热水循环水泵的选型与节能

更新时间:2019-07-24 浏览次数:

热水供暖系统中设置的循环水泵是向用户输送热媒的主要设备,也是锅炉房中耗电量较大的设备,其用电量约占锅房总用电量的40%一70%。实际工程中,循环水泵容量偏大的现象较为普遍,有的甚 至达到原参数的2倍以上,如果循环水泵的流量和 扬程偏大,会造成电能的严重浪费。 

1、应按分阶段改变流量的质调节运行方式选择 循环水泵,并详细计算系统负荷及阻力,选择合适的 水泵,不必另加富裕量。还要计算其耗电输热比是 否符合要求。同进应注明水泵工作压力,不要误将 水泵扬程作为其工作压力。 
   2、尽量选供回水温度合适的锅炉,不宜使锅炉降 温运行;不宜选择常压锅炉,不宜使锅降温运行;不 宜选择常压锅炉扬升供暖方式,以免水泵扬程加大, 浪费电能。 

1、循环水泵偏大的原因 

造成循环水泵容量偏大的原因主要有以下几 点:一是有的设计人员没有认真计算热负荷和系统 阻力,尤其是外网和锅炉房的阻力,采用估算方法,为保险起见,估算值过大,使选的水泵流量和扬程加 大很多;

二是有的系统运行后没有进行认真的初调 节,一旦系统出现水力失调,有人认为是水泵容量不够,而盲目换大泵;

三是有个别设计者对循环水泵扬程的概念不清:对承压锅炉采暖系统,定压点设在循环水泵吸水侧,循环水泵进出口均承受相同的静水压力,因此,其扬程不需要考虑用户系统的高度,只 要克服管网系统的阻力即可。但有的设计者却将系 统高度计入扬程中,这就使循环水泵扬程大大增加; 

四是多层建筑采用常压在锅炉供热系统,使循环水泵扬程增加。常压锅炉系统,由于锅炉与大气相通, 压力很低,供暖水泵进口与出口静水压力不同,此处 的水泵只是起向系统“扬升”供热水的作用,不起循 环作用,回水则靠系统高差克服回水阻力自流至锅 炉房。水泵的扬程只需克服供水干管阻力,水泵入 口处管道阻力及系统高度,将热水送人系统最高用 户略有余量即可,这种场升供暖的水泵应称为供暖给水泵,以区别于闭式系统的循环水泵,显然选择锅炉的类型决定着水泵的扬程的大小,以及系统耗能情况。因此,设计人员选择锅炉时要重视常压锅炉 系统供暖给水泵“扬升”供暖使电耗增加的特点,选择锅炉时要考虑系统的节能。建议三层以上的建筑 不要采用常压锅炉扬升供暖系统。以免水泵扬程增 加使电耗增加;

五是选水泵时,因水泵规格系列所限,很难选到流量,扬程完全一致的水泵,一般都选大一号的,这样层层加码,致使容量偏大,甚至达2倍以上。 

据调查,现有运行中的锅炉,其温差多数在 10~15℃,个别温差仅为8℃,也就证明了水泵容量偏大。 水泵容量偏大,一方面破坏了原设计的水力工况,另一方面又增加了水泵运行的耗电量。 

2、锅炉循环水泵的选择 

2.1循环水泵容量的确定 

循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下的用 户耗热量之和确定的,而在整个采暖期内室外气温 达到采暖室计算温度的时间很短,使大部分时间水 泵流量偏大。选择水泵之前首先应确定热网系统的 调节方式,然后根据调节方式确定循环水泵的流量。 国家有关标准中较明确规定:对于采用集中质 调节的供热系统,循环水泵的总流量应不低于系统的总设计流量;扬程不应小于系统的总压力损失,即 循环泵的流量和扬程不必另加富裕量。 集中质调的供热系统,多数处于小温差,大流量 的工况下运行,经济上是不合理的。确定总流量(循环量)应根据锅炉额定供回水温差来决定,比如14MW热水锅炉,供回水温度120/60,额定循环量为200吨/小时而采用分阶段 改变流量的质调节的运行方式,可大量节约循环水 泵的耗电量。将采暖期按室外温度的高低分为若干 阶段,根据室外温度决定需要运行的锅炉台数,同时确定本阶段循环水量及循环水泵运行方式。在每一个阶段内保持流 量不变,以满足供热需要。 

对于采用相同容量锅炉的情况,当设一台锅炉 时,可选2台100%流量的水泵;当设2台同容量锅炉时,选用l台100%总流量的水泵,2台50%总流量的水泵,当1台锅炉运行进,开一台50%总流量的水泵,2台50%的泵又可同时运行做为 100%泵的备用;设有了3台同容量的锅锅炉时,可 造2台33%的总流量的泵、1台66%流量的和1台 l00%流量的水泵。1台锅炉运行时,开启33%的水 泵,2台锅炉运行开启66%流量的水泵,3台锅炉同 时运行开100%流量的水泵。2台33%流量的水泵 可做为66%泵的备用。也可分别选1台33%流量、 1台66%流量和1台100%流量的水泵分别与1台、 2台、3台锅炉配套运行。 显然采用分阶段改变流量的质调节具有明显的 节能效果。 
  2.2锅炉本体水流量与电耗

以热水锅炉为热源的热水供暖系统,热源内部 阻力主要是锅炉水流阻力,这一数值应由锅炉厂家 提供。当选用的锅炉在额定供回水温度以下降温运 行时,比如120/'60℃高温水改为90/60℃低温水锅 炉,就要考虑在供出相同的热量时, 实际循环水量要大于额定流量,使锅炉水流阻力增 大。锅炉供回水温差减低一半,相应的循环量增加一倍。锅炉循环泵的流量和扬程、轴功率及叶轮转速之间存在以下比例关系: 
  即: n1/n2=G1/G2 
  (G1/G2)2=H1/H2 
  (G1/G2)3=N1/N2 
  式中n1、n2――――水泵转速 
  G1、G2――――水泵流量 
  H1、H2――――水泵扬程 
  N1、N2――――水泵轴功率 
  由此可以看出,水泵的扬程与流量的平方成正比,水泵的轴功率与流量的立方成正比。当水泵的流量降低20%的时候,电机转速就降低20%,而水泵的电耗将降低1-0.8*0.8*0.8=0.488,即减少48.8%,当水泵流量降低50%的时候,电机转速降低50%,水泵的电耗将降低1-0.5*0.5*0.5=0.875,即减少87.5%。所以,当额定流量增加一倍的时候,那么它的电耗将是原来的8倍。因此在锅炉运行时,我们要尽量按额定流量确定循环泵的运行频率,尽量做到按设计温差给定循环量,尽量避免大流量、小温差的运行方式。相对于锅炉总阻力,整个热水输送管道阻力更大,所以减小循环水量可以大大减小管道阻力,相对的可以减小循环水泵的扬程,从而达到减少循环水泵的总电耗。