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摘要：我国供热系统能源消耗量相对比较大，供热系统的质和量调节是节能运行的基础，也成为系统实现节能的一个重要环节。采用循环水泵是工程中常用的一种方式，但在配置和选型过程中，还存在着一些误区。比如认为水泵的流量和扬程选大些更安全，使用变频就可实现节能调节。本文主要对循环水泵的合理配置与正确选择进行了一定的分析。
关键词：循环水泵；合理配置；正确选择
1 循环水泵的合理配置与正确选择
1.1 影响正确选泵的因素
在设计阶段，计算锅炉房或换热站自身阻力时，应同设备厂家积极配合，搜集锅炉、换热器等设备的相关技术资料，准确选取阻力参数。对最不利管网环路的沿程阻力和局部阻力严格按照管径、长度及阻力部位，按照图纸进行详细精准的计算，同时考虑与其他并联管路的阻力平衡问题，从计算环节提高数据的准确性。在施工阶段，水泵的最终选型多在热源系统确定、外网设计完成以及热源内部选型或采购完成的基础上进行，大多时候是在施工环节完成的水泵最终订货环节，这个环节实际上也是水泵正确选择的关键步骤。除采用设备及管道的准确数据来确定水泵参数外，还应考虑水泵的特性曲线，使水泵运行处于高效区间。水泵的工作特性曲线有平坦型，驼峰型，陡降型三种方式示。平坦型水泵工作特性曲线通常有8%~12%的倾斜度，在流量变化大时，扬程变化较小；陡降型水泵工作特性曲线具有20%~30%的倾斜度，当扬程变化较大时，流量变化较小；而驼峰型曲线在供暖工况点运行在左半段时可能会造成不稳定工况，水泵只能在较大流量下工作，所以应避免使用驼峰型水泵。在供热系统运行调节中，水泵配置为单台泵或一用一备时，宜采用平坦型水泵，因为随着运行工况的变化需要改变流量时，泵的扬程应缓慢变化，此时系统的水力稳定性较好。采用多台水泵并联时，则宜采用陡降型水泵，陡降型水泵并联后流量的增加量大于平坦型水泵并联后的流量增加量，因此对于多台水泵并联，应选择陡降型水泵，可以大幅度提高流量。
1.2 供热循环水泵选型偏大的成因
造成循环水泵选型偏大的主要原因包括设计热负荷选取偏大、考虑水力平衡因素过多、系统水力计算时采用估算值计算、考虑富裕量等，后续过程中还有水泵的选型订货以及水泵特性曲线特征等影响因素。设计时供热负荷指标等选值偏高，造成水泵流量偏大，功率自然同时增大；水泵扬程选择依据系统预估值或部分内容采用估算值，往往会造成水泵扬程选择偏大。热源阻力部分数据采用估算值，造成实际管网的比摩阻比估算值要小，再乘以富裕系数，就会造成管网阻力值增大。管网系统的循环阻力是指各并联环路的阻力，计算时采用最不利环路的阻力数值，如果其他并联分支的阻力没有依据最不利环路的阻力值进行阻力平衡，系统就容易出现水量分配的不平衡现象。为防止系统热力失调，常采用增大水泵扬程解决远端用户供热不足的问题，其结果可能使最不利环路供热效果有所改善，但也造成了整个系统输配电耗增加。部分工程在方案设计阶段就已经确定了水泵的型号，以便提前订货，忽视了水泵实际运行工况是否与供热管网系统特征曲线的匹配，造成选型水泵的实际工作点偏离高效运行区。水泵采购环节时，根据设计图纸上提供的流量和扬程值，未考虑水泵自身的特性曲线特点，有时还要考虑一定的附加裕量，也造成水泵选型偏大。
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2 案例分析
2.1 供热公司概况
某地方区域供热企业，公用建筑与民用建筑比为1:4，该公司采用区域集中供热系统的运作，拥有的锅炉容量为244MW，面积一共为312万平方米。公司的供热系统包括三个部分，分别为热源、供热管网以及换热站，总共包括电机190台左右，其中含有高耗能类型电机。2016年公司的亏损达到了将近1050万元，供暖季每个月消耗电量在180万度左右，分析供热成本，减少耗电量是降低成本的重要措施，为了提升效益，公司对负载电机进行变频改造，充分考虑气温、沿程压降、换热站工况系数，合理流量调节，大幅降低管网循环电机能耗，从而提高公司的效益。
2.2 供热公司设备改造分析
供热公司由于亏损严重，需要将落后设备进行清理，加强节能改造，使公司的效益有所增长，这样才能使供热公司维持稳定。电机的变频改造作为重要的解决措施，能够有效的节约能源，减少消耗，从而提高成本，电机变频改造还可以使工作人员的任务量减少，节约电能，减小功率，从而使设备的使用时间增长。电机变频改造的实施对自然环境和资源都有着重要作用，同时对公司的发展和经济有着促进的功能，所以实施的意义很大。使用的锅炉输煤皮带电机中多数为传统电气设备，不适用于现在的供热，应该进行淘汰，在改造上来看，设备很久没经过改造，皮带的输送效率较低，电机的长时间工作是皮带的运输消耗比较大，电机不能软起动，这使机械之间发生了严重冲击，导致机械的破损加重，皮带的损坏需要花费大量费用进行维修，缺乏经济性，且不能提高效率。换热站和锅炉房的设备总共86台，包括高压循环泵、补水泵和增压泵、工业泵，电机设备大部分属于工频启动形式，流量调节不能科学的分配，水泵的进出总阀调整才能缓解这个问题。通过变频改造使水循环流量得到有效的控制，同时对变频器的输出功率有效调节，使水泵的运行状态维持稳定，管网的压力也保持在恒定范围内，对电机的能量浪费有很好的管理效果，延长设备的使用寿命，同时提高工作的效率，进而促进经济发展。
2.3 具体改造技术分析
2.3.1 输煤系统的电机和锅炉房水泵电机需要进行改造更新，将落后的耗能设备淘汰，使用推荐的节能电机设备，同时配备变频配置，比如变频柜、控制系统、电缆以及视频监控等，中控室需要在锅炉房内进行安置，中控室应该包括变频器和视频显示系统。
2.3.2 换热站的循环泵以及补水泵需要改造为变频调速，同时安装变频控制系统，将用水泵去除，取代阀门控制装置，以此加强流量的控制效果。在配电室中安装变频器，电缆的设置需要根据环境的条件以及经济性来进行。
2.3.3 电机系统应该采用先进的控制技术，将系统进行完善和加强，使其能够高效运行，变频起动装置和计算机控制系统等的使用也应该普及，这样可以使控制更加智能，使系统的运作效率大大提高。
2.3.4 对系统使用的蓄电池应该安装自动报警装置，这样能够对水位进行监控，在水位不正常的情况下发出警报，便于及时进行处理，减少问题的出现。
2.3.5 将换热站的设备进行更新，这样可以提高换热的效果，从而使效率提高，减少经济消耗。
结束语
总而言之，通过电机的变频改造使供热系统的效率有所提高，同时减少消耗，提高经济效益，对水泵电机进行更新和变频，减少消耗的功率，解决目前供热不均衡的问题，完善供热的管理，提高我国的供热水平，这样才能使人们享受更加合理的待遇，也能够有促进我国的能源节约发展。
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论文作者:孟鑫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
标签：水泵论文; 电机论文; 阻力论文; 系统论文; 扬程论文; 流量论文; 管网论文; 《防护工程》2018年第29期论文;