區(qū)域供熱20064期淺析供熱系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選型牡丹江熱力設(shè)計有限責(zé)任公司吳春明蘇云國【摘要】本文通過對循環(huán)水泵的揚程曲線與管網(wǎng)的管路特性曲線的分析、研究,針對循環(huán)水泵的選型問題進行了探討,供廣大供熱科技人員參考?！娟P(guān)鍵詞]水泵的揚程曲線管路特性曲線循環(huán)水量工作點隨著城市的發(fā)展,人們生活水平的不斷≈240m沿h提高,藍天工程成為政府和市民共同關(guān)注的式中大事。在我國三北地區(qū)小鍋爐漸漸沒有容身G—采暖熱負荷供熱管網(wǎng)設(shè)計流量之地,取而代之的是熱電聯(lián)產(chǎn)和大型鍋爐房m3h;集中供熱工程。隨之而來的是小鍋爐管網(wǎng)并Q采暖熱負荷kW;入集中供熱大網(wǎng)工程,本文主要論述小鍋爐C一水的比熱kJkg·℃;并入大網(wǎng)主要設(shè)備—循環(huán)水泵的選型問t2t網(wǎng)路供、回水溫度℃。題2計算循環(huán)水泵揚程現(xiàn)以牡丹江紡織廠家屬區(qū)住宅樓為例:H=H+H +H,(一)該家屬區(qū)供熱面積8萬m,分為5=10×104+2×104+60×500×2×1.3×1.1個區(qū),最遠端用戶距離鍋爐房500m。原有兩=20.6×10Pa臺DZL-28MW熱水鍋爐,于2004年并入集式中中供熱系統(tǒng)。一級網(wǎng)供、回水溫度12075℃,H一換熱站內(nèi)部壓力損失Pa;二級網(wǎng)供、回水溫度9070℃,二級管網(wǎng)為利H,最遠用戶內(nèi)部系統(tǒng)壓力損失用原有鍋爐房供熱系統(tǒng)。原有鍋爐房改為換Pa;熱站,內(nèi)設(shè)板式換熱器、循環(huán)水泵、除污器、補H一網(wǎng)路供、回水干管壓力損失Pa。水定壓泵等設(shè)備,因家屬區(qū)住宅建筑年代較于是得到假定管路特性曲線方程為:久,所以熱指標(biāo)選為70W/m2。由于缺少原有H=SGPa=3. 6G]Pa=3. 64x10-GmH,O管網(wǎng)資料,所以假定比摩阻R=60Pa,局部阻經(jīng)計算,供熱系統(tǒng)所需循環(huán)水量240m/h,循力相對沿程損失的比例百分?jǐn)?shù)a=03,換熱站環(huán)水泵揚程206mH4O。二級管網(wǎng)的循環(huán)水泵內(nèi)部阻力H=10×10Pa,用戶系統(tǒng)阻力H=2×為二臺,一臺運行一臺備用,因此所選循環(huán)泵10Pa,裕量系數(shù)K=1.1。型號為200RXL-24,其主要參數(shù)如下:流量1計算二網(wǎng)循環(huán)水量:240m3/h,揚程24mHO,電動機功率2kWG=36Q/C(;-t)從水泵選擇看,流量基本符合設(shè)計流量,36×708×10141868×x(90-70)×1000揚程較富裕區(qū)域供熱20064期(二)實際運行情況系統(tǒng)中工作狀況不僅決定于水泵本身的性此供熱系統(tǒng)運行一段時間后,發(fā)覡最遠端用能,還和管路系統(tǒng)的狀況有關(guān)。水泵的揚程曲戶的室內(nèi)溫度只有13~14℃,并經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍線和管路特性曲線的交點即為水泵在系統(tǒng)中達不到設(shè)計溫度18℃,實測換熱站總供水管運行的工作點。壓力為P1=0.39MPa,入口總回水管P2=(2)本文所論述的供熱系統(tǒng)中,由于循環(huán)0.31MPa,作用壓差△P=008MPa(8mH2O),此水泵的揚程曲線與網(wǎng)路實際特性曲線無交時熱網(wǎng)循環(huán)水泵流量為252m/h,二級管網(wǎng)供點,如圖二所示。左上部分G-H線為回水溫度正常。另外有一個重要的現(xiàn)象:循環(huán)200RXL-24的流量揚程曲線,虛線為供熱管水泵出口管上的蝶閥僅能打開1/4左右,此時網(wǎng)的特性曲線,它與G-H曲線無交點,在此電動機的電流已達到額定電流,如果再開大虛線上方的實線為水泵出口閥門節(jié)流后的網(wǎng)出口蝶閥,電動機就會由于過熱而燒毀。于路特性曲線,它與GH曲線的交點A即為水是,循環(huán)水泵只能在出口蝶閥開度114的狀態(tài)泵現(xiàn)在的實際工作點,對應(yīng)流量為252mh下運行。其水壓圖見圖揚程為023MPa(23mH4O)。圖中△H為節(jié)流損失。分析結(jié)果:(1)由于是利用原有的鍋爐房熱網(wǎng),設(shè)I II P I上計時缺少原有管網(wǎng)的阻力計算資料,只能根據(jù)經(jīng)驗估算管網(wǎng)阻力,致使估算的阻力大于圖一系統(tǒng)水壓圖實際值。由此可知,我們假定的管路特性曲線(三)原因分析也是不正確的,實際管路特性曲線應(yīng)更平緩從管網(wǎng)流量和水泵流量、揚程比較,各項參數(shù)均基本符合,為什么實際供熱效果卻達(2)原有管網(wǎng)是鍋爐房供熱,多年來一不到設(shè)計要求呢?原因有以下幾點:直是大流量、小溫差運行,管徑已比正常值偏表面現(xiàn)象:大1.由于循環(huán)水泵提供的揚程消耗在水泵(四)采取的措施:出口閥門的節(jié)流損失上,致使換熱站出入口針對上述的實際情況,解決途徑是使水壓力差很小,如圖一所示。由于熱網(wǎng)獲得的作泵的實際工作點從圖(二)中的A點向右下方用壓力差過小,使供熱系統(tǒng)中最遠端用戶的移動移動到圖(二)中的B點或C點附近,這實際流量少于設(shè)計流量,因此室溫只有1314℃。2.由于出口管上的蝶閥的功能主要是關(guān)斷功能,而不是調(diào)節(jié)功能。而實際情況是閥門21長期在關(guān)34的情況下工作,水流時刻沖刷閥芯(水泵出口管的流速是系統(tǒng)中流速最大的),一旦閥芯在水流沖刷下變型,輕者是失去關(guān)斷功能,重者還會失去節(jié)流作用,致使電10動機過熱而燒壞。內(nèi)在原因:0"60-120180210300360Gm/h)(1)水泵是和管路相連的,所以說在管路圖二區(qū)域供熱20064期樣,可使熱網(wǎng)流量增加,節(jié)流損失減少,泵出200RXL-24200R禮L-24口閥門開度變大,換熱站進出口壓差提高,解決最遠端用戶溫度偏低的問題。為使A點向右下方移動,有以下幾種措2施70→方案一:更換水泵從RXL型樣本上查15出,如果采用200X18型水泵其性能參4數(shù)為:流量240mh揚程0.8MPa(18mHO),功l10率18.5kW。此時,水泵揚程曲線與管道特性曲線交點將向右下方移動如圖(三)所示,供0-1201020300006/)熱效果肯定會有所改善的。由RXL型水泵樣本查得,200RXL-24與200RXL-18地腳螺栓圖四位置相同,所以水泵的基礎(chǔ)不需重做,只需購水泵配用電動機均不超電流,如圖四所示。而買兩臺水泵即可。此時熱網(wǎng)流量增加,換熱站進出口壓差提高不必對水泵節(jié)流,供熱效果改善。但雙泵并聯(lián)200RXL-18單臺泵GH運行,沒有了備用泵,不安全,且總的耗電量增加,單臺泵不是在最高效率點下運行,無用功增加效率低,不經(jīng)濟。由于該小區(qū)并入第二發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng),所以說方案一所更換的水泵可以調(diào)劑到別的換熱站或新建的換熱站,所以我們優(yōu)先P(kw)選擇方案一。更換水泵后,系統(tǒng)水壓圖見圖卩5五,由圖可知,△P明顯提高。經(jīng)過2004-2005年運行期的檢驗,運行效果與預(yù)想的一樣,經(jīng)實測水泵流量238mh,換熱站供回水溫差△P=0.13MPa(13mH2O),水泵出口管道上的閥I20180240300門可以全部打開,電動機軸功率P=178kW。圖三最遠用戶的室溫明顯提高,達到了設(shè)計溫度18℃C。改造前后各循環(huán)泵參數(shù)見表一。方案二:更換電動機把200RXL-24配用改造前后循環(huán)泵年節(jié)約用電的電動機Y180L-4型改為Y200L-4型,配用功率由22kW增至30W。此時,水泵與網(wǎng)路曲線的交點可落在C點附近,流量增加,運行效果改善。Y200L4與Y180-4地腳螺栓位置不同,故需打掉原來的泵基礎(chǔ)重新制作,而且耗電量增加。圖五系統(tǒng)水壓圖方案三:改變運行方式讓兩臺200RXL(22-17.8)×24×180×0.86=1560384元24水泵并聯(lián)運行,如圖四所示,水泵與管網(wǎng)的(五)通過這個實例的分析,可得出以下交點在D處,而單臺泵的工作點在E點附近,經(jīng)驗(下轉(zhuǎn)第26頁)區(qū)域供熱20064期集中、復(fù)雜的熱交換系統(tǒng),理論上可以直接反這一部分資金體現(xiàn)在用戶家中的交換設(shè)備上應(yīng)到熱源,進行相應(yīng)調(diào)節(jié),反應(yīng)迅速直接,但并沒有增加投資。在調(diào)節(jié)上,主要是調(diào)節(jié)一次在實際應(yīng)用中,大量終端用戶的調(diào)節(jié)信息都側(cè)閥門來控制流量,與集中交換系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)反饋到熱源,會造成調(diào)節(jié)頻繁、紊亂,因此,在戶閥門操作一樣簡單,如果配以自控裝置小區(qū)(相當(dāng)于原交換站位置)設(shè)置區(qū)域調(diào)控站更可以保證終端用戶操作的簡單、方便。進行必要的調(diào)控。所以對供用熱雙方,交換人交換人戶系統(tǒng)實施起來也非常方便,無戶都要比集中熱交換系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來得快。需對供熱系統(tǒng)做更多的改動,在新建的供熱交換入戶使城市內(nèi)為數(shù)眾多的集中熱力系統(tǒng)中,只要設(shè)計思路做一下調(diào)整。而已建成站不復(fù)存在,取而代之的是區(qū)域調(diào)控站,只設(shè)的系統(tǒng)中,可配合熱力站的更新和分戶計量相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門,進行流量調(diào)節(jié)。與集中熱交系統(tǒng)的推廣進行。我們開發(fā)了戶內(nèi)交換系統(tǒng)換站內(nèi)的換熱器、水泵等運轉(zhuǎn)設(shè)備和復(fù)雜的選擇小型設(shè)備集成,占用空間很小,安裝也很供電系統(tǒng)相比,調(diào)節(jié)閥門幾乎沒有運行故障,方便。只需做定期維護。沒有了復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)和通過以上比較,我們可以知道,在分戶計供電系統(tǒng),供熱調(diào)節(jié)的參數(shù)主要是一次網(wǎng)流量收費的前提下,交換入戶更加適應(yīng)供熱、用量,控制系統(tǒng)和手段都變得簡單,因此設(shè)備維熱以及中間管理環(huán)節(jié)的要求,對熱力公司、物護更新費用及管理難度大大降低,完全無需業(yè)公司和終端用戶都是有利無弊,能夠充分固定人員職守,與集中交換站的管理相比,所利用熱能,更加符合市場化的要求,在給終端投入的人力物力和資金都是微乎其微的,這用戶帶來方便、安全的同時,使供熱系統(tǒng)得到樣的調(diào)控站大大降低了管理成本和管理難了簡化,調(diào)控簡單、直接,管理方便,設(shè)備維護度,無論由誰管理都不會增加壓力更新成本大大降低,系統(tǒng)運行更加經(jīng)濟,因此那么,交換入戶系統(tǒng)是否給終端用戶帶我們認(rèn)為交換人戶系統(tǒng)是具有可行性和推廣來額外的經(jīng)濟和管理負擔(dān)呢?答案是否定的。價值的,這是我們對分戶計量收費在實際應(yīng)建設(shè)集中交換站也需要終端用戶出資,只不過用方面的思考,筆者也希望就此與業(yè)內(nèi)同行是以集資費的形式表現(xiàn),而交換人戶系統(tǒng)中,共同探討并加以完善。(上接第23頁)改造前后各循環(huán)泵參數(shù)循環(huán)泵型號額定功率(kW)實際功率(kW)額定流量(m}h)實際流量(m}h)額定揚程(mH4O)RXI-24240RXL-1818517.8240238(1)對于這類利用原有小區(qū)管網(wǎng)的集中供熱工程的設(shè)計,應(yīng)了解原有熱網(wǎng)的基本情參考文獻況,雖然不必非做出管路特性曲線,但應(yīng)對原有管網(wǎng)的阻力有個基本準(zhǔn)確的估值。[1]周謨?nèi)?流體力學(xué)泵與風(fēng)機中國建筑工業(yè)出(2)對與選定的泵型,應(yīng)畫出其G-H曲版社1994年11月第三版線,并與假想的網(wǎng)路特性曲線分析一下,使所[2]湯惠芬、范季賢,城市供熱手冊天津科學(xué)技術(shù)選擇的泵與網(wǎng)路具有可匹配性。出版社1992年2月第一版(3)注意在選水泵時,應(yīng)使水泵的最高3]《供熱工程》中國建筑工業(yè)出版社1985年12效率點流量比系統(tǒng)設(shè)計流量稍大些。月第二版