在機(jī)械循環(huán)熱水供熱系統(tǒng)中,循環(huán)水泵承擔(dān)著將熱源熱能通過(guò)供熱管網(wǎng)輸送至熱用戶的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)作用,是供熱系統(tǒng)耗費(fèi)電能最多的設(shè)備。
合理地選擇供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵,關(guān)系到供熱系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,對(duì)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(guó)內(nèi)常采用的“大流量,小溫差”的運(yùn)行方式,即靠安裝大水泵,增加水泵并聯(lián)臺(tái)數(shù)或增設(shè)加壓泵等方式來(lái)提高系統(tǒng)循環(huán)流量,有時(shí)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行流量甚至比設(shè)計(jì)流量高出好幾倍。
這種“大流量”的運(yùn)行方式是我國(guó)供熱系統(tǒng)運(yùn)行人員從多年的實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn),是針對(duì)由于設(shè)計(jì)施工安裝和運(yùn)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(dāng)減少沿程熱損失,因此得到了廣泛的應(yīng)用。
但是,大流量的運(yùn)行方式,治標(biāo)不治本,并沒(méi)有從根本上消除供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)問(wèn)題,即各用戶流量分配不均的問(wèn)題并未解決,這是因?yàn)橄到y(tǒng)流量增加末端用戶愈接近設(shè)計(jì)流量,散熱器散熱愈充分;而靠近始端的熱用戶流量超過(guò)設(shè)計(jì)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(yùn)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(lái)達(dá)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(guò)大流量的運(yùn)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(lái)達(dá)到目的。
循環(huán)水量的增加必然要相應(yīng)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(guān)系、流量的增加,將帶來(lái)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(dāng)然,引起熱力供暖水力失調(diào)的原因是多方面的,在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)流量分配下達(dá)到平衡,開始運(yùn)行時(shí)沒(méi)有進(jìn)行很好的調(diào)整,運(yùn)行過(guò)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(wèn)題,應(yīng)通過(guò)系統(tǒng)平衡調(diào)整來(lái)解決,而不應(yīng)盲目增加循環(huán)泵流量或并聯(lián)循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)。同時(shí),“大流量”的運(yùn)行方式,還阻礙了連續(xù)供熱(低溫常燒)運(yùn)行方式 的實(shí)際推廣。
所以,從提高供熱系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行是一種落后的運(yùn)行方式,應(yīng)該逐漸摒棄。
在循環(huán)水泵的揚(yáng)程選擇上,一直存在著一種錯(cuò)誤觀點(diǎn),即認(rèn)為循環(huán)水泵的揚(yáng)程,應(yīng)滿足建筑物高處的揚(yáng)程高度需要。
實(shí)際上,循環(huán)水泵的揚(yáng)程只要滿足管網(wǎng),熱源、熱用戶等水流經(jīng)的設(shè)備在額定流量下所消耗的阻力即可。靜壓的穩(wěn)定則是補(bǔ)水泵或定壓泵來(lái)完成的。
因此,循環(huán)水泵的揚(yáng)程,應(yīng)按管道系統(tǒng)最不利環(huán)路的水力計(jì)算的壓力損失來(lái)確定。
當(dāng)然,外網(wǎng)管道的比摩阻值應(yīng)按技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較確定。盡量使初投資運(yùn)行費(fèi)之和最小。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)說(shuō)明的是,循環(huán)水泵的選擇應(yīng)優(yōu)先考慮運(yùn)行效率高的類型,并使其工作點(diǎn)在高效率區(qū)內(nèi),泵的特性曲線與管網(wǎng)的流量揚(yáng)程曲線的交點(diǎn)就是水泵的實(shí)際工作點(diǎn)。
循環(huán)水泵的實(shí)際運(yùn)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(yáng)程也就越大;S值越小,泵的流量也就大,揚(yáng)程就越小。
選擇合適的循環(huán)水泵,使其工作點(diǎn)在工作點(diǎn)附近,并運(yùn)行穩(wěn)定,對(duì)提高供熱管網(wǎng)的運(yùn)行效率,降低電能消耗,增加經(jīng)濟(jì)效益,具有十分重要的意義。
循環(huán)水泵兩臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行時(shí),其運(yùn)行工況并不是單臺(tái)水泵流量揚(yáng)程的算術(shù)疊加,而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該值,只比單臺(tái)水泵略有增加,且聯(lián)合運(yùn)行時(shí)單臺(tái)水泵工作效率低,工作條件差,電能消耗大。
因此,選擇單臺(tái)水泵運(yùn)行,不宜采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行,不同型號(hào)的泵并聯(lián)運(yùn)行更不足取。
實(shí)際選擇循環(huán)泵時(shí),還應(yīng)附加一定的安全系數(shù),一般循環(huán)流量附加10%,揚(yáng)程附加10%-20%,對(duì)在近期內(nèi)擴(kuò)建的管道系統(tǒng),還應(yīng)考慮擴(kuò)建部分的流量。
在循環(huán)水泵實(shí)際運(yùn)行中,可利用超聲波流量計(jì)等設(shè)備和壓力表來(lái)檢測(cè)水泵的實(shí)際運(yùn)行工況,并通過(guò)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(diǎn)處在高效率工作區(qū)內(nèi)。