中央空调供暖系统循环水泵的选择与节能.doc

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热水供暖系统循环水泵的选择与节能
本文分析了热水供暖系统循环水泵容量偏大、浪费电能的问题。指出正确选择循环水泵采用的容量和热网调节方式，是供暖系统循环水泵节电的重要措施。
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 、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入侧，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人扬程中，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，这种扬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1O～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～方面又增加了水泵运行的耗电量。
2 、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，使大部分时问水泵流量偏大。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。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，当室外温度较高时，开启流量小的泵；室外温度较低时开启大流量的泵。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1台100％流量的水泵，和2台50％的水泵；当设2台同容量锅炉时，选用l台100％流量的水泵，2台50％流量的水泵，当1台锅炉运行进，开100％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 锅炉本体水流阻力
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115／'70℃高温水改为95／'70℃低温水锅炉，或95／70℃低温水锅炉在60／50℃下运行(地板辐射采暖系统)时，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。此时，锅炉水流阻力按下式计算：．
△ f 2／xp=H· ／ =H(— )L k
式中H—— 锅炉厂家给定的额定流量下的水流阻力；、G 锅炉实际、额定循环水量；
／xt、△k——锅炉额定、实际供回水温差。
当供回水温度由115270℃降为95／'70℃时，＆△ t=— · =1．8Go，／xp=3．24H；当地板辐射采暖用一60／50℃的热水由锅炉直接供热时，由于锅炉规格系列所限．常用供回水温度为95／70℃的锅炉降温运行．此时温差由／xt=25℃减小为1O℃ ，流量＆=2．5 ，水流阻力／xp=6 25H。可见由于降温运行使锅炉阻力增大应引起设计人员足够的重视，以免循环泵扬程不够，造成用户流量不足。若加大水泵扬程，会造成电能浪费，建议选用合适温度的锅炉，或要求锅炉生产厂家按实际温度调整锅炉构造。
3 、水泵耐压强度
热水循环水泵，当水温<80℃ ，循环水量不大时，可选用 型泵；当循环流量较大时，可选s型双吸泵。对水温较高或静压值较高的场合．可选用R型热水循环泵。
制造泵体的材料不同，其承压能力也不相同。选择水泵时还要注意水泵进口压力和出口压力。水泵出口压力等于水泵人口压力加水泵扬程，是水泵的最大工作压力。当定压点设在循环水泵人口时，水泵出口压力大于水泵扬程，即定压点压力加水泵扬程，如果工作压力超过水泵耐压强度，泵体可能被压裂，而有的水泵样本上没有给出水泵的工作压力，这是设计者易忽视的问题，必须引起注意，设计或定
货时应提供水泵工作压力的数值。
4、 循环水泵耗电输热比
为了控制循环水泵的动力消耗，国家有关的行业标准规定了锅炉房循环水泵的耗电输热比，即设计条件下输送单位热量的耗电量EHR，它是衡量水泵电能利用率的指标。其值越小，电能越少，电能利用率就越高。如果水泵的流量和扬程选得过大，超过实际需要，必然造成电能的浪费。所以选择水泵时，还要计算EHR看是否符合要求：
EHR= =丽r'N ≤
式中 E}m——设计条件下输送单位热量的耗电量，无因次；
e— 全日理论水泵输送耗电量(kw·h)：
Σ 全日系统供热量(kw·h)；
— 全日水泵运行时数，连续运行时r=24h：— — 水泵铭牌轴功率(kW)；c广采暖设计热负荷指标(kW／m2)；
A—— 系统的供热面积(m2)；
△r—设计供回水温差，对于一次网／xt=45～50℃，对于二次网／xt=25℃；
ΣIr一室外管网主干线(包括供回水管总长度)(m)；
a——系数，当ΣL~<5(KIm，a=0、0115，500m<ΣL<1000m，a=0．0092ΣL≥1000m．8t= 0．0O69如果不符合要求．则需重新选择水泵。
5 、结语
5．1 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。
5．2 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。