熱網循環(huán)泵改造

李立春

摘 要：熱網首站定速運行的循環(huán)水泵運行過程中節(jié)流損失較大，同時節(jié)能潛力也較大，如果對現有循環(huán)水泵進行優(yōu)化改造，并制定合理的運行調節(jié)方式，可以有效降低熱網電耗。同時熱網首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)采用的 “單元制”；造成設備備用率降低； 供暖啟、?；驘醾溆秒A段，一期循環(huán)水泵出力低、耗電高等問題。

關鍵詞：循環(huán)泵；揚程；流量；經濟性

1設備概述

我廠熱網首站提供居民區(qū)的冬季供暖，由發(fā)電廠供熱機組提供汽源。經熱網首站9臺循環(huán)水泵提供動力由管網送至基地中心區(qū)域。熱網循環(huán)水泵組由7臺功率為1000kw循環(huán)水泵、2臺功率為1250kw循環(huán)水泵組成。熱網首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)為分開式布置，9臺循環(huán)水泵分別分為一期（#1/#2/#3）二期（#3～#9）分開使用，簡稱為“單元制”。

2存在的問題分析

為便于熱網循環(huán)水流量調節(jié)，在首次熱網循環(huán)水系統(tǒng)改造中，將一期熱網循環(huán)水系統(tǒng)的#2循環(huán)水泵和二期熱網循環(huán)水系統(tǒng)的#5循環(huán)水泵改為為變頻泵。其它5臺非變頻循環(huán)水泵，由于水泵設計揚程偏高，而循環(huán)水母管所需資用壓力為1.0MPa，在冬季運行過程中只能通過關小出口門開度的方式來對系統(tǒng)進行節(jié)流運行（所需壓頭較低時出口門開度僅為20%～30%）。

該調節(jié)方式在循環(huán)系統(tǒng)管路上增加了局部阻力，關小閥門開度后造成出口門前壓力增大，經測量出口門前壓力高達1.6MPa，門后壓力為1.0MPa，出口閥門節(jié)流損失較大，高溫熱水易發(fā)生汽化，對熱水管道和閥門產生沖擊而損壞設備。并且關小水泵出口閥門的方式調節(jié)水泵壓頭和流量，造成水泵出口處部分熱水產生渦流和回流，增大了對水泵殼體的沖刷。這種調節(jié)方式只是減少流入管道系統(tǒng)的水量，并未降低水泵負荷，甚至增大了水泵的功耗，引起電機能耗增加，造成供熱耗電率偏高。

由此目前熱網首站定速運行的循環(huán)水泵運行過程中節(jié)流損失較大，同時節(jié)能潛力也較大，如果對現有循環(huán)水泵進行優(yōu)化改造，并制定合理的運行調節(jié)方式，可以有效降低熱網電耗。同時熱網首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)采用的“單元制”；造成設備備用率降低；供暖啟、?；驘醾溆秒A段，一期循環(huán)水泵出力低、耗電高等問題

3熱網循環(huán)泵改造方案比選

通過理論計算及與生產廠家溝通，汽機部制定了熱網循環(huán)泵改造2套方案。

方案一、將揚程過高的循環(huán)水泵整體更換為適合當前系統(tǒng)要求的低揚程循環(huán)水泵。通過與原水泵廠家協商，目前該廠家沒有成型的適合當下揚程和流量要求的水泵，需根據勝利發(fā)電廠提供的揚程和流量重新設計開發(fā)一款水泵。由于是訂制型水泵，需附加高額的開發(fā)費用，設備成本很高，從經濟性方面考慮，該方案不適于目前的熱網循環(huán)泵優(yōu)化項目。

方案二、保留現有循環(huán)水泵泵組的電機和水泵蝸殼等主要結構不變，只對水泵葉輪進行優(yōu)化改造，并重新匹配一套密封口環(huán)，降低循環(huán)水泵的揚程，同時增大循環(huán)水泵流量，使得水泵功耗與原電機設備匹配，以保證水泵的工作效率，減少水泵出口門的節(jié)流調節(jié)損失，同時增加水泵的出口流量，進而降低供熱耗電率。根據2013-2014年度供暖期間的數據統(tǒng)計顯示，循環(huán)水泵入口壓力0.35MPa，出口壓力根據實際的外網的實際負荷需求波動。在過去的一個供暖期（120天）內有86天循環(huán)水母管壓力在1.0MPa以下，母管最高壓力為1.27MPa。水泵的理論揚程為0.92MPa，考慮到水泵流量增加將導致熱水管路上的局部阻力損失和沿程阻力損失都將增大，為保證供暖設備的安全穩(wěn)定運行，經過計算確定熱網循環(huán)水泵的揚程為1.04MPa。

改造方案：將4號熱網循環(huán)泵返廠，在原水泵基礎上將葉輪進行改造，原電機不變；要求揚程由130m降低為104m，流量由2236m3/h提升到2750m3/h。并對改造后的泵進行泵效實驗，如果符合要求。將對另外的3臺定頻循環(huán)水泵進行改造。改造費用：改造1臺循環(huán)泵葉輪、密封環(huán)（包括機封、軸承）共計9.8萬。

決定采用方案二對循環(huán)泵進行改造，一是改造費用低。二是先對4號循環(huán)泵進行改造，并進行泵效實驗；保證設備的安全。三是由于先對4號循環(huán)泵葉輪進行改造，如果符合要求，再對其余三臺定頻泵進行改造；生產周期相對開發(fā)新泵短，切實保證熱網供暖。

4改造后的效益分析

循環(huán)水泵改造后，可大幅減少水泵出口閥門節(jié)流造成的能量損失，使得水泵和電機的在較高的效率工作點運行，有效節(jié)約能源損耗，降低冬季供暖期的熱網電耗成本。

以4號循環(huán)水泵為例，維持當前電機運行功率不變，將水泵揚程由現在的130m降低為104m，揚程降低26m；理論上水泵流量可由2236m3/h提高到2500m3/h，流量約提高160m3/h。改造完成后在整個供暖期間有40天以上的時間內，各定頻泵的出口閥門開度在>75%，有100天以上的時間內各定頻泵的出口閥門開度在>60%。可有效減少出口閥門節(jié)流對系統(tǒng)造成的壓力損失和能量消耗，并能夠實現該泵電機耗電不變，增大流量運行。

通過計算，4號循環(huán)水泵改造完成后假定供暖期內運行90天，可節(jié)電36萬KW·h，一個供暖期可僅節(jié)約電費用：36萬KW·h×0.44元/KW·h=15.96萬元；可以獲得很好的節(jié)電效果。

參考文獻：

[1]能源部電力規(guī)劃設管理局.火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定，1991.

[2]西北電力設計院.火力發(fā)電廠汽水管道支吊架設計手冊，1983.