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热水供暖系统中循环水泵的选择和使用


热水供暖系统中循环水泵的选择和使用



要: 本文就循环水泵的选择原则, 参数确定和选择中的几个问题

进行分析,指出泵的特性与热网特性不相匹配的原因和解决的方法. 对并联泵的效果和管路联接方式进行了分析计算后, 提出一些建设性 意见和建议. 关键词:循环水泵 1 前言 由热源设备, 热网和室内采暖系统组成的热水供暖系统是一个系 统工程,一个整体,忽略任何一部分都会严重影响系统的供暖效果. 循环水泵是联接热源, 热网和室内采暖系统的枢纽设备, 通过它把温 暖送给千家万户,所以,循环水泵的性能和参数的合理性,就显得格 外重要. 因此合理选择和正确安装使用循环水泵, 是取得较为满意的 供暖效果的关键. 作者在近几年的实践中, 遇到因循环水泵选择和使 用不当而影响供暖效果的现象有以下几种:1 循环水泵出口端的阀门 不能百分之百打开,只能按电动机的允许额定电流控制阀门的开度, 否则会引起电动机的实际运行电流超过其允许的额定电流而烧坏电 动机.2 循环水泵的使用往往不是一台,而是二台,三台,多台并联 使用,更有七台泵同时并联使用的先例,而且多台并联使用,有的是 同型号,同性能,也有型号不同,性能也不相同.1 管道系统与泵的 联接方式各异,不在同一位置,不在同一平面,造成系统不顺,阻力 并联 管路联接

增加.4 循环水泵的出力达不到设计参数等.在排除循环水泵因制造 原因而达不到实际参数不可预见外,我们应根据供暖系统提供的参 数, 合理选择适用本系统的循环水泵的型号和参数, 最大可能地满足 系统要求. 2 循环水泵的选择 2.1 选择的原则 循环水泵在供暖系统中所占比例, 无论是容量还是设备数量都是 很大的, 运行中的问题也比较多. 因此, 正确选择, 合理使用和管理, 确保正常供暖和提高经济效益是十分重要的. 选择的原则是: 设备在 系统中能够安全,高效,经济地运行.选择的内容主要是确定它的型 式,台数,规格,转速以及与之配套的电动机功率. 选择时应具体考虑以下几个原则:1 所选的循环泵应满足系统中 所需的最大流量和扬程, 同时要使循环水泵的最佳工况点, 尽可能接 近系统实际的工作点, 且能长期在高效区运行, 以提高循环水泵长期 运行的经济性.2 力求选择结构简单,体积小,重量轻,效率相对比 较高的循环水泵.1 力求运行时安全可靠,平稳,振动小,噪音低, 抗汽蚀性能好.4 选择适用于流量变化大而扬程变化不大的水泵,即 G—H 特性曲线趋于平坦的水泵. 2.2 循环水泵的参数 2.2.1 流量 1 根据设计热负荷计算流量;2 根据室内采暖系 统形式, 在没有任何调节手段时, 计算因重力或温降引起的垂直失调, 并由此能克服或基本上克服这种垂直失调所需的最佳流量值;3 根据

室内采暖系统形式, 在具备有调节功能手段且行为节能意识尚未具备 时,可暂按 2 条确定流量.待行为节能意识到位或基本上到位后,届 时再采用调速泵的调节实现节能,为时不晚. 必须指出,最佳循环流量值的概念不是"大流量",而是建立在 目前的室内系统尚不具备调节手段的前提下,把垂直失调率控制 在 15%以内,层间室内温度的差值控制在 0.2—0.4℃之间的最

小流量值. 2.2.2 扬程 1 确定热源设备系统或换热设备系统的阻力:锅 炉房系统应控制在 15mH2O 以内, 换热设备系统应控制在 10mH2O 以内. 2 热力管网的最不利环路阻力,主干线按经济比摩阻 30.70pa/m 进 行计算,局部阻力可考虑 1.15—1.20 的附加.3 室内系统的阻力: 一般为 2—3 mH2O,水平单管串联在八组以上和共用立管分户控制系 统应考虑 3—5mH2O.4 系统富裕压力一般为 3—5mH2O. 2.2.3 热水供暖系统的介质温度和工作压力,应根据设计计 算而定,而不是锅炉的额定温度和压力. 为获得上述参数, 新建供暖系统可通过计算求得, 对扩建和改建 的供暖系统, 最好是对系统管路进行实际地测定, 最后用理论计算校 核,这样比较可靠. 2.3 选择方法 利用"水泵性能表"选择水泵,目前市场水泵型号,品种繁多, 适合于供暖系统的水泵有单级单吸或单级双吸立式管道泵, 单级单吸 卧式离心泵, 直联单级单吸卧式离心泵, 轴开式单级双吸卧式离心泵

和单级双吸中开蜗壳式离心泵等. 选择步骤: 1 原有计算的流量和扬程可不再进行附加. 2 在已定的水泵系列表中找某一型号的泵,查找的流量和扬程与 "水泵性能表" 列出的代表性 (一般为中间一行) 的流量和扬程一致, 或者虽不一致, 但在上下两行工作范围内. 如果有两种以上型号的泵 都能满足要求, 那就要权衡分析, 通常应选其中比转速 (ns) 较高的, 结构尺寸小,重量轻的泵.ns 的计算公式为: 单级单吸离心泵:ns= 单级双吸离心泵:ns= 式中:n—转速,转/分; G—体积流量;m3/秒; H—扬程,米. 3 具体选定了泵的型号后,要检查泵在该系统中运行时的工作情 况,观察它的流量和扬程变化范围,是否处在高效区内工作.如果运 行工况点偏离高效区很远, 则说明泵在该系统中工作经济性差, 最好 另行选择. 2.4 循环水泵特性与热网特性的匹配 循环水泵的工作特性曲线能否与热网特性曲线相交在设计点上 是很重要的,实践中,常出现热网特性曲线右移,表现在泵出口端的 阀门不能全开, 促使出口端的阀门长期处在节流状态, 水流不断冲刷 阀芯,一旦阀芯被冲刷变形,轻者失去关断功能,重者会失去节流作

用,致使电机被过流烧坏,酿成事故.再说,水泵出口端的阀门主要 作用是关闭,不允许长期大关度节流使用.造成这种状况的原因,有 以下几方面: 凭经验过大的估算管网阻力, 1 而不是进行系统的计算. 2 新建管网按规划负荷计算阻力,而实际运行负荷差距很大.3 原有 旧管网的管径比正常偏大,或利用二次网的管道改做一次管网使用. 4 水泵配用电机功率偏小,市场经济后,厂家只按泵的最高效率点的 流量值配用电机功率. 为达到目的,针对上述的情况,采用以下四种措施组织实施: 1 换水泵: 重新选择循环水泵, 满足热网所需流量和扬程的需要. 2 换电动机,更换比原功率大一级的电动机,如原为 90kw 的电 动机可更换为 110kw 或 132kw 的电动机. 3 改变运行方式:如果原来系统配备的循环水泵是一开一备或二 开一备,则应将备用泵开起来,就有可能满足系统要求. 4 切削叶轮:切削叶轮直径后的水泵特性曲线与热网特性曲线应 尽可能匹配. 叶轮允许切削量为 15—20%, (D1 一 D2) 即 /D1=0. 15 —0.20,当叶轮外径切削到 0.9D1 范围内,泵的效率几乎不变,当 切削叶轮直径至 0.8—0.9D1 时,泵的效率下降 1%左右.叶轮切 削后泵的性能按下式计算: G2=G1D2/D1 H2=H1(D2/D1)2 N2= N1(D2/D1)3 式中:D1,D2—分别为叶轮切削前,后的叶轮 直径

( mm); G1,H1,N2—分别为叶轮直径切削前泵的 (m3/h),扬程(m)和功 率(kw); 流量 流量

G2,H2,N2—分别为叶轮直径切削后泵的 (m3/h),扬程(m)和功 率(kw).

上述四项措施, 最可取的方法就是切削叶轮, 促使水泵特性曲线 与热网特性曲线相匹配. 这样可以既经济又快捷的满足供暖系统的要 求. 2.5 几点建议 2.5.1 设有二台(含二台)以上循环水泵的供暖系统可不设 备用泵, 目前市场上较好的水泵, 其连续运行时数均在 10000 小时以 上,且安全可靠. 2.5.2 直联单级单吸离心泵,适宜选用功率在 200kw 以下为 好,流量在 400m3/h 以上时,应选用双涡室果壳水泵,因为它可以 很好地消除叶轮在泵壳中工作的径向力, 提高泵组的使用可靠性和寿 命,同时可以降低因大流量而引起的噪声,该泵体积小,重量轻,效 率高,不需设地脚螺栓,在同型号水泵中,推荐 SB(R)—ZL 型系列 水泵. 2.5.3 流量在 800m3/h 以上时,宜选用轴开式或中开式单级 双吸离心泵,特别是流量大于 1200m3/h,扬程大于 50 mH2O 的泵, 应选用单级双吸离心泵为好. 因为双吸泵在同比转速时的效率比单吸 泵高出 4—6%,并且运行平稳.轴开式单级双吸离心泵,推荐 SBR

型系列水泵,中开式单级双吸离心泵和中开式大容量单级双吸离心 泵,推荐 SL0(w)系列和 0mega 系列水泵. 2.5.4 立式单级单吸管道泵和 BA 系列单级单吸泵,宜在功率 45kw 以下选用,由于泵的效率相对比较低,经济性差,宜慎选用. 2.5.5 选用机械密封水泵,因为机械密封比填料密封的密封 性能好,泄漏量少,轴与轴套不易损坏.机械密封的机械损失功率较 小,约为填料密封的 10—15%,所以近几年,机械密封被广泛使用 在离心式水泵上. 2.5.6 循环水泵的扬程必须认真计算,决不是越大越好,扬 程偏高不仅轴功率急剧增加, 浪费电能, 重要的是泵的特性曲线与热 网特性曲线不能匹配, 严重影响供暖效果, 但这种现象在行业中时有 发生,望引以为戒. 3 循环水泵的并联效果 3.1 同性能(同型号)泵并联 3.1.1 并联后的流量是单台泵额定流量的迭加:在供暖的特 定密闭循环系统中,当网路特性曲线较平坦时(图 1 中 2#线),即 系统内管道实际阻力偏小, 运行一台泵时泵出口端的阀门不能全部打 开,二台泵并联后,泵出口端的阀门能全部打开,此时两台泵并联后 的总流量可接近于两台泵额定流量的迭加数. 如果二台泵并联后, 泵 出口端的阀门还不能打开, 须启动第三台泵并联后, 泵出口端的阀门 才能全部打开时, 此时三台泵并联后的总流量可接近于三台泵额定流 量的迭加数.

3.1.2 不适宜采用并联:在供暖的特定密闭循环系统中,当 网路特性曲线较陡时(图 1 中 3#线),说明系统内管道的实际阻力 偏大,并联泵的效果特别差,此时应对管网阻力进行分析计算,找出 阻力特别大的管段,采用泵串联的方式,可有效克服该管段的阻力, 改善供暖效果. 3.1.3 并联泵数量不宜超过三台:在供暖的特定密闭循环系统 中,当网路特性曲线属正常时(图 1 中 1#线),即管道比摩阻按规 范 30—70pa/m 计算, 单台泵运行时泵出口端的阀门能全部打开, 此 时如果启动第二台泵,二台泵并联后的总流量是单台泵额定流量的 1.57 倍,损失 21.5%,如果继续启动第三台泵,那么三台泵并联 后的总流量是单台泵额定流量的 1.8 倍,损失 40%,若是再增加并 联泵数量,其效果必然越来越差,因此,在正常的网路系统中,我们 推荐单台泵运行,必要时最多不宜超过三台泵并联运行. 3.2 不同性能泵的并联 两台不同性能泵的并联时,当网路特性曲线较平坦(图 1 中 2# 线) 即系统内管道的实际阻力偏小, 其总流量接近于两台泵额定流量 之和;当网路特性曲线较陡时(图 1 中 3#线),说明系统管道内实 际阻力偏大,大小两台泵并联后,小容量的泵就没有效果.同样,当 网路特性曲线属正常时(图 1 中 1#线),大小两台泵并联后,小容 量泵的作用也是微不足道的. 4 循环水泵与系统的管路联接 4.1 水的高流速引起泵出入口管段附件阻力骤增

热网系统中主干线的水流速是遵照规范要求比摩阻在 30—70Pa /m 范围内进行计算的,那么水泵出入口管段的水流速应该如何控 制,依据管段附件(阀门,弯头等)的阻力与水流速平方成正比的关 系,即,R=ζ V2/2g.泵的生产厂家要求把泵的出入口管段水流 速控制在 2~2.5m/s 最大不得超过 3.0m/s 的规定,并要求在水 泵的出入口段按计算的水流速配置扩散管. 扩散管一般由厂家随机配 给,如果自行加工配置,需符合图 2 要求,α角度不能太大,太大容 易产生涡流,α角度也不能太小,太小会增加阻力,因此,需控制在 7°<α<12°为好. 在实际操作中,由于忽视水流速对泵出入口管段附件的阻力影 响, 对扩散管选用和管路附件的配置不够重视; 促使泵的出入口管段 内的附件因水流速偏高, 产生较大的阻力, 致使热网系统不能得到足 够的流量和资用压头而影响供暖效果.现举例说明: 某工程热水供暖系统选用一台 SB—ZL250-200-370A 型泵,参 数为 G=800m3/h,H=32m, N=90km,η=86%,转速=1450r/min. 首先按泵的进口管 DN250 和出口管加扩散管后 DN250 计算水流 速: V250=3.69×10-4=4.72m/s 查热水网路局部阻力当量长度表得: 计算泵出入口管段的附件阻力损失: ∑R250=×ζ=×(0.5×2+ 0.3+0.5+7.0+1.5+2.0)=13.98 mH2O

如果按泵的进口管 DN300(加扩散管后)出口管 ON300(即扩二 级的扩散管后)计算水流速: V300=3.69×10-4=3.28 m/s 再计算管段内的附件阻力损失: ∑R300=×(0.5×2+0.3×2+ 0.5+7.0+1.5+2.0)=6.92 mH2O

由此看来水流速对循环水泵出入口管段内的附件阻力损失较大, 尤其是止回阀, 阻力损失分别为 R250=7. 96mH2O 和 R300=3. 84mH2O. 为此,我们去冬在北京中纺局供热系统,天津武清供热站,山东胶州 热力公司(一次网),和青岛海洋大学供热中心的系统中,将原有止 回阀取消后进行供热, 取得了很好效果. 如天津武清供热站使用一台 132km 轴开式单级双吸离心泵供暖 43 万 m2,效果良好;青岛海洋大 学在相对位差 60 米的坡形地理上,使用一台 132km 中开式单级双吸 离心泵供暖 25 万 m 地取得很好的供暖效果. 关于止回阀的作用, 主要是防止水倒流而引起泵的叶轮倒转, 特 别是突然停电会造成这种现象. 按规范要求: 水泵的正常启动和停止, 须关闭泵出口阀后,才能操作泵的启停.据泵业专家和厂方介绍,泵 的叶轮在短时间内倒转(10 分钟以内),对泵没有影响,即使是单 吸离心泵的叶轮螺母, 也不会因短时间倒转而松动. 至于可否取消止 回阀,还有待商讨.但在泵的出入口段增加扩散管,降低水流速,减 少阻力损失,提高泵的运行效率,应必须做好,为此,建议在泵的入 口管段,水流速控制在 2m/s 以内;在泵的出口管段,水流速控制在

2.5m/s 以内. 4.2 管路的联接方式 循环水泵的进出口管道与系统母管的联接, 习惯做法为 T 字形接 口,这样既不合理,又增加阻力,按 4.1 节的例题计算 T 字形接管 的阻力,分别为 R250=3.98mH2O 和 R300=1.9mH2O.如果充分利用 文丘里的引流原理, 把管路联接方式改为如图 3 的接口, 那么就可以 把原来并联运行的流体干扰的不利因素, 转换为引流的有利因素, 这 样可把这部分的局部阻力降到 0.5mH2O 左右. 实践证明, 这种管路的联接方式, 虽然会给施工安装带来一些不 便,但长期的运行效果,其经济性是非常可贵的. 另外,在安装管路附件,如软接头,止回阀,蝶阀及过滤器等, 要注意将这些附件装在泵进出口的扩散管后的大口径上, 不要装在小 口径管上, 否则会增加更大的阻力. 附件之间的安装要留有足够的距 离,特别是蝶阀和止回阀之间,常常因距离太小,影响蝶阀和止回阀 的开启,致使系统中的流量和扬程不足,影响供暖效果,这样的教训 还时有发生,望引以为戒.再有联接的所有管道和附件,不允许将重 量作用于水泵上,应另设支架固定为好. 5 循环水泵的运行管理 5.1 安装调试 供暖用的循环水泵, 一般为单级单吸或单级双吸离心泵, 水泵由 泵厂整装出厂,即水泵,电机与底板组成整体设备,所以安装比较简 单,根据安装的场合,遵照水泵安装的要求,进行就位安装.

调试前必须彻底清除管道内水中的垃圾, 杂物, 包括锈屑, 焊渣, 泥浆等, 否则在运转时, 大杂物吸入水泵体内会损坏叶轮, 主轴变形; 水中的细尘,特别是硬质的微粒,会使机械密封摩擦环摩毛而损坏. 所以,必须严格清除水中的垃圾,使水清澈后才能投入运行. 采用机械密封的水泵,切忌在断水的情况下运转,校正转向时, 也只可作瞬间点动.机械密封的二个光滑摩擦面,是靠水膜润滑的, 由于二端有压差, 所以运转中会有微渗水, 并从轴承套下面的小孔流 出,微量的水滴不到地上就会被蒸发,如果发现滴水连续不断,说明 机械密封已经被摩毛或裂开;必须检修更换新的机械密封件. 开泵前, 只允许在泵出口端阀门关闭的状态下才能进行, 当水泵 转速达到最高值时,才可以慢慢开启阀门;直至开足.停泵前,须关 闭泵出口端的阀门后才能实行停泵操作, 但不允许较长时间地在泵进 出口管路阀门关闭的状态下运行. 在试运行的过程中, 必须观察并记录水泵进出口端的压差, 这个 静压差加上动压即为水泵的扬程, 由于动压在一般情况下较小 (约为 0.2—0.3m),所以在压力表上反映的静压差,可视为水泵的扬程. 由于我们选用水泵的 G—H 特性曲线比较平坦,当实际扬程高出水泵 额定扬程时,说明系统阻力偏大,流量会急剧下降.发现这种情况, 要及时分析查找管路系统的原因, 一定要把阻力降下来, 才有可能满 足系统中的流量要求. 5.2 运行管理 设备的操作和维护人员, 必须严格遵守设备操作, 使用和维护检

修的规程.循环泵在运行中,每班必须检查泵的运行情况,包括泵体 与电机振动,声响,轴承的外壳温度,密封漏水和运行电流值,并做 好记录. 离心泵的检修可以实施状态计划修理,就是通常讲的状态维修, 这种维修方式是根据日常检测结果, 确定了设备状态的基础上进行的 预防性维修.供暖用的循环泵,一年中只有冬季使用,在停运的这段 时间内,可根据冬季运行中发现的问题,有针对性地修理为宜,不需 拆的尽量不拆.如机械密封不拆是好的,拆了再装有可能就漏水,所 以在检修中既有预防性又有计划性,如果在运行中发现泵的性能下 降,应拆下叶轮检查,很可能叶轮已被汽蚀损坏,需要更换叶轮;如 果在运行中发现机械密封漏水, 则需要更换机械密封件; 如果在运行 中发现轴承声响振动较大,则需要更换轴承等等.如果一切很好,只 需拆下轴承盖加些润滑脂就可以了. 运行中的另一个问题是汽蚀, 每一种型号的离心泵, 都有一定的 必须汽蚀余量,如果泵在运行中产生噪音和振动,并伴随有流量,扬 程和效率的降低, 有时甚至不能工作, 拆开检查时可发现叶片人口边 靠近前盖板和叶片靠近进出口处和前后盘上有麻点或蜂窝状破坏, 这 就是由于汽蚀引起的破坏,在实际运行中要引起注意.

供热循环系统中的阻力分析及循环泵选择 作者: 来源: 时间:2007 11:2007作者: 来源: 时间:2007-11-02

摘要:本文分析了供热系统中最不利环路中的各种阻力状况,并根据 多年的工作实际提出了各种阻力的正常阻力范围, 指出了在实际工作 中, 各种阻力元件阻力增大的原因, 对供热系统的影响及解决的方法, 并在此基础上提出了循环泵的选泵方法,具有比较强的实用性. 关键词:阻力分析,热源的阻力,除污器的阻力,用户系统阻力,水 泵进出口的阻力,水泵的扬程,水泵的流量,怎样选泵 供热循环系统的阻力主要来自两个方面, 一是热水在输送管道中流动 产生的阻力,叫做沿程阻力;二是由于各种水利元件和供热设备对水 的流动产生的阻力, 叫做局部阻力. 对于沿程阻力, 根据规范中规定: 最不利环路的比摩阻应在 30-60Pa/m,其它环路的比摩阻应小于等于 300 Pa/m,同时循环水的流速小于等于 3m/s.对于各种供热设备 的局部阻力,不同的产品有不同的标准.供热系统最不利环路中的局 部阻力和沿程阻力的大小决定了选用循环水泵扬程的大小, 循环水泵 扬程的大小直接影响着水泵电耗的大小, 因此, 有必要对供热系统中, 涉及最不利环路的各种阻力进行仔细的分析. 一, 热力站的阻力 供热系统的热力站有两种主要形式,一种是热水锅炉直接供暖的形 式,另一种是换热器换热间接供暖的形式. 1, 锅炉 供热系统中使用的锅炉大多是热水锅炉, 根据其额定发热量的大小分 为 7Mw,14 Mw,29 Mw,58 Mw 等多种规格,根据其热媒参数可分为 95/70°C,115/70°C,150/90°C 等,其中 95/70°C,115/70°C

的两种参数的锅炉应用比较多.锅炉在通过额定水量的情况下,锅炉 的阻力应在 40-80Kpa 之间.在供暖实际中,造成锅炉阻力增大的原 因主要是锅炉通过的实际水量大于其额定的循环水量. 在锅炉的铭牌参数里,并没有提供额定循环水量的数据,具体到一台 锅炉具体的循环水量是多少呢?可以通过下面的公式进行计算: G=860*Q/(tg-th) G:锅炉的额定循环水量,单位m3/h Q:锅炉的额定发热量,单位 Mw. tg-th:锅炉的额定进水温度与出水温度之差,单位°C. 对于锅炉的循环水量允许有一定的波动,波动的范围应小于 20%. 当实际流量超过额定流量过多时,大大增加锅炉的阻力;当实际流量 低于额定流量过多时,会使锅炉内的部分管束流量发生偏流,造成局 部汽化或爆管. 我国的锅炉标准最低热媒参数是 95/70°C,供回水温差是 25°C,而 实际供热运行中, 供回水的温度一般在 10-20°C 之间, 即使是 20°C 的供回水温差,与锅炉的额定温差相比还差 5°C,当锅炉满负荷运 行时, 根据锅炉产热和热用户散热的平衡关系可以计算出锅炉的循环 水量为: 对于 14Mw,95/70°C 的锅炉,在温差 25°C 和 20 °C 时的相应流 量是: 额定流量:860*14/25=482m3/h 实际流量:860*14/20=602m3/h

对于 14Mw,115/70°C 的锅炉,在温差 45°C 和 20 °C 时的相应 流量是: 相应流量:860*14/45=268m3/h 实际流量:860*14/20=602m3/h 假如锅炉在额定水量下运行,其阻力是 50Kpa,在上述实际流量下 运行时的阻力是: 对于 14Mw,95/70°C 的锅炉实际阻力是: (50/482)*602*602=79Kpa 对于 14mw,115/70°C 的锅炉实际阻力是: (50/268)*602*602=252Kpa 两种不同参数的锅炉阻力分别增长了 29Kpa 和 202Kpa. 锅炉阻力的增加也就是增加了循环泵的负担,增加了电耗,因此要把 锅炉的阻力降低到合理的程度, 具体的方法是根据锅炉流量增加的程 度,增加一条与锅炉并联的分流管道,分流的管径应通过合理的水力 计算确定,分流管道上安装的阀门应该使调节阀,平衡阀或自力式流 量控制阀,不应是闸板阀.应用时使用流量计测定锅炉的实际水量来 决定阀门的开启程度. 2, 换热器 供热系统中常用的换热器是板式换热器, 换热器对于热媒参数和循环 流量的要求不向锅炉那样严格, 但过高的流量同样会大大增加换热器 的阻力,影响水泵出力.换热器的阻力一般是 20-50Kpa.如吉林省 锅炉房,两台循环泵流量 600m3/h,扬程 55m,电机功率 132Kw,三

台 7Mw 热水锅炉.运行中发现水泵的流量仅 370 m3/h,通过仔细查 找,发现因为只运行一台锅炉,370 m3/h 的循环水全部通过锅炉, 而根据计算锅炉的额定水量仅仅是 240 m3/h,由于实际流量达到额 定流量的 154%,使得锅炉的实际阻力达到 160Kpa.为减少锅炉阻力 将第二台锅炉打开进行分流,同时打开两台锅炉后,锅炉阻力下降到 60Kpa,水泵的流量增加到 550 m3/h,每台锅炉通过的水量为 275 m3/h,是额定流量的 115.8%,系统工作良好. 二, 除污器 在循环泵的进口前,都安装有除污器,目的是清除管道中的杂质,保 证水泵和锅炉的安全运行.除污器的阻力一般在 10-20Kpa 之间.出 现除污器阻力增大的原因有以下几个方面:第一,除污器堵塞,这种 原因在现场见到的比较多,第二,非正常原因,如用原有的两个小型 号的除污器并联安装在大一号的管道上; 使用自制的除污器在制作当 中流道或流通面积制作不合理. 如吉林省某锅炉房,回水母管管径是 DN500,采用原来以俩的两台 DN350 的除污器, 在供热面积近 70%时, 发现除污器阻力已达 50Kpa, 第二年供热面积要达到 100%,根据计算,其阻力将达到 102Kpa. 三,循环泵进出口的阻力 水泵进出口阻力的大小取决于水泵进出口各种水利元件的阻力和进 出口管道的阻力,正常情况下,从水泵进水管与回水母管连接处到水 泵出水管与系统供水母管的连接处,之间的阻力损失在 30-60Kpa 之 间,而实际在供热系统中,这个阻力多达到 50-100Kpa 之间,只是由

于这段阻力在现场不容易发现而被人忽略. 水泵的进口管径比出口管径一般情况下要小一号, 进口管道的水流速 度在 2.5-3m/s 以上,出口管道的水流速度一般 2-2.5m/s 以上,这样 的流速对于管道来讲比摩阻将达到 200Pa/m-300Pa/m 以上, 所以无论 对于管道还是对于水利元件,都将产生巨大的阻力. 如:某单位水泵,型号 SB-ZL-250-200-340A,进水管 DN200,出水 管 DN250, 流量 800 m3/h, 扬程 32 米, 电机功率 90Kw, 泵的效率 86%, 转速 1450 转/分. 先按进水管 DN250,出水管 DN200 扩一号也是 DN250 进行计算. 进水管的水利元件有三通一个,闸阀一个,软连接一个.局部阻力系 数: 1+0.5+2=3.5 出水管的水利元件有大小头一个,软连接一个,止回阀一个,闸阀一 个,三通一个,局部阻力系数: 0.3+2+3+0.5+1.5=7.3 当水的流量是 800 m3/h 时,流速为 4.145m/s, 水泵进出口连接母管的管道 DN250 的比摩阻是 796Pa/m,按水泵进出 口管道总长度 20 米计算:796*20/10000=16Kpa 进水管的阻力:P=S*V2/2g=3.5*4.145*4.145/2*9.8=31Kpa 出水管的阻力:P=S*V2/2g=7.3*4.145*4.145/2*9.8=64Kpa 进出口阻力合计为 31+64+16=111Kpa 再按进水管和出水管都扩大到 DN300 进行计算:

水的流速为 2.927m/s. 水泵进出口连接母管的管道 DN300 的比摩阻是 294Pa/m,按水泵进出 口管道总长度 20 米计算,294*20/10000=6Kpa. 进水管的阻力:P=S*V2/2g=3.5*2.927*2.927/2*9.8=15Kpa 出水管的阻力:P=S*V2/2g=7.3*2.927*4.145/2*9.8=32Kpa 进出口阻力合计为 1.5+3.2+0.6=53Kpa 规范中规定:供热系统最不利环路中的比摩阻为 30pa/m-60pa/m,其 它环路的比摩阻不能大于 300Pa/m,同时水的流速不能高于 3m/s.对 于供热循环泵的进出口的管道, 属于供热系统中所有环路包括最不利 环路中的一部分,它的比摩阻如何取规范中没有明确规定.在上面的 分析中,当管道比摩阻 294Pa/m 时,水泵进出口的阻力是 53Kpa,比 上例减少了 58Kpa.因此,我个人观点,在条件许可的情况下,水泵 进出口的管道管径还应适当加大. 四, 热用户 对于热用户,一般情况下以热用户的入口阀门井为界,阀门井以里属 于热用户系统,这里的热用户指的是一般住宅.根据热用户室内系统 的不同形式,其阻力大小也不同.传统的上给下回单管串联系统,它 的阻力大小是 5Kpa-20Kpa,新建的立管在楼梯间的分户控制一户一 环系统,它的阻力一般是 20Kpa-40Kpa,原上给下回式单管串联系统 改造成的一户一环分户控制系统,它的阻力一般是 20Kpa-60Kpa.以 上给出的都是根据多个热力公司的实际得出的数据. 五, 阀门井

传统的阀门井里面的水力元件有供,回水阀门和除污器,其中供回水 阀门的阻力小于 10Kpa,除污器的阻力略大,一般 10Kpa 左右.多数 热力公司,除污器在经过一个采暖期运行之后,都会拆除不用. 随着集中供热的发展,供热面积越来越大,"近热远冷"的水力失调 现象很是严重,为此,很多热力公司在阀门井里安装了自力式流量控 制阀,用以解决水力失调现象的发生.而自力式流量控制阀是一个阻 力可变的水力元件,根据生产厂家的不同,阀体大小的不同,其阻力 值也不相同,好的产品其最低阻力不到 30Kpa,质量差的低档产品其 最低阻力达到 70Kpa.现在供热系统的外网压差一般才 10-15Kpa, 因此,这个阻力对系统有很大影响.在选择该产品时,一定要选择阻 力比较小的产品,虽然价格高一点,但不增加水泵的电耗. 如我公司, 在一个小区里同时安装了"爱能牌"自力式流量控制阀和 另一厂家生产的自力式流量控制阀, 使用中发现安装"爱能牌"自力 式流量控制阀的用户热,安装另一厂家自力式流量控制阀的用户不 热,究其原因是由于两个厂家的产品阻力不同所致. 由于自力式流量控制阀的阻力比较大, 我们一般不在最不利环路上进 行安装,而只将其安在前端和中端用户,这样安装自立式流量控制阀 不会增加循环泵的扬程,但具体哪些地方需要安装,那些地方不需要 安装需要根据水利计算进行确定. 六, 管道的阻力 管的的阻力, 包括管道本身的沿程阻力和管道中间拐弯, 变径, 三通, 分支,补偿器等形成的局部阻力.沿程阻力的值等于管道的比摩阻和

管道长度的乘积.根据规范的要求,管道的比摩阻应在 30-60Pa/m 之间.根据管道通过的流量,通过查水利计算表可以得出管道的比摩 阻,再计算出管道的实际长度,就可以知道管道的阻力.局部阻力计 算起来相当麻烦, 一般的设计手册上面都给除了估算比例, 一般 20% -50%.根据经验,设计手册上面局部阻力的估算比例过高,实际中 10%-20%比较准确. 七, 循环泵的选择 对于供热系统而言,循环泵需要选择的参数有两个,一个是流量,一 个是扬程. 流量参数是由供热系统的需要决定的,经验数据是每平米小时 2.5- 3.5 公斤. 对于使用高档次自力式流量控制阀的系统不需增加富裕量, 没有使用自力式流量控制阀增加 15%,使用低档自力式流量控制阀 的系统增加 7%,间歇供暖系统增加 20%,分户改造系统增加 15%. 对于全部是地热的供热系统系统,流量应该增加 30%或更多. 循环泵的扬程实际作用是克服供热系统中的各种阻力. 根据前面的论 述,对于锅炉房锅炉的阻力 40-80Kpa,换热器的阻力 20-50Kpa,水 泵的进出口阻力 30-50Kpa,除污器的阻力 10-20Kpa,对于最不利环 路阀门井里的阻力 10Kpa,用热户的阻力 40Kpa,管道的比摩阻 30- 60Pa/m 另加 10%-20%的局部阻力.根据这些数据,参考设备的具 体情况可以计算出合适的水泵扬程, 扬程参数可以增加 5%的富裕量. 循环泵厂家的选择,现在的泵厂多如牛毛,在选泵时,第一要选择流 量和扬程与自己的需要向接近.第二要选择效率高的泵,泵的效率越

高越省电,有些泵的效率高达 83%-87%.最后,在泵实际运行时, 对泵的实际运行工况进行测试,看是否能达到说明书的说明数据. 通过上面的论述,对供热系统中的各种阻力进行了仔细地分析,并对 供热循环泵流量,扬程的选择方法和经验数据进行了简要地介绍,仅 做供热企业的参考.

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