备条件限制，供水是汽轮机低真空运行循环水供热系统，把系统的循温度很难达到一- 般设计的95C.环水直接由热源送到热用户散热，避免了冷源损在各热力站实行混水换热，此法尤其适用于直失，热效率很高。在企业的供热生产中，节能降耗供系统，这相当于将直接供热的一次管网变成混 合是一个永远的课题，虽然大家都采取了一些节能措换热的二次管网，可显著降低供回水温差。由于只施，可是目前以热电厂为热源的低温循环水供热系在 热力站增加混水泵，而不增加换热设备，降低了统泵站及系统节能中存在着认识误区，在此提出-一改造投资费用，总造价明显低于间接式供热系统。些意见，供参考。以循环水供热的直供系统的旁通加压法为例，混水泵设置在混水旁通管路上，利用水泵将二次网1供回水温差小， 循环水流量大的- -部分回水加压打入一次网供水中混合加热，形1.1误区成二次网供水，二次网的另一部分回水作为- -次网部分供热系统在运行中，供回水温差只有10~国水返回一次网回水总管，一次网供回水上设置调I5C，甚至小于10C，在这种情况下，要输送同样节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于-次的供热量只能靠提高循环水流量，增开水泵来实网供水的高中压区，供回水温差较大的地区。现。而对于相同的管网，流量越大，管内流速越高，实践证明，在直供系统实行混水换热，特别适沿程阻力也越大，泵的能量损失也越大。合目前新建的以地暖采暖的热用户，可根据不同建1.2对策筑物的采暖特点，调节供热温度，由于低温循环水提高供水温度，在各热力站实行混水换热。供暖实行24小时工作制，与-般设计的9S/70c.提高供水温度是应用了供热调节中的质调原2班制运行来比较，这种运行方式也完全能满足用.理，根据不同的室外温度只改变供水温度，不改变户采暖要求。而对于供热企业，由于温差的增大，输或适当降低供水流量，为目前普遍采用的运行调节送同样的热量，可采用较少的循环水流量，降低泵的能耗，起到节能降耗的目的。2水泵房设计不当造成的浪费时如果启动第二台泵，2台泵并联后的总流量是单2.1误区台泵额定流量的1.57倍，损失21.5%，如果继续启在热网运行中，循环水泵的工作特性曲线能否动第三台泵，那么3台泵并联后的总流量是单台泵与热网特性曲线相交在设计点上对经济运行是很重额定流量的1.8倍，损失40%，若是再增加并联泵要的，但实践中，由于热网分期建设、改造等原因，数量，其效果必然越来越差。因此，在正常的网路常出现水泵偏离设计的最高效率点的情况，造成很系统中，我们推荐单台泵运行，必要时最多不宜超大的浪费，主要有如下表现。过3台泵并联运行。(1) 多台相同规格型号水泵并联，按照负荷变(3)2台不同性能泵的并联时，能否收到最佳化改变水泵运行台数。这种方法的优点是简单可效果要根据网路特性曲线和泵的特性曲线综合考靠，缺点是总装机容量大，多台水泵并联运行效率虑。当网路特性曲线较平坦，即系统内管道的实际下降，占地多。另外，水泵启动电流大(软启除外)，阻力偏小，其总流量接近于两台泵额定流量之和:对电网有一定冲击。当网路特性曲线较陡时，说明系统管道内实际阻力(2)多台不同规格型号水泵并联。按照负荷变偏大，大小两台泵并联后，小容量的泵就没有效果。化改变水泵运行台数。这种方法不宜采用，不仅总同样，当网路特性曲线属正常时，大小两台泵并联装机容量大，占地多，而且多台不同规格水泵并联后， 小容量泵的作用也是微不足道的。运行效率很低。因此泵的特性曲线越陡(比转数越大)，流量增(3 )三台不同规格型号水泵切换。安装对应量4 Q越大，越适宜于并联工作;反之，泵的特性100%、80%、60%负荷三台水泵，三台水泵分别在曲线越平坦(比转数越小)，流量增量A Q越小，越不同负荷下运行。这种方法的优点是简单可靠，缺不适宜于并联工作。如果选型时不考虑水泵的特性点是总装机容量更大，占地多，如果泵的扬程搭配曲线，将会引起并联后流量增量不大，不能通过并不当，低负荷时损失更大。联使流量大幅度地提高，也不能通过运行台数的增2.2对策减有效地调节流量。循环水泵在供暖系统中所占比例，无论是容量(4)对低负荷工况，因为管路压降变化随流量还是设备数量都是很大的，运行中的问题也比较变化成平方关系增减，所以不可简单地仍按热水网多，选择时应考虑以下几个原则。主干线经济比摩阻(60~80Pa/m)选择低负荷用(1)应力求选择结构简单、体积小、重量轻、安的循环水泵扬程，而应对具体工况进行具体分析，全可靠、平稳、振动小、噪音低、抗汽蚀性能好、效合理确定热网低负荷时循环水泵的扬程、流量，不率相对比较高的循环水泵。选择适用于流量变化大仅有利于节电，亦可避免大流量、低温差不合理运而扬程变化不大的水泵，即G一H特性曲线趋于平坦行工况，保证供热质量。的水泵，尽可能接近系统实际的工作点，且能长期在高效区运行，以提高循环水泵长期运行的经济性。3变频技术应用不当造成的浪费(2)多台相同规格型号水泵并联后的流量不是3.1误区简单的单台泵额定流量的迭加。当网路特性曲线较对于离心水泵这类负载，转矩与转速的平方成平坦，即系统内管道实际阻力偏小时，多台泵并联正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀后的总流量可接近于泵额定流量的迭加数。当网路门控制流量，且不是满负荷工作，改为调速运行，均特性曲线较陡时，说明系统内管道的实际阻力偏能实现节电。一些文献以及水泵厂家宣称变频调速大，并联泵的效果特别差，此时应对管网阻力进行器是节电控制产品，给人的感觉是只要使用变频调分析计算，找出阻力特别大的管段，采用泵串联的速器都能节电，应当讲，在热网中应用变频器能否方式，可有效克服该管段的阻力，改善供暖效果。当节电和最大限度发挥变频器的节电潜力，需要进行网路特性曲线正常，即管道比摩阻按规范30 ~70Pa严 格的计算，否则，很难发挥变频器的节能效益。实/m计算时，单台泵出口端的阀门能全部打开，此.(下转第54页)置时，接点①和②断开, 06开关和07开关闭锁投II、II段时，总损耗为1540.38W,降低了654. 14W,人，在除尘段380V低压母线失电时，可实现3#除负载率为32.84%。尘变压器备用自投。如果仍需要2#、3*除尘变压器因此，实现两台变压器一一备一用的方案是可行单独带380V除尘II段、380V除尘I段运行，则断的，能够确保安全运行，可以降低变压器损耗，具开006开关，将备用自投开关置于“断开”位置，接有一定的节能效果。点①和②接通，06开关和07开关闭锁解除，则06开关和07开关都可以同时合闸。由此可见，经过技3应用效果术改造后，采用1台变压器运行，1台备用在安全性通过两台变压器运行方式的调整和技术改造，方面是可行的。单台变压器供两段380V母线的节能效果主要有以2.3单台变压器供两段380V母线的数据分析下几个方面:在实际运行中，2#、3# 除尘变压器独立带380V(1)通过对两台除尘变压器运行方式的技术改除尘I、段时，低压侧负载电流分别为245A.变， 解决了原来运行方式下没有备用电源的局面，237A，代入变压器负载损耗计算公式，可以得出2#提高了系统的运行的安全可靠性。同时，对开关的除尘变压器负载损耗p2'为580.42W, 负载率为保护进行了技术改造，即在2#除尘变压器低压侧0633.95%，总损耗为1436. 42W; 3#除尘变压器负载开关和3#除尘变压器低压侧07开关、2#除尘变压损耗p3'为534.38W，负载率为32.84%，总损耗器高压侧610开关与3#除尘变压器高压侧617开关为1540. 38W。分别增加了电气闭锁，避免电气倒闸操作时发生非2.4数据对比同期事故的可能性，提高了供电的可靠性。2#、3#除尘变压器独立运行时总损耗(不计负(2)改造后，提高了变压器的负载率，减少了变.载的铁耗，下同)为2194.52W，负载率分别为13.压器的损耗，年可节电5431.5~6291.4kWh.87%、21. 62%。2# 除尘变压器独立带380V除尘II、(3)通过5年多的实际运行，单台变压器供两段I段时，总损耗为1436.42W,降低了758.1W,负380V 母线的方案具有安全可靠、操作方便，便于维载率为33.95%;而3“除尘变压器独立带380V除尘护等许多优点， 受到运行人员的好评。■(上接51页)践中常有这样的情况:当满足供暖期内低、中、高负荷情况下的运行要求，.(1 )泵站中一用一备变频高速泵。其优点是简都能达到较高的效率。可采取不同容量，不同扬程单可靠，总装机容量小，运行效率高，占地少，节水泵并列，高扬程水泵变频的方案。能效果最佳，启动电流小。缺点是一次投资大。低负荷时，启动小容量、低扬程循环泵:中负.(2)多台相同规格型号水泵并联，其中一台变荷时，启动大容量、高扬程循环泵变频运行:高负频调速。这种方法的优点是降低了变频设备造价。荷时， 大容量，高扬程循环泵满频运行。热网分期但总装机容量大，占地多，特别是相当于几台大泵建设、改造时，不适合继续运行的水泵要果断进行与一台小泵并联运行，运行效率降低。改造或更换，使热网泵站满足热网发展的需要，并(3)多台相同规格型号水泵并联，每台变频调保持高效运行。速。设计者的初衷是力求多台并联消耗运行状态同步，以提高水泵运行效率。这种方法不但总装机容4结论量大，占地多，一次投资很大，而且即使多台水泵在热电厂实现汽轮机低真空运行，低温循环水同步运行，部分负荷下并联运行的水泵效率更低。供热是一种热效率很高的运行方式，只要我们掌握3.2对策.了泵站及其系统的运行原理，就能设计出更加合理应用变频器的热网循环泵站一种较好的设计应的热网系统及其运行方式，取得更好的节能效果。■