淺談加大循環(huán)水泵流量解決供熱問題導(dǎo)致電能損耗.劉雪峰內(nèi)蒙古沁原監(jiān)理公司摘要:換熱站設(shè)計(jì)中最核心設(shè)備就是換熱器、循環(huán)水泵。它們在換熱站投資中占有比例最大, .它們的合理選擇配置，往往直接影響供熱系統(tǒng)的效果。循環(huán)水泵是換熱站重要的輔助機(jī)械設(shè)備之一，是熱工控制和調(diào)節(jié)的重要對象。它的工作特性及控制對熱網(wǎng)水利工況的運(yùn)行起著決定性的作用，我們就是靠它克服沿程阻力，把熱量送到千家萬戶，但同時(shí)它又是耗電“大戶”。當(dāng)供熱系統(tǒng)出現(xiàn)供熱末端或局部建筑暖氣不熱的問題時(shí)，物業(yè)管理人員往往會認(rèn)為是循環(huán)水泵流量不夠造成，便希望通過增大循環(huán)水泵流量，提高載熱量以求供熱問題得以解決。而盲目增大循環(huán)水泵流量，供熱問題是否能得以解決，產(chǎn)生的副總用又是什么呢?讓我們通過下文來進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;供熱問題;電能損耗中圖分類號: U464 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A一、 循環(huán)水泵如何正確選型循環(huán)泵的選取是根據(jù)管網(wǎng)水利計(jì)算得來的。分析調(diào)整系統(tǒng)的水力工況，根據(jù)管徑和比摩阻校核管道流量，正確選擇管徑和壓力損失，確定管網(wǎng)循環(huán)泵的揚(yáng)程和流量。選取過程中水泵需確定最大流量與最高揚(yáng)程，然后分別加10~20%作為不可預(yù)計(jì)的安全量作為選泵的依據(jù)。然后根據(jù)已知流量、揚(yáng)程選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備類型、大小。確定泵的型號后要確定其轉(zhuǎn)速、電動機(jī)型號。泵的進(jìn)出口方向應(yīng)注意與管路系統(tǒng)相配合，另外還應(yīng)查明允許氣蝕余量，并核算其幾何安裝高度，選擇合理地安裝方式。二、供熱末端或局部建筑暖氣不熱原因分析及正確解決方法:中國煤化工MYHCNMH G-1-供熱管網(wǎng)末端不熱一般有以下幾種情況:1.閥門失靈:管道閥盤脫落在閥座內(nèi)堵塞了熱媒流動通道，或管道下返彎處自動跑風(fēng)失靈，產(chǎn)生氣阻，堵塞管路。解決方法:首 先應(yīng)逐個(gè)檢查管網(wǎng)閥門及排氣閥門是否完好、是否按要求啟閉，將損壞的閥門更換。2.管路堵塞:在施工和改造過程中，管網(wǎng)中遺留的泥土、雜物在管網(wǎng)運(yùn)行時(shí)逐步積累后被沖到管網(wǎng)末端，導(dǎo)致熱水無法進(jìn)去室內(nèi)主管或立管。解決方法:對管道進(jìn)行反沖清洗，在管道上合理設(shè)置除污器，并定時(shí)清理。3.采暖系統(tǒng)管道坡度安裝的不合理，致使管道末端出現(xiàn)氣阻，堵塞或減小了該管段的流通截面積，從而造成不熱。解決方法:檢查管路是否向有利于泄氣的坡度敷設(shè)，如未按要求敷設(shè)，及時(shí)在高點(diǎn)設(shè)置自動跑風(fēng)。4.室內(nèi)系統(tǒng)的供、回水管道與室外熱網(wǎng)的供、回水相互接反，或全部在供(回)水管上，系統(tǒng)不能形成一- 個(gè)循環(huán)環(huán)路。解決方法:認(rèn)真查找暖氣不熱建筑室內(nèi)主管、立管連接，并了解外網(wǎng)情況，將錯(cuò)接的管道改正過來。5.供熱管網(wǎng)水平失調(diào):管道壓力難以平衡，導(dǎo)致距換熱站較近的建筑物溫度很高，遠(yuǎn)端建筑普遍溫度較低。解決方法:對比近端建筑和遠(yuǎn)端建筑室內(nèi)溫度，如溫差較大，在近端建筑室內(nèi)主管設(shè)置或增加平衡閥。6.熱網(wǎng)流量不夠，解決方法:通過收集相關(guān)數(shù)據(jù)、進(jìn)行理論計(jì)算，合理選取設(shè)備，進(jìn)行更新改造。三、選取過大流量循環(huán)水泵造成電能浪費(fèi)原因分析:當(dāng)出現(xiàn)供熱管網(wǎng)末端不熱的情況時(shí)，物業(yè)管理人員往往因?yàn)楣崂碚摵凸岢ＷR普及不夠或疏于查找問題，盲目更換更大流量的循環(huán)水泵。而且都存在這樣的一個(gè)僥幸心理，認(rèn)為所選的設(shè)備各方面的參數(shù)大- -些總比小了好，這樣不但不會出問題，總會對供熱有好處。殊不知，設(shè)計(jì)人中國煤化工YHCNMH G-2-員在選擇設(shè)備時(shí)大多也都是不加思索，不加研究和鑒別地去參考別人的設(shè)計(jì)，或隨著大多數(shù)狀況走，所選設(shè)備各方面參數(shù)已經(jīng)比實(shí)際所需有所加大。再經(jīng)過管理人員的加碼，使更換后水泵的參數(shù)會超過實(shí)際很多。過大提高流量、減小溫差對會帶來什么損失呢?呼市小區(qū)集中供暖，二次網(wǎng)供回水一般是按照供水75"C,回水55'C設(shè)計(jì)的。維護(hù)結(jié)構(gòu)供熱二次網(wǎng)流量計(jì)算公式為:GL = 0.86XEQ / (tg-th)GL-流量，L/h;EQ-熱負(fù)荷，W;tg、th一-供回水溫度，°C因?yàn)榫S護(hù)結(jié)構(gòu)中所需的熱負(fù)荷是一定的，所以供回水溫差與流量成反比。舉例說明，當(dāng)將供回水溫度由設(shè)計(jì)溫度的75C、55"C (溫差為20"C)調(diào)整為75"C、60°C (溫差為15C)，循環(huán)水泵的相應(yīng)流量就變?yōu)榱嗽髁康?/3倍。當(dāng)二次管網(wǎng)管徑一-定時(shí)， 由公式: Q=VSV一流速，m/s;q一流量，mils;S一管道橫截面積， nf ;可知流速變?yōu)榱嗽魉俚?/3倍。根據(jù)達(dá)西-韋斯巴赫公式: .IV2hfhp_-沿程水頭損失，m ;V一- 管道流速，m/ s ;L-管長，m;D一管道內(nèi)徑，m;中國煤化工YHCNMH G-3-λ-一管道沿程阻力系數(shù)?？芍?，在管道長度、管徑- -定，流速增大到原流速4/3倍時(shí)，相應(yīng)的沿程水頭損失會增大到原來的16/9倍，忽略局部水頭損失，即循環(huán)水泵所需的揚(yáng)程即增大到原水泵揚(yáng)程的16/9倍。由公式: N=HQ ρ g/ (3600n)Q---流量，mi/h; H一--揚(yáng)程，米H20; n--效率， %; ρ一-水密度，Kg/mi; N- -軸功率，Kw。可知可知流量增大到原來的4/3倍，揚(yáng)程增大到原來的16/9倍，循環(huán)水泵的軸功率變?yōu)樵瓉淼?4/27倍(2.37倍)，即在循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)間相同的條件下，理論耗電量為原耗電量的2.37倍。所以在熱網(wǎng)處于大流量運(yùn)行方式時(shí)，泵的工作點(diǎn)會在不經(jīng)濟(jì)的工作條件下運(yùn)行，由于流量與水泵軸功率成三次方的關(guān)系，所以大流量的運(yùn)行方式意味著電能消耗增大，造成浪費(fèi)。四、增開并聯(lián)循環(huán)水泵解決熱網(wǎng)流量不足導(dǎo)致電能浪費(fèi)原因分析: .有些高層建筑頂樓暖氣不熱或部分供熱末端暖氣不熱，經(jīng)過查找問題和理論計(jì)算，確實(shí)是因?yàn)檠h(huán)水泵設(shè)計(jì)流量過小，導(dǎo)致熱網(wǎng)流量不足造成。在解決該問題時(shí)，大多物業(yè)管理人員并未更換大參數(shù)循環(huán)水泵，而是通過增開并聯(lián)循環(huán)水泵的方式來解決問題，使原設(shè)計(jì)的一-用一 備變?yōu)閮捎貌粋?、兩用一備、甚至多用一備?我們現(xiàn)在通過繪制并聯(lián)循環(huán)水泵工況圖，來對參數(shù)相同的兩臺水泵并聯(lián)后的每臺泵的工況與單臺泵獨(dú)立運(yùn)行工況進(jìn)行比較:繪制工況圖如下:H2'__Q-EhAOG(Q-FD2+2,(2-112QIp中國煤化工MHCNMH G(0-P)291+2圖中: H表示揚(yáng)程; Q表示流量;HsT表示循環(huán)水泵入口水頭; H,表示最不利點(diǎn)總水頭:P表示水泵軸功率; n表示效率; 1,2 表示單臺泵工況; 1+2 表示兩臺泵并聯(lián)工況。根據(jù)公式:H HsThoho Hsr SoQ So92式中: Sxo、 S;分別為單臺循環(huán)水泵吸水點(diǎn)和配管交匯點(diǎn)(兩根管分別用AO、BO 表示)及配管交匯點(diǎn)至最不利點(diǎn)(管道用OG表示)的阻力系數(shù)。因?yàn)閮膳_泵是同型號,設(shè)管道中水流是水力對稱，故管道中有Q- Q12代入公式得:H;T(SoSoc)Q? 2由以上公式可繪出AOG(或BOG)管道系統(tǒng)的特性曲線Q-haoG ,此曲線與(Q H) 2曲線相交于M點(diǎn)，M點(diǎn)為并聯(lián)工況點(diǎn)。過M及(0,0)點(diǎn)做平滑曲線，與Q.2曲線交于S點(diǎn)，s點(diǎn)即為兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí)，將其中一臺泵停車，另一臺泵的近似工況點(diǎn)。通過M點(diǎn)作Q軸平行線，交單泵的特性曲線于N點(diǎn)，N點(diǎn)即為并聯(lián)工作時(shí)各單泵的工況點(diǎn)。其流量為Q1.2，揚(yáng)程HH2 Hg。 自N點(diǎn)引垂線交Q- η曲線于P點(diǎn)，交Q-N曲線于q點(diǎn),此二點(diǎn)分別為并聯(lián)時(shí)各單泵的效率點(diǎn)和軸功率點(diǎn)。由圖可看出P'> P.2，即單泵工作時(shí)的功率大于并聯(lián)工作時(shí)各單中國煤化工YHCNMH G- 5-泵的功率。另外Q'>Q1.2、2Q'>92，也就是說，一臺泵單獨(dú)工作時(shí)的流量大于并聯(lián)工作時(shí)每一臺泵的流量，即兩臺泵并聯(lián)工作時(shí)其流量不能比單泵工作時(shí)成倍增加。這種現(xiàn)象在多泵并聯(lián)時(shí)就很明顯，根據(jù)以上推導(dǎo)繪制下圖:H12\自2臺臺怡\通過分析，我們可以得出，增加并聯(lián)循環(huán)水泵，各泵的工況點(diǎn)與各泵單獨(dú)工作時(shí)的工況點(diǎn)相差較大，在流量、揚(yáng)程相同的條件下，大大得增大了循環(huán)水泵的軸功率。有些情況下，隨著循環(huán)水泵臺數(shù)的增加，還會使每臺水泵的工況點(diǎn)有可能移出高效區(qū)的范圍。所以增加并聯(lián)水泵的臺數(shù)，揚(yáng)程基本不會增加，而在加大流量的同時(shí)卻白白消耗了大量電能，造成浪費(fèi)。所以當(dāng)設(shè)計(jì)人員選擇的循環(huán)水泵開始運(yùn)行后，無論參數(shù)是否符合要求，管理人員盲目地增加并聯(lián)循環(huán)水泵都是不科學(xué)的，只有通過理論計(jì)算合理地選配電動機(jī),根據(jù)單泵單獨(dú)工作的功率來進(jìn)行配套，才能符合科學(xué)管理的要求。五、結(jié)束言:通過上面的論述，我們可以知道，在集中供暖的小區(qū)發(fā)生供熱末端或局部建筑暖氣不熱現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，徹查原因，解決問題。盲目加大循環(huán)水泵流量并非解決供熱問題的萬能方法，只有在合理的流量下，制定合理的運(yùn)行方案，才能減少循環(huán)水泵的無功損失，節(jié)省水泵用電量，降低經(jīng)營成本。中國煤化工YHCNMH G-6-[參考文獻(xiàn)][1]王宇清主編《供熱工程》機(jī)械工業(yè)出版社- 2005[2]施振球主編《動力管道手冊》機(jī)械工業(yè)出版社-1994[3]姜乃昌主編《泵與泵站》中國建筑工業(yè)出版社- 2007[4]嚴(yán)煦世主編《給水工程》中國建筑工業(yè)出版社- 1999[5]溫州中耐泵閥有限公司《水泵并聯(lián)工作圖解分析法》中國煤化工YHCNMH G-7-