在機械循環(huán)熱水供熱系統(tǒng)中,循環(huán)水泵承擔著將熱源熱能通過供熱管網(wǎng)輸送至熱用戶的動力驅動作用,是供熱系統(tǒng)耗費電能最多的設備。
合理地選擇供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵,關系到供熱系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定和經(jīng)濟運行,對降低電能消耗具有十分重要的意義。
比較合理地循環(huán)水泵流量為每平方米建筑面積2-3kg/h,而現(xiàn)在的供熱系統(tǒng)流量大多為4-5kg/h,甚至更多,也就是目前國內(nèi)常采用的“大流量,小溫差”的運行方式,即靠安裝大水泵,增加水泵并聯(lián)臺數(shù)或增設加壓泵等方式來提高系統(tǒng)循環(huán)流量,有時系統(tǒng)實際運行流量甚至比設計流量高出好幾倍。
這種“大流量”的運行方式是我國供熱系統(tǒng)運行人員從多年的實踐中總結出來的經(jīng)驗,是針對由于設計施工安裝和運行等因素造成的供熱系統(tǒng)普遍存在的冷熱不均現(xiàn)象所采取的一些措施,在一定程度上能夠緩解供熱系統(tǒng)的熱力工況水平失調(diào)和垂直失調(diào)的發(fā)生。
并可適當減少沿程熱損失,因此得到了廣泛的應用。
但是,大流量的運行方式,治標不治本,并沒有從根本上消除供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)問題,即各用戶流量分配不均的問題并未解決,這是因為系統(tǒng)流量增加末端用戶愈接近設計流量,散熱器散熱愈充分;而靠近始端的熱用戶流量超過設計流量愈多,散熱器的散熱能力愈接近飽和。
供熱系統(tǒng)大流量的運行方式,是靠提高末端熱用戶散熱器的散熱能力,抑制靠近始端熱用戶散熱器的散熱能力的辦法來達到消除供熱系統(tǒng)熱力工況水平失調(diào)的目的。
而系統(tǒng)垂直熱力失調(diào)的消除則是通過大流量的運行后,供回水溫差的縮小、散熱器的熱媒平均溫度更趨近于接近來達到目的。
循環(huán)水量的增加必然要相應地配置大功率的循環(huán)水泵。由于水泵軸功率與流量成三次方的關系、流量的增加,將帶來電能的更大消耗。
供熱系統(tǒng)熱力失調(diào)的根本原因是水力失調(diào),即流量分配不均所致。
當然,引起熱力供暖水力失調(diào)的原因是多方面的,在設計上,網(wǎng)路各分支環(huán)路或用戶系統(tǒng)各立管環(huán)路之間,其阻力損失未能在設計流量分配下達到平衡,開始運行時沒有進行很好的調(diào)整,運行過程中熱用戶的流量發(fā)生變化等等,這些情況是難以避免的。
因此熱水供熱系統(tǒng)中的水力失調(diào)問題,應通過系統(tǒng)平衡調(diào)整來解決,而不應盲目增加循環(huán)泵流量或并聯(lián)循環(huán)水泵的臺數(shù)。同時,“大流量”的運行方式,還阻礙了連續(xù)供熱(低溫常燒)運行方式 的實際推廣。
所以,從提高供熱系統(tǒng)運行效率出發(fā),依靠增加循環(huán)流量,改善供熱效果的方法是不可取的,“大流量”運行是一種落后的運行方式,應該逐漸摒棄。
在循環(huán)水泵的揚程選擇上,一直存在著一種錯誤觀點,即認為循環(huán)水泵的揚程,應滿足建筑物高處的揚程高度需要。
實際上,循環(huán)水泵的揚程只要滿足管網(wǎng),熱源、熱用戶等水流經(jīng)的設備在額定流量下所消耗的阻力即可。靜壓的穩(wěn)定則是補水泵或定壓泵來完成的。
因此,循環(huán)水泵的揚程,應按管道系統(tǒng)最不利環(huán)路的水力計算的壓力損失來確定。
當然,外網(wǎng)管道的比摩阻值應按技術經(jīng)濟指標比較確定。盡量使初投資運行費之和最小。
應該強調(diào)說明的是,循環(huán)水泵的選擇應優(yōu)先考慮運行效率高的類型,并使其工作點在高效率區(qū)內(nèi),泵的特性曲線與管網(wǎng)的流量揚程曲線的交點就是水泵的實際工作點。
循環(huán)水泵的實際運行工況是由管網(wǎng)的總阻力系數(shù)S值決定的。
S值越大,泵的流量越小,揚程也就越大;S值越小,泵的流量也就大,揚程就越小。
選擇合適的循環(huán)水泵,使其工作點在工作點附近,并運行穩(wěn)定,對提高供熱管網(wǎng)的運行效率,降低電能消耗,增加經(jīng)濟效益,具有十分重要的意義。
循環(huán)水泵兩臺或多臺運行時,其運行工況并不是單臺水泵流量揚程的算術疊加,而是遠遠低于該值,只比單臺水泵略有增加,且聯(lián)合運行時單臺水泵工作效率低,工作條件差,電能消耗大。
因此,選擇單臺水泵運行,不宜采用多臺并聯(lián)運行,不同型號的泵并聯(lián)運行更不足取。
實際選擇循環(huán)泵時,還應附加一定的安全系數(shù),一般循環(huán)流量附加10%,揚程附加10%-20%,對在近期內(nèi)擴建的管道系統(tǒng),還應考慮擴建部分的流量。
在循環(huán)水泵實際運行中,可利用超聲波流量計等設備和壓力表來檢測水泵的實際運行工況,并通過調(diào)節(jié)閥門開度,改變管網(wǎng)總阻力系數(shù)S值,使水泵的工作點處在高效率工作區(qū)內(nèi)。