热水供暖系统循环水泵的选择与节能.doc

热水供暖系统循环水泵的选择与节能夏喜英(黑龙江建筑职业技术学院)王建华(黑龙江省建筑设计研究院)摘要 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。关键词 热水供暖循环水泵选择节能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1O15，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21 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。22 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11570高温水改为9570低温水锅炉，或9570低温水锅炉在6050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 2xp=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9570时， t= =18Go，xp=324H；当地板辐射采暖用一6050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9570的锅炉降温运行此时温差由xt=25减小为1O ，流量=25 ，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rN 式中 Em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(kwh)： 全日系统供热量(kwh)； 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(kWm2)；A 系统的供热面积(m2)；r设计供回水温差，对于一次网xt=4550，对于二次网xt=25；Ir一室外管网主干线(包括供回水管总长度)(m)；a系数，当L5(KIm，a=0、0115，500mL1000m，a=00092L1000m8t= 00O69如果不符合要求则需重新选择水泵。5 、结语51 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。52 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。