热力系统循环水泵合理配置的研究与应用

节能2005年第10期-28-ENERGY CONSERVATION(总第279期)热力系统循环水泵合理配置的研究与应用潘卫岗,孙计英(盘锦市房产供暖管理处,辽宁盘锦124010)摘要:循环水泵在热力亲统中的合理配置至关重要。如何使循环水泵在热力系统中安全经济地运行,并达到与热力亲统的最佳配置是专业技术人员应该积极研究和探讨的问题。关键词:循环水泵;流量;扬程中图分类号:TU833*.1文献标识码:B 文章编号:1004 - 7948(2005)10 - 0028- 031前言形势下，合理配置热力系统循环水泵对节约电能无目前，在很多的热水采暖锅炉房和热力站中,普疑具有重大意义。遍存在循环水泵容量偏大的问题,致使热水循环量2循环水泵与热力系统的合理配置和压头过大、电能浪费严重。笔者曾对某供热公司2.1循环水泵的选择10座满负荷运行的热力站运行情况作过调查与核水泵的流量、扬程以及流量-扬程曲线是选择算,发现均存在不同程度的扬程高于热力系统阻力，循环水泵的关键条件。循环水泵的选择原则在于设造成循环水泵电机容量过大,浪费电能的问题。上备在系统中能够安全、经济地运行，达到循环水泵与，述热力站循环水泵实际运行总容量1185kW,如果热力系统的最佳配置。离心式水泵一般均采用后弯选用合理扬程,运行容量可降至868kW,仅这10座式叶轮,后弯式叶轮流量-扬程曲线的总趋势是扬热力站在一个采暖期内就要浪费电能106万kWh,程随着流量的增加而下降。由于水泵内部的结构不多支出电费56万元,可见，循环水泵与热力系统配同,流量-扬程曲线分陡降形、平坦形和驼峰形三种置不合理的弊处之大。据估算,目前存在这种问题形式,平坦形曲线有8%~ 12%的斜度,流量变化很的热力系统约占50%。造成这种后果的原因主要大,压头变化很小,适合作为热力系统的循环水泵。有三方面:一是原始设计循环水泵选型不合理或设具有平坦形特性曲线的水泵有sh型、LS型、RXL计人员过于保守;二是水泵制造厂产品规格不齐全;型和IRG型等。三是有些专业人员对循环水泵在热力系统中的作用(1)循环水泵流量认识不清。在我国电力供应紧张、企业经营艰难的循环水泵的总流量应等于系统循环水量的容,最大为2000~4500pF,即使切断电源仍然会残见故障的检测方法,对于用户或工程技术人员维修留有充电电荷,所以对电解电容器要先用烙铁、插头有着重要的参考价值。等物体充分释放残留电荷。电荷放尽以后,用指针参考文献式万用表RX10K挡检测,指针应是指到0,然后慢[1]肖风明,王清兰,朱长庚,等.变频空调器微电脑控制电路分析与速修技巧[M].北京:机械工业出版社,2004.慢退到∞,否则电解电容器损坏。⑥传感器。如果空调器出现频率无法升降与保[2]美的集团公司.海信变频空调器使用手册[M].广东:美的集团公司, 2002.护性关机等故障,应首先考虑检查传感器,大多数传[3]曹巧嫒.单片机原理与应用[M].北京:机械工业出版社, .感器可以从插座.上拔下，从外表上即可以判断是否2002.损害、断裂、脱胶。用手或温水加热，用万用表[4]Broeck H W V D, Skudelny H- C. Analysis and realizationRX100挡测其阻值,看其阻值是否变化,无变化则ofa中国煤化工roltage space vectors[J]MYHCNMHGpplications, 1998, 24可以判定传感器损坏。(1作者简介:林立(1972- ),男,湖南武冈市人,讲师,硕士研究4小结生，研究方向:电力电子与电力传动。本文分析的变频空调控制电路的基本原理和常(收稿日期:2005 -07-16)2005年第10期节能(总第279期)ENERGY CONSERVATION105% ~ 110%,循环水量G可按下式计算:- -台备用。当系统所要求的流量或压力较大,或为G=Q.Kx*10~3/C.(tg-th) t/h运行可靠可以采用两台或两台以上的水泵联合工式中Q一采暖热 负荷, kJ/h;作。循环水泵并联时要选用同型号、同扬程的水泵，Kx- -系数, - -般取Kx=1.05~1.10;如果选用水泵扬程不同,其中一台水泵的压头比另C-水的比热, kJ/kgC ;-台高,公用输水管中的压头也比另一台水泵所产tg -供水温度,C;生的压头高,则低扬程的水泵无法将压水管上的止tn一回水温度, C。.回阀打开进行输水。两台水泵并联工作时,流量-扬程曲线见图1。(2)循环水泵的扬程循环水泵的扬程应不小于设计流量条件下热H|源热网和最不利用户环路的压力损失之和,可根据公式计算: .H=(H,+Hw+H,)K。式中H-循环水泵的扬程,MPa;H,--网路循环水通过热源内部的压力损失,MPa。对热力站系统,当采用换热器串联布置时, H,=0.15~0.20MPa,当换G(1) G2) G(1+2)G热器并联布置时，H,= 0.10 ~1-一台水泵的G-H曲线;2-两台水泵并联后的G- H曲线;0.15MPao3-管路特性曲线H-网路主干线供、回水管的压力损失,图1两台同型 号水泵并联工作图MPa。Hw=ELx Sh。室外管道单位从图1中可以看出,两台泵并联工作时,总流量.管长沿程压力损失Oh对干管、支干G(1 +2)=2G'(1),它大于一台泵单独工作时的流管:量G(1),但小于两台泵单独工作时的流量之和2GDg≥250mm, Oh = 30 ~ 60Pa/m;(1)。由此可知,增加一- 台泵,出水量并非增加一倍，Dg<250mm, Oh = 60~ 100Pa/m。并联水泵愈多、增加的流量愈少。因此,当管道的特H,-主干线末端用户系统的压力损失,MPao性曲线已定的情况下,并联水泵过多,并不一定好，对直接连接的散热器采暖系统Hy= 0.01 ~这是因为网路中的压力损失随着合成流量的增加而0.02MPa。K。- 安全系数,取K。=1.1~1.2。增大,而每台水泵的压头也随着变大的缘故。根据从热水网路水压图和上式可见,循环水泵是在上述分析,合理地配置水泵,必须综合考虑热力系统全系统都充满水的封闭式的网路中工作,水泵的进的流量、阻力和系统特性等几个方面的因素,并结合出口均在系统中的等压力作用之下。因此,循环水工程具体实际和投资、运行经济效益来确定。泵的循环压力只克服热源内部、室外管网、用户管道2.2循环水泵工作点的分析和散热器的阻力。循环水泵的压头不需要考虑用户循环水泵的工作点是泵的流量-扬程曲线与管系统的高度,而只计算热水系统的阻力。路特性曲线的交点。在室外热水网路中,水的流动关于循环水泵的扬程选择,虽然有关设计规范状态大多处于阻力平方区,流体的压降与流量服从上有明确规定,但有些人员或管理人员还往往与开二次幂规律:式系统混淆,将建筑物或地形高度计算在内,致使水OP-RX(I+ IJ)=SxG2泵扬程过高于循环系统的阻力,无端造成浪费。根式中OP一网路计算管 段的压降, Pa;据.上述的H,,Hw和H,的分析,对供热距离在1km中国煤化工组;以内的热力站系统,循环水泵的扬程一.般在26~YHCNMHG度和局部阻力当量46m。长度;(3)循环水泵台数的确定S一网路计算管段的阻力数;热力系统循环水泵的台数不宜少于两台,其中G-网路计算管段的水流量。节2005年第10期0-ENERGY CONSERVATION(总第279期)在已知水温参数下，网路各管段的阻力数s代由此可见当循环水泵扬程选择过高时,一方面增大表管段通过1m3/h水流量的压降,只和管段的管径了水泵轴功率,浪费电能;---方面由于网路循环水量d、长度I、管内壁当量粗糙度K以及管段局部阻力增大,导致系统供回水温差降低,供热不经济,此外，当量长度I。的大小有关。循环水泵的工作点可以还有可能造成系统超压。为了保证系统不超压，使利用图解法或计算法求得。水泵与热水网路的特性泵工作在最佳效率点,往往采用泵出口节流调节,增曲线见图2。大网路总阻力S值,将水泵工作点移到C点,此时,节流损失为Hc- HA相应多消耗的功率为ON =KopGa(Hc- H)kW。通过以上分析可见,循环水泵如果选择不当,不/3仅会造成系统运行调节上的不便,减小了供回水温B/差,使运行不经济。单从耗电方面来说,浪费也是很大的。笔者对某供热公司市区内的热力站做过调查,有50%的热力站存在循环水泵扬程过高的问题,耗电量平均增大了30%,扬程最大超出26. 5m。其中有11个热力站计算扬程是36~ 44m,实际选用G/m'.h'扬程是63m,电机功率75kW,这些热力站完全可以1 -水泵的流量-扬程曲线;2 -热水网络的特性曲线;合理选择水泵扬程,电机功率可降至45kW或3-变化后的热水网路特性曲线55kW。可见,合理配置循环水泵在节能挖潜方面效图2水泵 与热水网路的特性曲线由图2可见,A点即为水泵的工作点。如果在益是显著的。运行期间,热水网路任一管段的阻力数发生变化,则3循环水泵合理配置的应用笔者在盘锦市供暖处建行站的设计中,合理选必然使热水网路的总阻力s总值发生变化,工作点用了循环水泵,获得了较好的经济效益。该热力站的位置也会随之改变到B点,则热水网路的水力工供热面积13万m2,供热半径500m,系统循环水量况也就改变了。图3是两台不同功率水泵工作性能312t/h,系统阻力30mH2O,设计选用150RXL- -33对比图。(IRG150-315)水泵,流量200m2/h, 扬程32m,电H机功率30kW ,转速1450r/mino输送介质温度不大于130C。热力站建筑面积112m2,其中设备间占地面积83.7m2。建行站1996年冬季投入使用,经过3个月的运行检验,立式热水循环泵达到了运行\2平稳、无泄漏、噪音低,改善值班工人工作环境的目的。该热力站采用立式热水循环泵,与采用常规静压线6sh-9水泵相比,节约电力增容费2.1万元。采暖-G期节电57456kWh,采暖期节省电费1万元，节电效果非常显著。图3两台不同功率水泵工作性能对比图4结束语由图3可见,当循环水泵流量、扬程选择合理热力系统循环水泵合理配置的关键是循环水泵时,其特性曲线为1,水泵运行在工作点A。水泵所的流量.扬程、台数及流量-扬程曲线与热水系统特需的轴功率为JG^AHA阴影中的面积,即PA= GA性配置合理。循环水泵配置合理对降低水泵耗电量(HA-J)/1000 kW, 如果水泵扬程选择高于热力系统阻力时,其流量-扬程特性曲线为2,此时水泵节约挖中国煤化工钓推广应用价值。作者简|YHCNMH G人,工程师,学士学工作在B点,则水泵所需的轴功率为JGpBHg阴影位,从事供暖生产、技术及上程L作。中的面积,即Pg= Gg(Hp- J)/1000kW,Pg>PA,(收稿日期:2005 - 07 - 07;修回日期:2005-09-12)