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(jì)有限責(zé)任公司吳春明蘇云國(guó)【摘要】本文通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵的揚(yáng)程曲線與管網(wǎng)的管路特性曲線的分析、研究,針對(duì)循環(huán)水泵的選型問(wèn)題進(jìn)行了探討,供廣大供熱科技人員參考?！娟P(guān)鍵詞]水泵的揚(yáng)程曲線管路特性曲線循環(huán)水量工作點(diǎn)隨著城市的發(fā)展,人們生活水平的不斷≈240m沿h提高,藍(lán)天工程成為政府和市民共同關(guān)注的式中大事。在我國(guó)三北地區(qū)小鍋爐漸漸沒(méi)有容身G—采暖熱負(fù)荷供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)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(lái)的是小鍋爐管網(wǎng)并Q采暖熱負(fù)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(wèn)t2t網(wǎng)路供、回水溫度℃。題2計(jì)算循環(huán)水泵揚(yáng)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(wàn)m,分為5=10×104+2×104+60×500×2×1.3×1.1個(gè)區(qū),最遠(yuǎn)端用戶距離鍋爐房500m。原有兩=20.6×10Pa臺(tái)DZL-28MW熱水鍋爐,于2004年并入集式中中供熱系統(tǒng)。一級(jí)網(wǎng)供、回水溫度12075℃,H一換熱站內(nèi)部壓力損失Pa;二級(jí)網(wǎng)供、回水溫度9070℃,二級(jí)管網(wǎng)為利H,最遠(yuǎn)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(bǔ)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(jì)算,供熱系統(tǒng)所需循環(huán)水量240m/h,循力相對(duì)沿程損失的比例百分?jǐn)?shù)a=03,換熱站環(huán)水泵揚(yáng)程206mH4O。二級(jí)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(tái),一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用,因此所選循環(huán)泵10Pa,裕量系數(shù)K=1.1。型號(hào)為200RXL-24,其主要參數(shù)如下:流量1計(jì)算二網(wǎng)循環(huán)水量:240m3/h,揚(yáng)程24mHO,電動(dòng)機(jī)功率2kWG=36Q/C(;-t)從水泵選擇看,流量基本符合設(shè)計(jì)流量,36×708×10141868×x(90-70)×1000揚(yáng)程較富裕區(qū)域供熱20064期(二)實(shí)際運(yùn)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(yùn)行一段時(shí)間后,發(fā)覡最遠(yuǎn)端用能,還和管路系統(tǒng)的狀況有關(guān)。水泵的揚(yáng)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(diǎn)即為水泵在系統(tǒng)中達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度18℃,實(shí)測(cè)換熱站總供水管運(yùn)行的工作點(diǎn)。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(yáng)程曲線與網(wǎng)路實(shí)際特性曲線無(wú)交時(shí)熱網(wǎng)循環(huán)水泵流量為252m/h,二級(jí)管網(wǎng)供點(diǎn),如圖二所示。左上部分G-H線為回水溫度正常。另外有一個(gè)重要的現(xiàn)象:循環(huán)200RXL-24的流量揚(yáng)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(shí)網(wǎng)的特性曲線,它與G-H曲線無(wú)交點(diǎn),在此電動(dòng)機(jī)的電流已達(dá)到額定電流,如果再開大虛線上方的實(shí)線為水泵出口閥門節(jié)流后的網(wǎng)出口蝶閥,電動(dòng)機(jī)就會(huì)由于過(guò)熱而燒毀。于路特性曲線,它與GH曲線的交點(diǎn)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(shí)際工作點(diǎn),對(duì)應(yīng)流量為252mh下運(yùn)行。其水壓圖見圖揚(yáng)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(jì)時(shí)缺少原有管網(wǎng)的阻力計(jì)算資料,只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(shí)際管路特性曲線應(yīng)更平緩從管網(wǎng)流量和水泵流量、揚(yáng)程比較,各項(xiàng)參數(shù)均基本符合,為什么實(shí)際供熱效果卻達(dá)(2)原有管網(wǎng)是鍋爐房供熱,多年來(lái)一不到設(shè)計(jì)要求呢?原因有以下幾點(diǎn):直是大流量、小溫差運(yùn)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(yáng)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(duì)上述的實(shí)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(shí)際工作點(diǎn)從圖(二)中的A點(diǎn)向右下方用壓力差過(guò)小,使供熱系統(tǒng)中最遠(yuǎn)端用戶的移動(dòng)移動(dòng)到圖(二)中的B點(diǎn)或C點(diǎn)附近,這實(shí)際流量少于設(shè)計(jì)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(shí)際情況是閥門21長(zhǎng)期在關(guān)34的情況下工作,水流時(shí)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(huì)失去節(jié)流作用,致使電10動(dòng)機(jī)過(guò)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(shuō)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(jìn)出口壓差提高,解決最遠(yuǎn)端用戶溫度偏低的問(wèn)題。為使A點(diǎn)向右下方移動(dòng),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(yáng)程0.8MPa(18mHO),功l10率18.5kW。此時(shí),水泵揚(yáng)程曲線與管道特性曲線交點(diǎn)將向右下方移動(dòng)如圖(三)所示,供0-1201020300006/)熱效果肯定會(huì)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(gòu)水泵配用電動(dòng)機(jī)均不超電流,如圖四所示。而買兩臺(tái)水泵即可。此時(shí)熱網(wǎng)流量增加,換熱站進(jìn)出口壓差提高不必對(duì)水泵節(jié)流,供熱效果改善。但雙泵并聯(lián)200RXL-18單臺(tái)泵GH運(yùn)行,沒(méi)有了備用泵,不安全,且總的耗電量增加,單臺(tái)泵不是在最高效率點(diǎn)下運(yùn)行,無(wú)用功增加效率低,不經(jīng)濟(jì)。由于該小區(qū)并入第二發(fā)電廠集中供熱管網(wǎng),所以說(shuō)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(guò)2004-2005年運(yùn)行期的檢驗(yàn),運(yùn)行效果與預(yù)想的一樣,經(jīng)實(shí)測(cè)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(dòng)機(jī)軸功率P=178kW。圖三最遠(yuǎn)用戶的室溫明顯提高,達(dá)到了設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)把200RXL-24配用改造前后循環(huán)泵年節(jié)約用電的電動(dòng)機(jī)Y180L-4型改為Y200L-4型,配用功率由22kW增至30W。此時(shí),水泵與網(wǎng)路曲線的交點(diǎn)可落在C點(diǎn)附近,流量增加,運(yùn)行效果改善。Y200L4與Y180-4地腳螺栓位置不同,故需打掉原來(lái)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(yùn)行方式讓兩臺(tái)200RXL(22-17.8)×24×180×0.86=1560384元24水泵并聯(lián)運(yùn)行,如圖四所示,水泵與管網(wǎng)的(五)通過(guò)這個(gè)實(shí)例的分析,可得出以下交點(diǎn)在D處,而單臺(tái)泵的工作點(diǎn)在E點(diǎn)附近,經(jīng)驗(yàn)(下轉(zhuǎn)第26頁(yè))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(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié),反應(yīng)迅速直接,但并沒(méi)有增加投資。在調(diào)節(jié)上,主要是調(diào)節(jié)一次在實(shí)際應(yīng)用中,大量終端用戶的調(diào)節(jié)信息都側(cè)閥門來(lái)控制流量,與集中交換系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)反饋到熱源,會(huì)造成調(diào)節(jié)頻繁、紊亂,因此,在戶閥門操作一樣簡(jiǎn)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(jiǎn)單、方便。進(jìn)行必要的調(diào)控。所以對(duì)供用熱雙方,交換人交換人戶系統(tǒng)實(shí)施起來(lái)也非常方便,無(wú)戶都要比集中熱交換系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來(lái)得快。需對(duì)供熱系統(tǒng)做更多的改動(dòng),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(jì)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(jì)量相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門,進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。與集中熱交系統(tǒng)的推廣進(jìn)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(yùn)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(méi)有運(yùn)行故障,方便。只需做定期維護(hù)。沒(méi)有了復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)和通過(guò)以上比較,我們可以知道,在分戶計(jì)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(fèi)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(jiǎn)單,因此設(shè)備維熱以及中間管理環(huán)節(jié)的要求,對(duì)熱力公司、物護(hù)更新費(fèi)用及管理難度大大降低,完全無(wú)需業(yè)公司和終端用戶都是有利無(wú)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(chǎng)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(lái)方便、安全的同時(shí),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(jiǎn)化,調(diào)控簡(jiǎn)單、直接,管理方便,設(shè)備維護(hù)度,無(wú)論由誰(shuí)管理都不會(huì)增加壓力更新成本大大降低,系統(tǒng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì),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(lái)額外的經(jīng)濟(jì)和管理負(fù)擔(dān)呢?答案是否定的。價(jià)值的,這是我們對(duì)分戶計(jì)量收費(fèi)在實(shí)際應(yīng)建設(shè)集中交換站也需要終端用戶出資,只不過(guò)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(fèi)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(yè))改造前后各循環(huán)泵參數(shù)循環(huán)泵型號(hào)額定功率(kW)實(shí)際功率(kW)額定流量(m}h)實(shí)際流量(m}h)額定揚(yáng)程(mH4O)RXI-24240RXL-1818517.8240238(1)對(duì)于這類利用原有小區(qū)管網(wǎng)的集中供熱工程的設(shè)計(jì),應(yīng)了解原有熱網(wǎng)的基本情參考文獻(xiàn)況,雖然不必非做出管路特性曲線,但應(yīng)對(duì)原有管網(wǎng)的阻力有個(gè)基本準(zhǔn)確的估值。[1]周謨?nèi)?流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)中國(guó)建筑工業(yè)出(2)對(duì)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(cè)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(shí),應(yīng)使水泵的最高3]《供熱工程》中國(guó)建筑工業(yè)出版社1985年12效率點(diǎn)流量比系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量稍大些。月第二版