供热系统分布式变频循环水泵的设计.pdf

200摘摘要要：本文详细阐述了供热系统分布式变频循环水泵最优方案的确定过程，并对其设计、运行的基本方法进行了介绍。关键词：关键词：供热系统循环水泵分布式变频作者在 2004 年的供热技术交流会议上曾作过“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”1的学术论文报告。文章对六种新的设计方案与传统的循环水泵的设计方案进行了比较，并指出：新的设计方案比传统设计方案，其循环水泵的装机电容量可节约 1/32/3。但文章没有明确给出新的最优设计方案是什么？也没有阐述新的设计方案如何进行具体设计与运行？经过近二年的进一步研究，作者在这次论文中，即“供热系统分布式变频循环水泵的设计”中试图就上述问题作出明确回答，以期在同行中进行讨论。一、最优方案的确定一、最优方案的确定在“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”（以下简称“更新”）一文中指出：在传统的热源单循环水泵的设计中，存在过多的无效电耗。为防止无效电耗的发生，本文在“更新”一文的六种方案的基础上，重新提出了三种设计方案与传统方案进行比较。为叙述方便，仍沿用“更新”一文中的供热系统：该系统共10个热用户（或 10个热力站），供回水设计温度85/70，201各热用户设计流量均为 30t/h，热用户资用压头为 10m 水柱，供回水管道总长度 7692.3m，设计比摩阻 60Pa/m，局部阻力系数 30%。各热用户之间的外网供、回水干管长度各为 384.6m。热源内部总压力损失为 10m 水柱。循环水泵的效率按 70%选取。根据上述参数，该供热系统按照传统设计方法，设置在热源处的循环水泵的扬程为 80m 水柱，流量为 300t/h，理论功率为 93.4kw。所选定的三种新的设计方案为：方案 1，热源泵与热用户泵合一，承担热源内部的水循环和各热用户资用压头的建立；热网泵由设在各热用户供回水干管上的共 20 个加压泵承担。方案 2，热源泵、热网泵和热用户泵各司其职，即热源泵只承担热源内部的水循环，热网泵由供回水干管上的 20个加压泵承担，热用户泵由热用户各自的共 10 个加压泵承担资用压头的建立。方案 3，热源泵单独设置；热网泵与热用户泵合一，其功能由 10 个热用户泵承担。上述三种设计方案的循环水泵的总功率（理论），根据特兰根定律，可按如下公式计算：式中，Gi供热系统各管段的流量，t/h；Hi供热系统各管段的压降损失，m 水柱；水泵效率，取 70%；202No由特兰根定律计算的循环水泵总功率；N单位为 kw 的循环水泵总功率。将计算结果绘制成相应的水压图。图 0 为传统方案，图1 为方案 1 的水压图；图 2 为方案 2 的水压图；图 3 为方案3 的水压图。表 1 给出了各方案的系统循环泵总功率计算值。图 0传统设计方案注：0-30 为供热系统各管段编号，0 为热源，1-10 为热用户203图 1方案 1 分布式变频循环泵供热系统注：热源泵(0 管段)，扬程 20mH2O，流量 300t/h；11-30 供回水干管上的加压泵扬程皆为 3 mH2O，流量依次为 300、270、240、210、180、150、120、90、60、30、300、270、240、210、180、150、120、90、60、30(t/h)。图 2方案 2 分布式变频循环泵供热系统注：热源泵（0），扬程 10 mH2O，流量 300t/h；11-30 供回水管上的热网加压泵扬程为 3 mH2O，流量依次为 300、270、240、210、180、204150、120、90、60、30、300、270、240、210、180、150、120、90、60、30（t/h）；1-10 热用户泵，扬程皆为 10 mH2O，流量皆为 30t/h。图 3方案 3 分布式变频循环泵供热系统注：热源泵（0），扬程 10 mH2O，流量 300t/h；1-10 热用户（热网）泵，流量皆为 30t/h，扬程依次为 16m、22m、28m、34m、40m、46m、52m、58m、64m、70m。注：方案 3+为方案 3 的变形，详述见后。从图从图 0-0-图图 3 3 和表和表 1 1，可以得出如下结论：，可以得出如下结论：1与传统方案（方案 0）相比，方案 1、方案 2、方案3 的循环水泵总功率皆由 93.47kw 下降为 61.9kw，节电31.5kw，即节电 33.8%。对比水压图，可以明显看出，方案2051、2、3 无论热源泵、热网泵和热用户泵，所提供的电功率全部在各自的行程内有效地被消耗掉，而没有无效电耗。亦即，方案 1、2、3 单从节电的角度考虑，都是优选方案。2观察方案 1、方案 2，可以发现：要想在热网干管上消除无效的输送电耗，必须在每个供回水干管上设置加压循环泵，此时，各干管上的加压泵扬程（3 mH2O）与该干管的压降相等；加压泵的流