第24卷第7期煤氣與熱力Vol. 24 No. 72004年7月Gas HeatJu.2004文章編號(hào):1000-4416(2004)07-0388-03循環(huán)水泵的配置及變頻調(diào)速的能耗分析武文杰,黃普(陽(yáng)泉市熱力公司,山西陽(yáng)泉045000)摘要:對(duì)城市供熱系統(tǒng)中循環(huán)水泵的配置及變頻調(diào)速進(jìn)行了介紹,分析了其節(jié)能效果。關(guān)鍵詞:供熱系統(tǒng);循環(huán)水泵;變頻調(diào)節(jié);節(jié)能中圖分類號(hào):TU995文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BAnalysis on Energy Saving for Configuration and Variable FrequencyAdjusting Speeed of WaterCirculation PumpWU Wen-jie, HUANG PuYangquan Heating Company, Yangquan 045000, Chinaheat-supply system are introduced, and the effects of energy saving are analyzed culation pump in cityAbstract: The configuration and variable frequency adjusting speed of water circuKey words: heat-supply system; water circulation pump; variable frequency adjusting speed; energy0引言熱力站二級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)水泵傳統(tǒng)的配置形式如下:陽(yáng)泉市熱電聯(lián)產(chǎn)工程于2002年5月開(kāi)工建設(shè),(1)當(dāng)熱力站供熱負(fù)荷較小(6.0MW以下)當(dāng)年建成熱力站17座,供熱能力達(dá)到211MW,設(shè)時(shí),配置2臺(tái)同型號(hào)規(guī)格循環(huán)水泵,1開(kāi)1備。計(jì)供熱面積345×104m2,2002年供暖期實(shí)際供熱(2)當(dāng)熱力站供熱負(fù)荷在6.0MW以上時(shí),配面積204×104m2。據(jù)2002年熱力站電能消耗的分置3臺(tái)同型號(hào)規(guī)格循環(huán)水泵,單臺(tái)水泵流量按計(jì)算析熱力站平均電耗為22kW,h/m2,最小電耗為流量70%選取,揚(yáng)程取管道計(jì)算總阻力按2開(kāi)11.8kW·h/m2,最大電耗為36kW·b/m2。造成備運(yùn)行電耗相差懸殊的原因,一是循環(huán)水泵選型不合理,配1.2不同配置的能耗分析置不當(dāng);二是循環(huán)水泵未采用變頻調(diào)節(jié)。下面對(duì)供當(dāng)熱力站供熱負(fù)荷在6.0MW以上時(shí),也可配熱系統(tǒng)循環(huán)水泵的選型及變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能效果進(jìn)行置2臺(tái)同型號(hào)規(guī)格的循環(huán)水泵,1開(kāi)1備。在熱力分析。站供熱負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的情況下,循環(huán)水泵不同配置的節(jié)能效果分析如下。1循環(huán)水泵的配置及能耗分析(1)2開(kāi)1備配置的能耗分析例如某熱力站設(shè)計(jì)供熱面積為12×104m2,31.1選型與配置(1臺(tái)循環(huán)水泵的參數(shù)為:體積流量q=240m3/h,揚(yáng)期:2003-08-15;修回日期:2004-06-06第7期武文杰等:循環(huán)水泵的配置及變頻調(diào)速的能耗分析389程H=38m。2臺(tái)水泵并聯(lián)工作特性見(jiàn)圖121為60.0kW,而單臺(tái)泵運(yùn)行軸功率為54.5kW,節(jié)能圖1中2臺(tái)循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行,總性能曲線為近10.0%在同一揚(yáng)程下2臺(tái)泵流量迭加而成。BG為1臺(tái)泵的性能曲線,BA為2臺(tái)泵的總性能曲線。如管路2變頻調(diào)節(jié)的能耗分析的特性曲線為CA,則交點(diǎn)A為2臺(tái)泵并聯(lián)工作的工作點(diǎn),A點(diǎn)流量為gw1,單臺(tái)泵流量為:。2臺(tái)在熱力站供熱負(fù)荷未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的情況下,泵并聯(lián)流量并不是2臺(tái)泵單獨(dú)運(yùn)行流量之和。運(yùn)行循環(huán)水泵變頻調(diào)節(jié)與閥門(mén)調(diào)節(jié)的節(jié)能比較如下。中對(duì)12×104m2規(guī)模熱力站循環(huán)水泵流量測(cè)試,22.1改變閥門(mén)開(kāi)度的調(diào)節(jié)臺(tái)45kW泵并聯(lián)總流量為440m3/h,為2臺(tái)泵單獨(dú)改變循環(huán)水泵出口管線上的閥門(mén)開(kāi)度,實(shí)質(zhì)是運(yùn)行流量的18倍,水泵前后壓差為0.3MPa下面改變管路特性曲線。當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí),管路的局部阻對(duì)單臺(tái)水泵的軸功率進(jìn)行分析。力加大,管路特性曲線變陡(見(jiàn)圖2),工作點(diǎn)M移到M1,體積流量qv減小到qv,因而循環(huán)水泵的功率減小,效率下降。體積流量a/(m3h)圖12臺(tái)泵并聯(lián)T作特性體積流量a/(m3h')循環(huán)水泵軸功率P圖2泵的閥門(mén)調(diào)節(jié)工作特性PgrHp以45 kW KOL型水泵為例來(lái)說(shuō)明能耗情況。1027KQL型循環(huán)水泵參數(shù):q=260m3h,揚(yáng)程38m,電式中:Pa—軸功率kW機(jī)功率45kW。當(dāng)循環(huán)水泵輸出流量qp調(diào)至150Pn—水泵的有效功率kW;m3/h,則泵揚(yáng)程H為40m,軸功率為297kW,電機(jī)T—水泵的效率,取60%~75%;的效率為98%以上,故電機(jī)功率為31kW。q,—水泵的體積流量,m3/s22變頻調(diào)節(jié)1H—水泵的揚(yáng)程,m;(1)變頻調(diào)節(jié)原理p—水的密度,kg/m3變頻調(diào)速技術(shù)在燃?xì)饧肮嵯到y(tǒng)水泵及風(fēng)機(jī)的單臺(tái)泵流量為220m3/h,揚(yáng)程為30m,水泵效調(diào)速中應(yīng)用較多4。采用變頻器改變循環(huán)水泵的率取6%,計(jì)算得軸功率為30kW。2臺(tái)泵軸功率轉(zhuǎn)速實(shí)質(zhì)上是改變泵的特性曲線。如圖3所示,水共計(jì)60kW泵原轉(zhuǎn)速為n,工作點(diǎn)為M,若把水泵的轉(zhuǎn)速降至(2)1開(kāi)1備配置的能耗分析n1,特性曲線下移,移至M1,流量減小至qv在熱力站規(guī)模完全相同,管路特性曲線不變情泵的轉(zhuǎn)速(即電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速)可由下式計(jì)算況下,根據(jù)計(jì)算流量,可選流量為480m/h,揚(yáng)程為39m,電機(jī)功率為75kW循環(huán)水泵。運(yùn)行期測(cè)試流n=(1-s)5量q=400m3/h,泵揚(yáng)程H=30m。用上述方法計(jì)式中n—電機(jī)轉(zhuǎn)速,r/s;算得Px=54.5kW。5——電機(jī)轉(zhuǎn)差率,取1.3%;(3)2種配置方式能耗對(duì)比交流電頻率,Hz;在滿足一定負(fù)荷的情況下,2臺(tái)泵并聯(lián)軸功率P—電機(jī)極對(duì)數(shù)。390煤氣與熱力2004年對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速(隨室外氣溫調(diào)節(jié)),能耗指標(biāo)可以由22kWh/m2降至1.9kWh/m2,年節(jié)電60×10kWh,價(jià)值約24萬(wàn)元3結(jié)語(yǔ)體積流景/(m3h)(1)通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵2種配置方式的運(yùn)行能耗分析,在供熱系統(tǒng)一定的水力工況下,單臺(tái)泵要比2圖3泵變頻調(diào)節(jié)特性曲線臺(tái)泵并聯(lián)節(jié)能約10.0%(2)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速對(duì)流量揚(yáng)程功率的影響(2)當(dāng)熱網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)流量運(yùn)行時(shí),流量在額定流水泵的特性曲線是在一定的轉(zhuǎn)速下測(cè)定的但量的90%~50%變化變頻節(jié)能率為20%~65%,節(jié)在變頻調(diào)節(jié)下泵的體積流量9,揚(yáng)程H,功率P及能率隨流量減小而增加。效率η也隨之變化,其關(guān)系為參考文獻(xiàn)n, AP92nl2=P2=(n2[1]溫麗.鍋爐供暖運(yùn)行技術(shù)與管理[M].北京:清華式中:qv1,H1,P1—轉(zhuǎn)速為n1時(shí)水泵的體積流量大學(xué)出版社,1995揚(yáng)程、功率;[2]李善化,康慧.集中供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)qv2,H2,P2轉(zhuǎn)速為n2時(shí)水泵的體積流量電力出版社,1995揚(yáng)程、功率。[3]湯蕙芬范季賢.熱能工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械2.32種調(diào)節(jié)方式的能耗分析工業(yè)出版社,1999采用變頻調(diào)節(jié)時(shí),當(dāng)泵體積流量變?yōu)?50m3/h[4]林威李曉尚供熱系統(tǒng)變頻調(diào)速高次諧波干擾的時(shí)轉(zhuǎn)速由上式求得14.2r/s,由頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系解決[J.煤氣與熱力,2003,(8):506-507式可知,此時(shí)交流電頻率應(yīng)為29Hz。同理由上式5]王應(yīng)來(lái)張利平尤磊變頻調(diào)速技術(shù)在往復(fù)壓編機(jī)求得水泵揚(yáng)程H2為13m,有效功率為8.6kW。另上的應(yīng)用[J].煤氣與熱力,200,(6):426-427外,利用軸功率計(jì)算公式,可求得軸功率為89MW[6]張少云廖榮平,王淮,等.變頻調(diào)速裝置在供暖空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].煤氣與熱力,2001,(2):150-151而采用改變閥門(mén)開(kāi)度的調(diào)節(jié)方法時(shí),軸功率29.7155kW。這說(shuō)明變頻調(diào)速后循環(huán)水泵軸功率比通過(guò)關(guān)〖7]尚緒永,吳兆坤水煤氣爐鼓風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速[].煤閉閥門(mén)調(diào)節(jié)流量降低70%。變頻調(diào)節(jié)和改變泵出氣與熱力,200,(4):310,312口閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)流量,均會(huì)改變電機(jī)內(nèi)繞組的磁通[8]周君.變頻調(diào)速技術(shù)在羅茨式鼓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[J和功率因數(shù)但其影響程度并不大。所以,2種調(diào)節(jié)煤氣與熱力,2003,(10):623-624流量方式電能消耗差距較大,變頻調(diào)節(jié)綜合節(jié)能約9]王增光,杜生韓平一,等.羅茨式燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)變頻65%。據(jù)測(cè)算,在陽(yáng)泉市熱電聯(lián)產(chǎn)供熱工程17座熱調(diào)速操作參數(shù)的設(shè)置[J].煤氣與熱力,2003,(11):力站204×10·m2供熱規(guī)模下,如果供暖期運(yùn)行時(shí),