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浅析集中供热系统热水循环泵的选型

综上所述,集中供热系统热水循环泵“大小泵”串并
Abstract: From the design point of view, this paper analyzes the common problems of the circulating water pump in the central heating system. Points out the attention of the circulating pump of central heating system.
综上所述,考虑循环泵的效率以及电机功率等在合理 的范围内,尽量使水泵工作点接近水泵性能曲线后 1/3 处。 这样选出的水泵即节能,又可减少循环泵空转、汽蚀以及 电机过载等现象的发生。 3 循环泵的选型
实际集中供热工程中循环泵的运行方式主要有:单台 运行,多台并联运行,多台串联运行三种类型。 3.1 单台循环泵的选型
可见,继续增加并联水泵的台数,其效果就不大了。由图 4 还可以看出,确定循环泵台数时,应考虑循环泵运行工 况,若所选的水泵以单台运行为主,那么并联工作时,需 考虑各单泵的流量会减少,扬程会增加;若所选的泵经常 并联运行,则应注意到,各泵单独运行时,相应的流量将 会增大,轴功率也会增大,可能会导致水泵电机过载。 3.2.2“大小泵”并联
第三作者简介:陈亮(1963 年-),男,甘肃兰州,现
参考文献:
供职于中国市政工程西北设计研究院有限公司设计三所,
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联运行时情况复杂,若选型计算不当,易引起串并联效果
Keywords: Central heat; Hot water system; Circulating
差,严重时甚至不如单台大泵运行效果。因此实际工程循 pump; Motor overheat.
环泵串并联选型设计中宜采用同型水泵,不能满足同型时, 应尽可能选用相近的水泵,不宜采用相差很大的循环泵。 4 结论及建议
第二作者简介:王世栋(1989 年-),男,甘肃兰州,
端,应选在水泵效率较高点处;
现供职于中国市政工程西北设计研究院有限公司设计三
(3)循环泵串并联运行时宜选择相同型号的水泵, 所,硕士研究生毕业,主要从事城市集中供热系统设计及
不宜采用“大小泵”串并联;
研究。
(4)循环泵并联台数不宜过多,一般不超过 3 台。
环路总阻力相比偏大,从而引起循环泵实际工作点偏离设 计工作点,靠近水泵性能曲线前端,如图 2 所示。
图 2 工作点在性能曲线前端
由图 2 可以看出,当循环泵实际工作点在水泵性能曲 线前端时,实际流量小于设计流量,而实际扬程大于设计 流量,水泵效率下降,轴功率降低。这种工况可能导致水 泵空转以及不断启停等现象的发生。
循环泵的流量[11]-[12]根据式(2-1)计算:
G = 860 × Q ∆t
(2-1)
图 1 工作点接近性能曲线末端
由图 1 可以看出,当循环泵实际工作点接近水泵性能 曲线末端时,实际流量大于设计流量,而实际扬程小于设 计流量,水泵效率下降,轴功率增加。这种工况可能导致 水泵电机过载,同时易引起水泵汽蚀,伴随有水泵异常震 动和噪音的产生。 2.2 实际工作点在水泵性能曲线前端
图 6 同型串联运行
图 6 所示为两台相同泵串联的性能曲线。通过在坐标 系中标出每个流量值的两倍扬程,即可得到总性能曲线。
这使得曲线具有两倍的最大扬程(2 Hm a x)以及与单台泵 相同的最大流量 Qmax,同型循环泵串联运行可以为高压、 低流量的集中供热系统提供动力。
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图 7 异型串联运行
central heating system
图 7 所示为两台不同大小的泵串联。通过将给定流
(Xu-Hu , Wang-Shidong ,Chen-Liang)
量 Q 1 = Q 2 处的 H 1 和 H 2 相加,即可得到总性能曲线。 当“大小泵”串联循环泵工作点落在图中阴影区时,则仅 有 P2 泵运行,而 P1 泵不起作用,造成串联效果差,浪费 能源。因此,实际工程中不宜采用“大小泵”串联运行。
的问题进行分析,如图 7 所示。
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图 5 “大小泵”并联运行
图 5 所示为两台不同大小的循环泵并联。将给定扬程 H 1 = H 2 对应的 Q 1 和 Q 2 相加,即得到总性能曲线。 当异型并联循环泵工作点落在图中阴影区时,则仅有小泵 运行,而大泵不起作用,严重浪费能源。因此,实际工程 中不宜采用“大小泵”并联运行。 3.3 循环泵串联运行 3.3.1 同型串联
198-198.
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mH2O。主要包括热源加热设备(热水锅炉和换 热器)和管网系统等压力损失; Hw——管网主干线供回水管的压力损失,mH2O; Hy——主干线末端用户系统的压力损失,mH2O。 通过公式(2-1)和(2-2)计算出循环泵的流量和扬 程之后,需根据水泵实际工作点进行校核。循环泵工作点 需满足水泵工作效率高、流量及扬程满足设计要求等特点, 工程中一般取供热管网特性曲线与水泵性能曲线后 1/3 交 点处,即图 3 中 A 点作为水泵实际工作点,该范围内水 泵运行效率高,运行可靠,同时可减少电机过载及空转等 事故的发生。
浅析集中供热系统热水循环泵的选型
许 浒,王世栋,陈 亮 (中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃省 兰州市 730000)
摘 要:本文从设计角度出发,分析了集中供热系统循环泵实际运行过程中常见问题的原因,指出集中供热系统循环 泵注意事项。
关键词:集中供热;热水系统;循环泵;电机过热
1 问题的引出 随着城市集中供热事业的发展,能源的消耗随之增加。
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Selection of hot water circulating pump for
实际工程中,由于理论管网阻力与实际管网阻力存在 差异,从而引起循环泵实际工作点偏离设计工作点,严重 时会导致水泵过载和空转等事故的发生。主要有以下两种 情况: 2.1 实际工作点接近水泵性能曲线末端
由于实际供热管网最不利环路总阻力与设计最不利 环路总阻力相比偏小,从而引起循环泵实际工作点(D 点) 偏离设计工作点(A 点),靠近水泵性能曲线末端,如图 1 所示。
主要体现在水泵选型不合理,引起水泵电机过载、水泵空 转以及汽蚀等现象[1]-[10],导致能源的大量浪费。那么怎样 合理选择集中供热系统中的循环泵呢?如何避免循环泵 电机过载现象的发生?如何避免汽蚀现象的发生?
针对上述问题,本文从循环泵选型出发,分析引起水 泵电机过载、水泵空转及汽蚀等现象的原因,并指出集中 供热系统中循环泵选型注意事项。 2 选型分析
由于实际供热管网最不利环路总阻力与设计最不利
式中 Q——供暖用户系统的设计热负荷,MW; G——用户计算流量,t/h; Δt——管网设计供回水温差,℃。
循环泵的扬程[11]-[12]根据式(2-2)计算:
H = Hr + Hw + Hy
(2-2)
式中 H——循环泵的扬程,mH2O; Hr——管网循环水通过热源内部的压力损失,
实际工程设计中经常需要几台循环泵串联运行。在此 以同型水泵串联为例,分析串联后流量和扬程的变化情况 以及串联台数对水泵运行状况的影响。如图 6 所示。
图 4 同型水泵并联运行
图 4 所示为五台同型号水泵并联工作的情况。可图可 知:以一台水泵工作时的流量 Q1 为 100,两台泵并联的 总流量 Q2 为 190,比单台水泵工作时增加了 90;三台泵 并联的总流量 Q3 为 251,比两台泵时增加了 61;四台泵 并联的总流量 Q4 为 284,比三台泵时增加了 33;五台泵 并联的总流量 Q5 为 300,比四台泵并联时只增加了 16。
实际工程中经常发生单台水泵不能满足用户流量需 求,需并联 1 台小泵,形成“大小泵”并联工况,如图 5 所示。
图 3 单台循环泵工作点的确定
3.2 循环泵并联运行 3.2.1 同型并联
实际工程中经常需要几台循环泵并联运行。本文以同 型水泵并联为例,分析并联后流量和扬程的变化情况以及 并联台数对水泵运行状况的影响。如图 4 所示。
3.3.2“大小泵”串联
空调,2001.(9):29-32.
集中供热改造工程中经常出现循环泵扬程不能克服 [6]赵文山,赵励东.热水循环离心水泵过载原因及选型探讨[J].城市
实际供热管网阻力,因此需要串联 1 台小型水泵,形成“大
建设理论研工况运行中可能出现 [7]路利军.水泵电机在空调循环泵运行时过热过载的分析[J].城市建
(1)确定循环泵并联台数之前,应明确循环泵实际 运行工况,根据实际情况选择合适水泵数量;
第一作者简介:许浒(1978 年-),男,甘肃兰州,现 供职于中国市政工程西北设计研究院有限公司设计三所, 本科学历,高级工程师,热力室主任,主要从事城市集中 供热系统设计及研究。
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