區(qū)域供熱2004.5 期熱水供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選擇和使用中國石油天然氣管道局丁亦如王琳天津武清開發(fā)區(qū)熱力公司李富國鞍山市熱力設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司李親摘要: 本文就循環(huán)水泵的選擇原則、參數(shù)確定和選擇中的幾個(gè)問題進(jìn)行分析,指出泵的特性與熱網(wǎng)特性不相匹配的原因和解決的方法。對(duì)并聯(lián)泵的效果和管路聯(lián)接方式進(jìn)行了分析計(jì)算后,提出一些建設(shè)性意見和建議。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵并聯(lián)管路聯(lián)接1前言等。在排除循環(huán)水泵因制造原因而達(dá)不到實(shí)由熱源設(shè)備、熱網(wǎng)和室內(nèi)采暖系統(tǒng)組成際參數(shù)不可預(yù)見外，我們應(yīng)根據(jù)供曖系統(tǒng)提:的熱水供暖系統(tǒng)是-個(gè)系統(tǒng)工程、 -個(gè)整體,供的參數(shù)，合理選擇適用本系統(tǒng)的循環(huán)水泵忽略任何一部分都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的供暖效的型號(hào)和參數(shù),最大可能地滿足系統(tǒng)要求。果。循環(huán)水泵是聯(lián)接熱源、熱網(wǎng)和室內(nèi)采暖系2循環(huán)水泵的選擇統(tǒng)的樞紐設(shè)備,通過它把溫暖送給千家萬戶，2.1選擇的原則所以，循環(huán)水泵的性能和參數(shù)的合理性,就顯循環(huán)水泵在供暖系統(tǒng)中所占比例，無論得格外重要。因此合理選擇和正確安裝使用是容量還是設(shè)備數(shù)量都是很大的，運(yùn)行中的循環(huán)水泵，是取得較為滿意的供暖效果的關(guān)問題也比較多。因此,正確選擇、合理使用和鍵。作者在近幾年的實(shí)踐中,遇到因循環(huán)水泵管理，確保正常供暖和提高經(jīng)濟(jì)效益是十分選擇和使用不當(dāng)而影響供暖效果的現(xiàn)象有以重要的。選擇的原則是:設(shè)備在系統(tǒng)中能夠安下幾種:①循環(huán)水泵出口端的閥門不能百分全、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。選擇的內(nèi)容主要是確之百打開，只能按電動(dòng)機(jī)的允許額定電流控定它的型式、臺(tái)數(shù)、規(guī)格、轉(zhuǎn)速以及與之配套制閥門的開度，否則會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)的電動(dòng)機(jī)功率。行電流超過其允許的額定電流而燒壞電動(dòng)選擇時(shí)應(yīng)具體考慮以下幾個(gè)原則:①所機(jī)。②循環(huán)水泵的使用往往不是一臺(tái),而是二選的循環(huán)泵應(yīng)滿足系統(tǒng)中所需的最大流量和臺(tái)、三臺(tái)、多臺(tái)并聯(lián)使用，更有七臺(tái)泵同時(shí)并揚(yáng)程 ,同時(shí)要使循環(huán)水泵的最佳工況點(diǎn)，盡可聯(lián)使用的先例,而且多臺(tái)并聯(lián)使用，有的是同能接近 系統(tǒng)實(shí)際的工作點(diǎn)，且能長期在高效型號(hào)、同性能，也有型號(hào)不同、性能也不相區(qū)' 中國煤化工長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)同。①管道系統(tǒng)與泵的聯(lián)接方式各異,不在同性:THCNMH G上積小、重量輕效一位置、不在同一平面，造成系統(tǒng)不順、阻力率柏劉比牧尚的傭邛小承。①力求運(yùn)行時(shí)安增加。④循環(huán)水泵的出力達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)全可靠、平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低、抗汽蝕性能- 28-區(qū)域供熱2004.5 期，好。④選擇適用于流量變化大而揚(yáng)程變化不吸臥式離心泵、直聯(lián)單級(jí)單吸臥式離心泵、軸大的水泵，即G- -H 特性曲線趨于平坦的水開式單級(jí)雙吸臥式離心泵和單級(jí)雙吸中開蝸殼式離心泵等。2.2循 環(huán)水泵的參數(shù)選擇步驟:2.2.1流①根據(jù)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算流①原有計(jì)算的流量和揚(yáng)程可不再進(jìn)行附量;②根據(jù)室內(nèi)采暖系統(tǒng)形式,在沒有任何調(diào)加。節(jié)手段時(shí)，計(jì)算因重力或溫降引起的垂直失②在已定的水泵系列表中找某- - 型號(hào)的調(diào)，并由此能克服或基本上克服這種垂直失泵,查找的流量和揚(yáng)程與“水泵性能表”列出調(diào)所需的最佳流量值;③根據(jù)室內(nèi)采暖系統(tǒng)的代表性(一般為中間- -行)的流量和揚(yáng)程一形式，在具備有調(diào)節(jié)功能手段且行為節(jié)能意致, 或者雖不- -致，但在上下兩行工作范圍識(shí)尚未具備時(shí),可暫按②條確定流量。待行為內(nèi)。如果有兩種以上型號(hào)的泵都能滿足要求，節(jié)能意識(shí)到位或基本上到位后，屆時(shí)再采用那就要權(quán)衡分析,通常應(yīng)選其中比轉(zhuǎn)速(n)較調(diào)速泵的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能,為時(shí)不晚。高的、結(jié)構(gòu)尺小重量輕的泵。n。 的計(jì)算公必須指出，最佳循環(huán)流量值的概念不是式為:“大流量”，而是建立在目前的室內(nèi)系統(tǒng)尚不單級(jí)單吸離心泵:n,=3.65 VG具備調(diào)節(jié)手段的前提下，把垂直失調(diào)率控制H74在15%以內(nèi)，層間室內(nèi)溫度的差值控制在單級(jí)雙吸離心泵:n,=3.65 yG/20.2-0.4C之間的最小流量值。H/42.2.2揚(yáng)程①確定熱源設(shè)備系統(tǒng)或換式中:n-轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)/分;熱設(shè)備系統(tǒng)的阻力:鍋爐房系統(tǒng)應(yīng)控制在G -體積流量;m2/秒;1SmH2O以內(nèi)，換熱設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)控制在H-揚(yáng)程,米。10mH20以內(nèi)。②熱力管網(wǎng)的最不利環(huán)路阻③具體選定了泵的型號(hào)后，要檢查泵在力，主干線按經(jīng)濟(jì)比摩阻30. 70pa/ m進(jìn)行計(jì)該系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)的工作情況，觀察它的流量算,局部阻力可考慮1.15- -1. 20的附加。③和揚(yáng)程變化范圍,是否處在高效區(qū)內(nèi)工作。如室內(nèi)系統(tǒng)的阻力:-般為2- 3 mH20,水平單果運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效區(qū)很遠(yuǎn)，則說明泵在管串聯(lián)在八組以上和共用立管分戶控制系統(tǒng)該系統(tǒng)中工作經(jīng)濟(jì)性差,最好另行選擇。.應(yīng)考慮3- -5mH2O。 ④系統(tǒng)富裕壓力- -般為2.4循環(huán)水 泵特性與熱網(wǎng)特性的匹配3- -5mH20。循環(huán)水泵的工作特性曲線能否與熱網(wǎng)特2.2.3熱水供暖系統(tǒng)的介質(zhì)溫度和工性曲線相交在設(shè)計(jì)點(diǎn)上是很重要的,實(shí)踐中，作壓力,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算而定,而不是鍋爐的常出現(xiàn)熱網(wǎng)特性曲線右移，表現(xiàn)在泵出口端額定溫度和壓力。的閥門不能全開，促使出口端的閥門長期處為獲得_上述參數(shù)，新建供暖系統(tǒng)可通過在節(jié)流狀態(tài),水流不斷沖刷閥芯，一旦閥芯被計(jì)算求得,對(duì)擴(kuò)建和改建的供暖系統(tǒng),最好是沖刷變形,輕者失去關(guān)斷功能，重者會(huì)失去節(jié)對(duì)系統(tǒng)管路進(jìn)行實(shí)際地測(cè)定，最后用理論計(jì)流作用,致使電機(jī)被過流燒壞,釀成事故。再算校核,這樣比較可靠。說，水泵出口端的閥門主要作用是關(guān)閉，不允2.3選擇方法許長|中國煤化工成這種狀況的原利用“水泵性能表”選擇水泵，目前市場(chǎng)因,HcNMHG過大的估算管網(wǎng)水泵型號(hào)、品種繁多，適合于供暖系統(tǒng)的水泵阻力,而不是進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算。②新建管網(wǎng)按有單級(jí)單吸或單級(jí)雙吸立式管道泵、單級(jí)單規(guī)劃負(fù)荷計(jì)算阻力，而實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷差距很-29-區(qū)域供熱2004.5 期大。③原有舊管網(wǎng)的管徑比正常偏大,或利用好的水泵，其連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)均在10000小時(shí)二次網(wǎng)的管道改做- - 次管網(wǎng)使用。④水泵配以上,且安全可靠。用電機(jī)功率偏小，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)后,廠家只按泵的2.5.2 直聯(lián)單級(jí)單吸離心泵, 適宜選用最高效率點(diǎn)的流量值配用電機(jī)功率。功率在200kw以下為好，流量在400m'/h以為達(dá)到目的，針對(duì)上述的情況，采用以下上時(shí)，應(yīng)選用雙渦室果殼水泵,因?yàn)樗梢院芩姆N措施組織實(shí)施:好地消除葉輪在泵殼中工作的徑向力，提高①換水泵:重新選擇循環(huán)水泵,滿足熱網(wǎng)泵組的使用可靠性和壽命，同時(shí)可以降低因所需流量和揚(yáng)程的需要。大流量而引起的噪聲，該泵體積小、重量輕、②換電動(dòng)機(jī)，更換比原功率大- -級(jí)的電效率高、不需設(shè)地腳螺栓，在同型號(hào)水泵中，動(dòng)機(jī)，如原為90kw的電動(dòng)機(jī)可更換為110kw推 薦SB(R)- -ZL 型系列水泵?；?32kw的電動(dòng)機(jī)。2.5.3流量在 800m2/h以上時(shí)，宜選③改變運(yùn)行方式:如果原來系統(tǒng)配備的用軸開式或中開式單級(jí)雙吸離心泵，特別是循環(huán)水泵是一開- -備或二開一- 備，則應(yīng)將備流量大于1200m'/h、 揚(yáng)程大于50 mH20的用泵開起來,就有可能滿足系統(tǒng)要求。泵,應(yīng)選用單級(jí)雙吸離心泵為好。因?yàn)殡p吸泵④切削葉輪:切削葉輪直徑后的水泵特在同比轉(zhuǎn)速時(shí)的效率比單吸泵高出4-- 6%，性曲線與熱網(wǎng)特性曲線應(yīng)盡可能匹配。葉輪并且運(yùn)行平穩(wěn)。軸開式單級(jí)雙吸離心泵,推薦允許切削量為15- -20%,即(D.一D2)/D\=SBR型系列水泵，中開式單級(jí)雙吸離心泵和0.15--0.20，當(dāng)葉輪外徑切削到0.9D1范圍.中開式大容量單級(jí)雙吸離心泵，推薦SL0(w)內(nèi)，泵的效率幾乎不變，當(dāng)切削葉輪直徑至系列和0mega系列水泵。0.8- 0.9D.時(shí),泵的效率下降1%左右。葉輪2.5.4 立式單級(jí)單吸管道泵和BA系切削后泵的性能按下式計(jì)算:列單級(jí)單吸泵，宜在功率45kw以下選用，由G2=G●D2/D1于泵的效率相對(duì)比較低，經(jīng)濟(jì)性差，宜慎選H2 = H,(D2/D)2用。N2= N,(D2/D.)32.5.5選 用機(jī)械密封水泵,因?yàn)闄C(jī)械密式中: D、D2- -分別為葉輪切削前、后的葉輪封 比填料密封的密封性能好,泄漏量少,軸與直徑( mm); .軸套不易損壞。機(jī)械密封的機(jī)械損失功率較G、H、N2-分別為葉輪直徑切削前泵的小，約為填料密封的10--15% ,所以近幾年，流量(m'/h)、揚(yáng)程(m)和功機(jī)械密封被廣泛使用在離心式水泵上。率(kw);2.5.6循環(huán)水 泵的揚(yáng)程必須認(rèn)真計(jì)算,Gr.H2、N2-分別為葉輪直徑切削后泵的決不是越大越好，揚(yáng)程偏高不僅軸功率急劇增加，浪費(fèi)電能,重要的是泵的特性曲線與熱率(kw)。網(wǎng)特性曲線不能匹配,嚴(yán)重影響供暖效果,但上述四項(xiàng)措施，最可取的方法就是切削這種現(xiàn)象在行業(yè)中時(shí)有發(fā)生,望引以為戒。葉輪，促使水泵特性曲線與熱網(wǎng)特性曲線相3循環(huán)水泵的并聯(lián)效果匹配。這樣可以既經(jīng)濟(jì)又快捷的滿足供暖系3.1同性能(同型號(hào))泵并聯(lián)統(tǒng)的要求。3.1.1并聯(lián)后的流量是單臺(tái)泵額定流2.5幾點(diǎn)建議中國煤化工閉循環(huán)系統(tǒng)中,當(dāng)2.5.1 設(shè)有二臺(tái)(含二臺(tái))以上循環(huán)水網(wǎng)YHCNMHG1中2#線),即系泵的供暖系統(tǒng)可不設(shè)備用泵，目前市場(chǎng)上較統(tǒng)內(nèi)管道實(shí)際阻力偏小，運(yùn)行一臺(tái)泵時(shí)泵出-30-區(qū)域供熱2004.5 期口端的閥門不能全部打開,二臺(tái)泵并聯(lián)后,泵的網(wǎng)路系統(tǒng)中，我們推薦單臺(tái)泵運(yùn)行,必要時(shí)出口端的閥門能全部打開，此時(shí)兩臺(tái)泵并聯(lián)最多不宜超過三臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行。后的總流量可接近于兩臺(tái)泵額定流量的迭加3.2不同性 能泵的并聯(lián)數(shù)。如果二臺(tái)泵并聯(lián)后,泵出口端的閥門還不兩臺(tái)不同性能泵的并聯(lián)時(shí)，當(dāng)網(wǎng)路特性曲能打開,須啟動(dòng)第三臺(tái)泵并聯(lián)后,泵出口端的線較平坦(圖1中2線)即系統(tǒng)內(nèi)管道的實(shí)際阻閥門才能全部打開時(shí)，此時(shí)三臺(tái)泵并聯(lián)后的力偏小，其總流量接近于兩臺(tái)泵額定流量之總流量可接近于三臺(tái)泵額定流量的迭加數(shù)。和;當(dāng)網(wǎng)路特性曲線較陡時(shí)(圖1中3#線),說3.1.2不適宜采用并聯(lián) :在供暖的特定明系統(tǒng)管道內(nèi)實(shí)際阻力偏大，大小兩臺(tái)泵并聯(lián)密閉循環(huán)系統(tǒng)中,當(dāng)網(wǎng)路特性曲線較陡時(shí)(圖后,小容量的泵就沒有效果。同樣,當(dāng)網(wǎng)路特性1中3#線)，說明系統(tǒng)內(nèi)管道的實(shí)際阻力偏曲線屬正常時(shí)(圖1中1"線),大小兩臺(tái)泵并聯(lián)大,并聯(lián)泵的效果特別差,此時(shí)應(yīng)對(duì)管網(wǎng)阻力后,小容量泵的作用也是微不足道的。進(jìn)行分析計(jì)算,找出阻力特別大的管段,采用4循環(huán)水泵與 系統(tǒng)的管路聯(lián)接泵串聯(lián)的方式，可有效克服該管段的阻力,改4.1水的高流速引起泵出人口管段附善供暖效果。件阻力驟增熱網(wǎng)系統(tǒng)中主干線的水流速是遵照規(guī)范H(m)要求比摩阻在30- -70Pa/m范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算3#的，那么水泵出人口管段的水流速應(yīng)該如何. G-H控制,依據(jù)管段附件(閥門、彎頭等)的阻力與水流速平方成正比的關(guān)系，即，R=ζ●V2/B~II2g。泵的生產(chǎn)廠家要求把泵的出入口管段水流速控制在2~2.5m/s 最大不得超過3. 0m/s的規(guī)定,并要求在水泵的出入口段按計(jì)算的水流速配置擴(kuò)散管。擴(kuò)散管一般由廠J G(wP/h)家隨機(jī)配給,如果自行加工配置,需符合圖2要求, x角度不能太大,太大容易產(chǎn)生渦流,a圖1角度也不能太小,太小會(huì)增加阻力,因此,需1°一計(jì)算的網(wǎng)路特性曲線II一 水泵G- H特性曲線控制在7°