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城市集中供热循环水泵节能技术应用

循环水泵选型错误是一个普遍存在的大问题,由于各供热企业和热电厂循环水泵的现状几乎都一样,因此很少被人们发现和重视。这是供热行业中电能浪费最严重的地方。按目前全国总供热面积十八亿平方米大略推算,每年至少多耗电能价值四十亿元以上。全面纠正循环水泵选型错误是供热行业以及各发电厂刻不容缓的大问题。如果能迅速在全国供热行业和热电厂开展一个调换循环水泵的技术措施,将会给国家节约大量电能。其选型的主要错误是:水泵扬程过高和多台泵并联运行的传统理念,致使电耗超过实际需要,甚至高出数倍。产生错误的原因是多方面的,经归纳分析主要有以下几方面:

  1、确定水泵扬程的设计与实际需要相差太大

  循环水泵扬程与实际相差太大,其主要原因是设计人员的“宁大勿小”的心理促使他们在套用有关设计规范时,全部采用“上限叠加”的作法,最后再乘一个安全系数造成的。还有的根本不做水力计算,而是套用类似的设计;或按照自己和别人的习惯不负责任设定的;甚至还有一部份对供热基本知识都不清的人,把楼房的高度也加到循环水泵扬程中造成的。当水泵扬程超过实际需要时,在运行中就会造成水泵出口阀门无法开大,否则电机就会过载,同时使电能大量浪费。

  正确确定水泵扬程的办法是:应根据实际情况认真的进行水力计算,而不是硬套规范。可用以下几种方法:一是如果设计资料齐全,可在正确选择运行参数的基础上,进行详细的水力计算来确定。二是如果原供热系统正在运行,或有历年的运行记录,可根据各处压力表的读值推算出各部分的阻力损失,以此做参考校核水力计算结果,以确定水泵扬程。其中:热源总出口压差即为外网的总阻力损失、锅炉或换热设备进出口压差即为此设备的阻力损失;水泵进、出口压差即为该水泵实际工作的扬程,如果压力表设在水泵进口阀之前,水泵出口阀之后,则二者之间的压差即为该供热系统实际需要的水泵扬程。

  2、对水泵并联运行工况认识不清

  好多供热企业是按照一台锅炉或一个换热设备配一台泵的方式确定的。他们错误的认为水泵运行的实际参数应与铭牌上的参数相同。实际水泵铭牌上的参数(流量和扬程)只是水泵在其效率最高点工作时的参数值。而水泵实际运行参数是由水泵的特性曲线与管路的特性曲线交点决定的。多台泵并联运行时的实际参数是由水泵并联后产生的特性曲线与管路特性曲线的交点决定的。多台同型号水泵并联工作后,其扬程要高于单台泵工作时的扬程,而其流量一般要小于单台泵工作时的流量的代数和。同时也小于每台泵铭牌流量的代数和。而且此时每台泵实际的工作效率都低于铭牌的效率。只有当管网的管径较粗,管路的特性曲线比效平缓时才有可能是铭牌流量的代数和。但设计时往往是按铭牌流量的代数和确定水泵并联运行流量的,因此运行时每台泵均不在高效点工作,从而浪费了电能。而有时又会无法满足系统对流量的要求,从而再增加运行台数或增大泵的型号。如某个单位运行六台泵仍无法满足热网流量的情况下又增加了三台大泵。

  3、多种运行工况时简单采用多台泵并联

  在一个供热系统可能存在多种运行工况时,如:采用分阶段改变流量的质调节方式运行时,都会采用多台同型号水泵并联的设计方案。这种方案表面看很合理,但结果每台泵都不在高效区工作,从而浪费了电能。针对这种工况,应大力推广单台泵运行的方案。改多台泵并联运行的习惯为任何工况下均是单台泵运行的方案是最佳设计方案。如果热源或热力站是恒流量质调节运行方案,应该重新选一台流量和扬程合适的水泵做为工作泵,把原有的几台泵做为备用泵。实践证明,这样改造后,可在1—2个月内从节约的电费中收回改造费用。例如有一个企业供热面积为180万㎡,原有9台泵,运转6台,改成一台泵后每年节电280万元。

  如果热源为分阶段改变流量的质调节运行方案,可选一台变速泵解决。如果一个热源有多种运行工况、或者是逐年递增的系统,可选择几种不同型号的循环泵,根据不同的工况启运不同型号的水泵。各种泵可根据实际情况互为备用。例如某单位的调峰热源有6台29MW的热水炉,采用了一小、一大、二中共4台恒速泵并联安装的方式,各种工况下只单独运转其中的一台泵,特殊情况时运二台泵,已正常运行了十几年。

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