淺談供熱水系統(tǒng)泵的節(jié)能問題

陳林偉

【摘 要】近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會技術(shù)的飛速發(fā)展，我國住宅建設(shè)逐步朝著高檔化、精品化和優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展，在這種發(fā)展趨勢下，我國各地的建筑產(chǎn)業(yè)逐步趨于多功能化發(fā)展。在這種社會背景下，建筑供熱水系統(tǒng)已成為住宅建設(shè)中的一項不可缺少的環(huán)節(jié)，其無論各地區(qū)都受到人們的關(guān)注。但是由于各地區(qū)的住宅小區(qū)都不是一棟樓宇組成的，而是由多套樓宇以及配套設(shè)施共同建設(shè)而成的，這就極容易給房屋建設(shè)中的供熱水系統(tǒng)造成一定的影響，使得供熱水系統(tǒng)中的能源浪費現(xiàn)象較為嚴(yán)重，尤其是泵系統(tǒng)運行中的浪費更加明顯?；诖?，本文就供熱水系統(tǒng)泵常見的耗能問題進(jìn)行分析與總結(jié)，并提出了相關(guān)的管理和預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】住宅小區(qū)；供熱水系統(tǒng)；泵；節(jié)能

0.引言

根據(jù)過去我國的工業(yè)普查數(shù)據(jù)總結(jié)得出，我國目前水泵裝機(jī)容量大約為1000萬kw，而由其造成的電能耗費每年大約有3200億kw/h，占據(jù)了整個工業(yè)用電量的三分之一以上，因此來說，在目前的工作中對于供水泵裝機(jī)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化就顯得十分必要，其潛力值尤為突出。根據(jù)過去多年的實際總結(jié)得出，在目前的社會發(fā)展中我國普遍存在著城市鍋爐供暖實際能耗高、供暖效率低、供暖質(zhì)量不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象，這也就說明在目前的供熱系統(tǒng)中我們可以通過各種先進(jìn)技術(shù)和手段來做到節(jié)能要求，從而發(fā)揮出應(yīng)有的社會效益和相關(guān)的工作理念和技術(shù)模式。根據(jù)目前我國現(xiàn)行《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)條例和條款規(guī)定得出，供暖系統(tǒng)中的循環(huán)水泵的電功能功耗一般都要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，對于單位建面的用電量要控制在0.35～0.45w/m2之內(nèi)，但是在目前的實際工程項目中，這種能耗往往都高達(dá)0.5～0.6w/m2，有些地區(qū)甚至是高達(dá)到了0.6～0.9w/m2這種能耗問題可以說高的驚人。

在供熱泵系統(tǒng)中的設(shè)計工作在烘干，電功率往往都相對于其他的地區(qū)而言偏大，其運行耗電能較高，而在熱泵的電耗之中，其中其他的一些能量消耗也在逐漸的提升，因此在供熱系統(tǒng)的設(shè)計中，對于泵電功率必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免在運行的過程中造成峰谷差。

1.供熱泵電耗大的原因分析

1.1設(shè)計泵功率大的原因

從泵軸功率N=0.163rvH/η（kw）可知，影響泵功率主要因素是流量、揚程和泵效率。

（1）設(shè)計熱負(fù)荷偏高，造成熱水流量偏大，尤其是在我國的北方地區(qū)，由于受到氣候因素的影響使得這些地區(qū)一直面臨著供暖困難和室內(nèi)供暖要求無法達(dá)到人們生活質(zhì)量需要的困惑。在過去的供熱設(shè)計工作中，往往都存在著設(shè)計熱指標(biāo)值較高，而供熱實際情況很難達(dá)到預(yù)計范圍的因素。因此在目前的工作中就需要我們在工作中進(jìn)行深入的總結(jié)和思考，并對其中存在的種種問題進(jìn)行嚴(yán)格的總結(jié)和深入的分析，從而實現(xiàn)一項系統(tǒng)而又全面的供暖模式，以避免供熱系統(tǒng)中造成的能源損耗和浪費。

（2）揚程選擇過高，造成選用泵偏大。供熱系統(tǒng)設(shè)計時，二次網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)實際揚程一般約150-300Kpa，但水泵選型時，揚程一般為400-600kpa，泵電功率與揚程成正比關(guān)系，揚程偏高導(dǎo)致水泵電氣容量增大。

（3）一些國產(chǎn)水泵屬低效產(chǎn)品，新設(shè)計制造的泵或國外引進(jìn)泵一般效率提高10%-20%。效率的提高往往是指其額定工作點的75%附近，但實際工況常常偏離高效率點。

1.2泵運行耗電量大原因

從熱水泵運行期耗電量Pr（kwh/a）=（∑Pr）xTr可知，水泵軸功率和運行期延時小時數(shù)是影響耗電量大的主要原因，而泵流量、揚程和運行效率又直接影響軸功率。

（1）大流量運行方式增大了泵的運行功率。

為了解決目前由于被水力失衡造成的用戶室內(nèi)供熱現(xiàn)象不均勻的問題，在工作的過程中多數(shù)地區(qū)都是采用大流量、小溫差的工作模式進(jìn)行全面處理與分析，并且針對其中存在的各種常見問題進(jìn)行嚴(yán)格的總結(jié)和處理。這個工作環(huán)節(jié)中，通常都是采用二次間接供暖循環(huán)泵來進(jìn)行流量的預(yù)測和管理，為解決熱網(wǎng)水平失調(diào)帶來的用戶冷熱不均問題，許多供熱系統(tǒng)采用“大流量，小溫差”的運行方式。實際運行時流量偏大。

（2）水泵運行在低效率區(qū)，增大了無效能耗。

泵的工作點指的是運行時水泵的流量和揚程，它是由泵的性能曲線和水系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線兩方面因素決定，目前，泵運行時的流量和揚程比要求的大得多，消耗的功率也比預(yù)想的大得多，水泵處于低效運行區(qū)，增大了無效運行范圍。

（3）定流量運行方式增大了水泵運行電耗。

一般供熱系統(tǒng)平均負(fù)荷率均為0.6～0.7。但水泵為恒速泵，為適應(yīng)負(fù)荷變化，流量調(diào)節(jié)依靠閥門來實現(xiàn)，通過水量的調(diào)節(jié)減少了泵所耗功率增加了泵的運行壓力，又產(chǎn)生了新的無用運行范圍。

2.供熱泵節(jié)能

使供熱泵能耗偏大原因有設(shè)計造成的，運行形成的和泵性能等。因此應(yīng)從設(shè)計、運行和提高泵性能這三方面進(jìn)行有效節(jié)能。

2.1嚴(yán)格按照水輸送系統(tǒng)數(shù)的要求確定水泵的型號

水輸送系統(tǒng)數(shù)的定義是：循環(huán)水泵單位電耗（1kwh）所能輸送出的熱媒供熱量。

2.2采用先進(jìn)的泵性能調(diào)節(jié)方法

（1）傳統(tǒng)泵性能調(diào)節(jié)方法。以往采用改變?nèi)~輪外徑或采用減速機(jī)改變轉(zhuǎn)速方法來改變泵性能，理論上泵性能調(diào)節(jié)非常簡單，但實際上尚存在許多問題，例如改變?nèi)~輪外徑上存在的問題。

①必須拆下葉輪，停泵時間較長。

②葉輪可能出現(xiàn)重量不平衡，產(chǎn)生異常振動。

③加工量大時，泵效率下降，甚至產(chǎn)生噪聲。

（2）當(dāng)需要增加負(fù)荷時，則不能恢復(fù)到原來的性能。設(shè)置減速機(jī)時必須修改基礎(chǔ)。

（3）變頻器應(yīng)用。

隨著交流電動機(jī)調(diào)速裝置的顯著發(fā)展，這種調(diào)速方式具有節(jié)能，易于實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)切換，起動電流小和結(jié)構(gòu)簡單，運行安全可靠的優(yōu)點。

2.3強(qiáng)化管理，實現(xiàn)泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行和節(jié)能運行

（1）管理標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《泵類系統(tǒng)電能平衡的測試與計算法》（GB/T-13468）?！豆こ虦u流泵、軸流泵與旋渦泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行》（GB/T13469-92）。

（2）測試系統(tǒng)圖。

（3）測試項目與內(nèi)容：包括泵系統(tǒng)輸入電能和有效功率：電動機(jī)輸出能量、功率和運行效率；機(jī)械傳動裝置的能量損耗和傳動效率；泵輸入能量和功率；泵輸出的能量、有效功率和運行功率；機(jī)組運行效率、系統(tǒng)管網(wǎng)的能量損耗和效率；泵系統(tǒng)運行效率、電能利用率。

2.4選用高效、可靠、耐用，維修量少的水泵

許多資料表明：水泵投資約占鍋爐房供熱系統(tǒng)總投資4%，但在運行成本中，電費約為10%-15%。因此，高效泵雖然價格稍貴些，但為了可靠，安全供熱，為了降低運行成本，從投入產(chǎn)出比上看，也是非常合理的。

3.小結(jié)

本文介紹了供熱系統(tǒng)運行中存在水泵耗能量較大，運行效率低問題，初步分析能耗大的主要原因，更要從設(shè)計、先進(jìn)調(diào)速方法、管理、設(shè)備等各方面采取相應(yīng)措施，降低能耗，提高效率。