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城市集中供熱循環水泵節能技術應用

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  循環水泵選型錯誤是一個普遍存在的大問題,由于各供熱企業和熱電廠循環水泵的現狀幾乎都一樣,因此很少被人們發現和重視。這是供熱行業中電能浪費最嚴重的地方。按目前全國總供熱面積十八億平方米大略推算,每年至少多耗電能價值四十億元以上。全面糾正循環水泵選型錯誤是供熱行業以及各發電廠刻不容緩的大問題。如果能迅速在全國供熱行業和熱電廠開展一個調換循環水泵的技術措施,將會給國家節約大量電能。其選型的主要錯誤是:水泵揚程過高和多臺泵并聯運行的傳統理念,致使電耗超過實際需要,甚至高出數倍。產生錯誤的原因是多方面的,經歸納分析主要有以下幾方面:

  1、確定水泵揚程的設計與實際需要相差太大

  循環水泵揚程與實際相差太大,其主要原因是設計人員的“寧大勿小”的心理促使他們在套用有關設計規范時,全部采用“上限疊加”的作法,最后再乘一個安全系數造成的。還有的根本不做水力計算,而是套用類似的設計;或按照自己和別人的習慣不負責任設定的;甚至還有一部份對供熱基本知識都不清的人,把樓房的高度也加到循環水泵揚程中造成的。當水泵揚程超過實際需要時,在運行中就會造成水泵出口閥門無法開大,否則電機就會過載,同時使電能大量浪費。

  正確確定水泵揚程的辦法是:應根據實際情況認真的進行水力計算,而不是硬套規范。可用以下幾種方法:一是如果設計資料齊全,可在正確選擇運行參數的基礎上,進行詳細的水力計算來確定。二是如果原供熱系統正在運行,或有歷年的運行記錄,可根據各處壓力表的讀值推算出各部分的阻力損失,以此做參考校核水力計算結果,以確定水泵揚程。其中:熱源總出口壓差即為外網的總阻力損失、鍋爐或換熱設備進出口壓差即為此設備的阻力損失;水泵進、出口壓差即為該水泵實際工作的揚程,如果壓力表設在水泵進口閥之前,水泵出口閥之后,則二者之間的壓差即為該供熱系統實際需要的水泵揚程。

  2、對水泵并聯運行工況認識不清

  好多供熱企業是按照一臺鍋爐或一個換熱設備配一臺泵的方式確定的。他們錯誤的認為水泵運行的實際參數應與銘牌上的參數相同。實際水泵銘牌上的參數(流量和揚程)只是水泵在其效率最高點工作時的參數值。而水泵實際運行參數是由水泵的特性曲線與管路的特性曲線交點決定的。多臺泵并聯運行時的實際參數是由水泵并聯后產生的特性曲線與管路特性曲線的交點決定的。多臺同型號水泵并聯工作后,其揚程要高于單臺泵工作時的揚程,而其流量一般要小于單臺泵工作時的流量的代數和。同時也小于每臺泵銘牌流量的代數和。而且此時每臺泵實際的工作效率都低于銘牌的效率。只有當管網的管徑較粗,管路的特性曲線比效平緩時才有可能是銘牌流量的代數和。但設計時往往是按銘牌流量的代數和確定水泵并聯運行流量的,因此運行時每臺泵均不在高效點工作,從而浪費了電能。而有時又會無法滿足系統對流量的要求,從而再增加運行臺數或增大泵的型號。如某個單位運行六臺泵仍無法滿足熱網流量的情況下又增加了三臺大泵。

  3、多種運行工況時簡單采用多臺泵并聯

  在一個供熱系統可能存在多種運行工況時,如:采用分階段改變流量的質調節方式運行時,都會采用多臺同型號水泵并聯的設計方案。這種方案表面看很合理,但結果每臺泵都不在高效區工作,從而浪費了電能。針對這種工況,應大力推廣單臺泵運行的方案。改多臺泵并聯運行的習慣為任何工況下均是單臺泵運行的方案是最佳設計方案。如果熱源或熱力站是恒流量質調節運行方案,應該重新選一臺流量和揚程合適的水泵做為工作泵,把原有的幾臺泵做為備用泵。實踐證明,這樣改造后,可在1—2個月內從節約的電費中收回改造費用。例如有一個企業供熱面積為180萬㎡,原有9臺泵,運轉6臺,改成一臺泵后每年節電280萬元。

  如果熱源為分階段改變流量的質調節運行方案,可選一臺變速泵解決。如果一個熱源有多種運行工況、或者是逐年遞增的系統,可選擇幾種不同型號的循環泵,根據不同的工況啟運不同型號的水泵。各種泵可根據實際情況互為備用。例如某單位的調峰熱源有6臺29MW的熱水爐,采用了一小、一大、二中共4臺恒速泵并聯安裝的方式,各種工況下只單獨運轉其中的一臺泵,特殊情況時運二臺泵,已正常運行了十幾年。

  4、錯誤的技改措施使水泵功率越來越大

  有一些企業在供熱系統因水力失調而造成遠端用戶供熱效果不好時,往往對產生水力失調的原因不了解,不用認真調網的方法解決,而是根據供熱效果不好的用戶“壓差不足”這一表面現象,錯誤地認為是水泵揚程低,或流量不夠造成的。因此采用更換大流量、高場程水泵的方法解決。結果使水泵的功率進一步加大。雖然此種方法可以相對提高一些末端用戶的供熱效果,但并沒有使冷熱不均的現象得到很好的解決,卻進一步造成了電能的大量浪費,使企業的運行成本更高。這種錯誤在許多供熱企業中時有發生,而更令人遺憾地是,還有的企業把它做為好的經驗加以推廣。

  5、由非專業技術人員選泵

  更嚴重的是有許多民營的供熱企業或小城鎮的供熱系統,沒有進行正規設計。而是由鍋爐供應商、或鍋爐廠、或安裝公司的安裝人員,根據自己的所謂經驗任意確定的,或把其它地方用過的舊水泵直接移裝過來。這些循環水泵的功率更是遠遠超過實際需要。

  6、脫離實際按規劃負荷選泵

  對于新建或擴建的供熱系統,在委托設計時,一般只把遠期規劃的供熱負荷提供給設計者,沒有同時向設計者提供近期的熱負荷大小。那么設計者就會按規劃負荷選擇循環水泵的型號,但近期熱負荷往往很小,幾年后才能達到規劃。那么,今后幾年用此泵工作就會大量浪費電能。

  雖然有時建設單位向設計者同時提供了近、中、遠三期的負荷,設計者就會按遠期負荷設計成多臺泵并聯的形式,但水泵的揚程是按遠期負荷確定的。當近期只用一臺泵時,由于管網管徑是按遠期負荷確定的,近期熱負荷小,而管網的阻力損失會很低,結果就會出現水泵揚程過高的問題,仍會浪費電能。在這種情況時,最理想的解決辦法是先按近期實際負荷進行水力計算后選泵(也可留有一定的負荷變化范圍)。當過幾年負荷增大時再重新選泵。實踐證明,用小循環泵時節約的電費,會大大超過換泵的投資。還可以通過多種方案的比較,選出一條最經濟實用的方案來。

  7、循環水泵選型的經驗數據

  應認真檢查一下本企業循環水泵選型是否合理。簡單的診斷方法是,參照水泵選型數據來判斷現有循環水泵的型號、功率是否偏大,流量和揚程是否合理。

  總之,供暖系統循環水泵選配中應用節能技術問題,是提高供熱質量、實現節能降耗重要工作之一,在保證合格的供熱質量的前提下,單位供熱面積的能耗多少雖然同企業的管理水平有關,但主要取決于供熱企業的應用節能技術水平。

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