試論城市集中供熱循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

周俊

摘要：供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵選配中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)問題，是提高供熱質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗重要工作之一，在保證合格的供熱質(zhì)量的前提下，單位供熱面積的能耗多少雖然同企業(yè)的管理水平有關(guān)，但主要取決于供熱企業(yè)的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)水平。本文就供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵選配中應(yīng)注意的節(jié)能技術(shù)問題及對(duì)策進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵選配；應(yīng)用節(jié)能技術(shù)；問題與對(duì)策

循環(huán)水泵選型錯(cuò)誤是一個(gè)普遍存在的大問題，由于各供熱企業(yè)和熱電廠循環(huán)水泵的現(xiàn)狀幾乎都一樣，因此很少被人們發(fā)現(xiàn)和重視。這是供熱行業(yè)中電能浪費(fèi)最嚴(yán)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(jià)值四十億元以上。全面糾正循環(huán)水泵選型錯(cuò)誤是供熱行業(yè)以及各發(fā)電廠刻不容緩的大問題。如果能迅速在全國供熱行業(yè)和熱電廠開展一個(gè)調(diào)換循環(huán)水泵的技術(shù)措施，將會(huì)給國家節(jié)約大量電能。其選型的主要錯(cuò)誤是：水泵揚(yáng)程過高和多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行的傳統(tǒng)理念，致使電耗超過實(shí)際需要，甚至高出數(shù)倍。產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是多方面的，經(jīng)歸納分析主要有以下幾方面：

1、確定水泵揚(yáng)程的設(shè)計(jì)與實(shí)際需要相差太大

循環(huán)水泵揚(yáng)程與實(shí)際相差太大，其主要原因是設(shè)計(jì)人員的“寧大勿小”的心理促使他們?cè)谔子糜嘘P(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，全部采用“上限疊加”的作法，最后再乘一個(gè)安全系數(shù)造成的。還有的根本不做水力計(jì)算，而是套用類似的設(shè)計(jì)；或按照自己和別人的習(xí)慣不負(fù)責(zé)任設(shè)定的；甚至還有一部份對(duì)供熱基本知識(shí)都不清的人，把樓房的高度也加到循環(huán)水泵揚(yáng)程中造成的。當(dāng)水泵揚(yáng)程超過實(shí)際需要時(shí)，在運(yùn)行中就會(huì)造成水泵出口閥門無法開大，否則電機(jī)就會(huì)過載，同時(shí)使電能大量浪費(fèi)。

正確確定水泵揚(yáng)程的辦法是：應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況認(rèn)真的進(jìn)行水力計(jì)算，而不是硬套規(guī)范?？捎靡韵聨追N方法：一是如果設(shè)計(jì)資料齊全，可在正確選擇運(yùn)行參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算來確定。二是如果原供熱系統(tǒng)正在運(yùn)行，或有歷年的運(yùn)行記錄，可根據(jù)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(jì)算結(jié)果，以確定水泵揚(yáng)程。其中：熱源總出口壓差即為外網(wǎng)的總阻力損失、鍋爐或換熱設(shè)備進(jìn)出口壓差即為此設(shè)備的阻力損失；水泵進(jìn)、出口壓差即為該水泵實(shí)際工作的揚(yáng)程，如果壓力表設(shè)在水泵進(jìn)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(tǒng)實(shí)際需要的水泵揚(yáng)程。

2、對(duì)水泵并聯(lián)運(yùn)行工況認(rèn)識(shí)不清

好多供熱企業(yè)是按照一臺(tái)鍋爐或一個(gè)換熱設(shè)備配一臺(tái)泵的方式確定的。他們錯(cuò)誤的認(rèn)為水泵運(yùn)行的實(shí)際參數(shù)應(yīng)與銘牌上的參數(shù)相同。實(shí)際水泵銘牌上的參數(shù)（流量和揚(yáng)程）只是水泵在其效率最高點(diǎn)工作時(shí)的參數(shù)值。而水泵實(shí)際運(yùn)行參數(shù)是由水泵的特性曲線與管路的特性曲線交點(diǎn)決定的。多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際參數(shù)是由水泵并聯(lián)后產(chǎn)生的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)決定的。多臺(tái)同型號(hào)水泵并聯(lián)工作后，其揚(yáng)程要高于單臺(tái)泵工作時(shí)的揚(yáng)程，而其流量一般要小于單臺(tái)泵工作時(shí)的流量的代數(shù)和。同時(shí)也小于每臺(tái)泵銘牌流量的代數(shù)和。而且此時(shí)每臺(tái)泵實(shí)際的工作效率都低于銘牌的效率。只有當(dāng)管網(wǎng)的管徑較粗，管路的特性曲線比效平緩時(shí)才有可能是銘牌流量的代數(shù)和。但設(shè)計(jì)時(shí)往往是按銘牌流量的代數(shù)和確定水泵并聯(lián)運(yùn)行流量的，因此運(yùn)行時(shí)每臺(tái)泵均不在高效點(diǎn)工作，從而浪費(fèi)了電能。而有時(shí)又會(huì)無法滿足系統(tǒng)對(duì)流量的要求，從而再增加運(yùn)行臺(tái)數(shù)或增大泵的型號(hào)。如某個(gè)單位運(yùn)行六臺(tái)泵仍無法滿足熱網(wǎng)流量的情況下又增加了三臺(tái)大泵。

3、多種運(yùn)行工況時(shí)簡單采用多臺(tái)泵并聯(lián)

在一個(gè)供熱系統(tǒng)可能存在多種運(yùn)行工況時(shí)，如：采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式運(yùn)行時(shí)，都會(huì)采用多臺(tái)同型號(hào)水泵并聯(lián)的設(shè)計(jì)方案。這種方案表面看很合理，但結(jié)果每臺(tái)泵都不在高效區(qū)工作，從而浪費(fèi)了電能。針對(duì)這種工況，應(yīng)大力推廣單臺(tái)泵運(yùn)行的方案。改多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行的習(xí)慣為任何工況下均是單臺(tái)泵運(yùn)行的方案是最佳設(shè)計(jì)方案。如果熱源或熱力站是恒流量質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行方案，應(yīng)該重新選一臺(tái)流量和揚(yáng)程合適的水泵做為工作泵，把原有的幾臺(tái)泵做為備用泵。實(shí)踐證明，這樣改造后，可在1—2個(gè)月內(nèi)從節(jié)約的電費(fèi)中收回改造費(fèi)用。例如有一個(gè)企業(yè)供熱面積為180萬㎡，原有9臺(tái)泵，運(yùn)轉(zhuǎn)6臺(tái)，改成一臺(tái)泵后每年節(jié)電280萬元。

如果熱源為分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行方案，可選一臺(tái)變速泵解決。如果一個(gè)熱源有多種運(yùn)行工況、或者是逐年遞增的系統(tǒng)，可選擇幾種不同型號(hào)的循環(huán)泵，根據(jù)不同的工況啟運(yùn)不同型號(hào)的水泵。各種泵可根據(jù)實(shí)際情況互為備用。例如某單位的調(diào)峰熱源有6臺(tái)29MW的熱水爐，采用了一小、一大、二中共4臺(tái)恒速泵并聯(lián)安裝的方式，各種工況下只單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)其中的一臺(tái)泵，特殊情況時(shí)運(yùn)二臺(tái)泵，已正常運(yùn)行了十幾年。

4、錯(cuò)誤的技改措施使水泵功率越來越大

有一些企業(yè)在供熱系統(tǒng)因水力失調(diào)而造成遠(yuǎn)端用戶供熱效果不好時(shí)，往往對(duì)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因不了解，不用認(rèn)真調(diào)網(wǎng)的方法解決，而是根據(jù)供熱效果不好的用戶“壓差不足”這一表面現(xiàn)象，錯(cuò)誤地認(rèn)為是水泵揚(yáng)程低，或流量不夠造成的。因此采用更換大流量、高場(chǎng)程水泵的方法解決。結(jié)果使水泵的功率進(jìn)一步加大。雖然此種方法可以相對(duì)提高一些末端用戶的供熱效果，但并沒有使冷熱不均的現(xiàn)象得到很好的解決，卻進(jìn)一步造成了電能的大量浪費(fèi)，使企業(yè)的運(yùn)行成本更高。這種錯(cuò)誤在許多供熱企業(yè)中時(shí)有發(fā)生，而更令人遺憾地是，還有的企業(yè)把它做為好的經(jīng)驗(yàn)加以推廣。

5、由非專業(yè)技術(shù)人員選泵

更嚴(yán)重的是有許多民營的供熱企業(yè)或小城鎮(zhèn)的供熱系統(tǒng)，沒有進(jìn)行正規(guī)設(shè)計(jì)。而是由鍋爐供應(yīng)商、或鍋爐廠、或安裝公司的安裝人員，根據(jù)自己的所謂經(jīng)驗(yàn)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(huán)水泵的功率更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際需要。

6、脫離實(shí)際按規(guī)劃負(fù)荷選泵

對(duì)于新建或擴(kuò)建的供熱系統(tǒng)，在委托設(shè)計(jì)時(shí)，一般只把遠(yuǎn)期規(guī)劃的供熱負(fù)荷提供給設(shè)計(jì)者，沒有同時(shí)向設(shè)計(jì)者提供近期的熱負(fù)荷大小。那么設(shè)計(jì)者就會(huì)按規(guī)劃負(fù)荷選擇循環(huán)水泵的型號(hào)，但近期熱負(fù)荷往往很小，幾年后才能達(dá)到規(guī)劃。那么，今后幾年用此泵工作就會(huì)大量浪費(fèi)電能。

雖然有時(shí)建設(shè)單位向設(shè)計(jì)者同時(shí)提供了近、中、遠(yuǎn)三期的負(fù)荷，設(shè)計(jì)者就會(huì)按遠(yuǎn)期負(fù)荷設(shè)計(jì)成多臺(tái)泵并聯(lián)的形式，但水泵的揚(yáng)程是按遠(yuǎn)期負(fù)荷確定的。當(dāng)近期只用一臺(tái)泵時(shí)，由于管網(wǎng)管徑是按遠(yuǎn)期負(fù)荷確定的，近期熱負(fù)荷小，而管網(wǎng)的阻力損失會(huì)很低，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)水泵揚(yáng)程過高的問題，仍會(huì)浪費(fèi)電能。在這種情況時(shí)，最理想的解決辦法是先按近期實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行水力計(jì)算后選泵（也可留有一定的負(fù)荷變化范圍）。當(dāng)過幾年負(fù)荷增大時(shí)再重新選泵。實(shí)踐證明，用小循環(huán)泵時(shí)節(jié)約的電費(fèi)，會(huì)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(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案來。

7、循環(huán)水泵選型的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

應(yīng)認(rèn)真檢查一下本企業(yè)循環(huán)水泵選型是否合理。簡單的診斷方法是，參照水泵選型數(shù)據(jù)來判斷現(xiàn)有循環(huán)水泵的型號(hào)、功率是否偏大，流量和揚(yáng)程是否合理。

總之，供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵選配中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)問題，是提高供熱質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗重要工作之一，在保證合格的供熱質(zhì)量的前提下，單位供熱面積的能耗多少雖然同企業(yè)的管理水平有關(guān)，但主要取決于供熱企業(yè)的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

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