采暖系統中循環水泵存在的幾大問題分析

發布時間：2020-07-14 瀏覽次數：0

采暖系統中循環水泵存在的幾大問題分析

采暖系統的循環水泵是向各用戶輸送熱媒的關鍵設備，應當合理選擇。下面從水泵的容量、臺數、連接方式等幾方面進行分析與探討。供同仁參考～歡迎留言探討！
PART1

容量過大問題
循環水量過大，在我國是普遍存在的問題，其容量常常達到實際需要的2～4倍，浪費非常嚴重。其原因是多方面的：
1、設計熱負荷偏大：設計上存在著不健全的計算方法和保守思想，往往使熱負荷偏大50%～99.9%以上。例如：建筑熱指標達到80W/㎡～90W/㎡（70kcal/㎡·h～80kcal/㎡·h）或更大一些，而實際上只需要Q=50W/㎡～60W/㎡（40kcal/㎡·h～50kcal/㎡·h），這樣就使水泵的流量偏大很多。
2、管網系統循環阻力采用估計的方法，往往比實際大一倍以上。
3、采暖系統中的靜水壓力問題：采暖系統是只有充滿水才能運行的。因此，循環壓力只需克服管網阻力即可；但有的設計卻把靜水壓力也計入循環阻力之內，這當然會使循環水泵的容量加大。
4、管網系統的水力平衡問題：由于設計時不認真進行室內外管網的水力平衡計算，施工后又進行初調節，往往會造成水力失調及前熱后不熱的現象。不少工程單位認為是水泵的力量達不到，而采用加大水泵壓力的方法。
5、循環水泵的節能問題：為克服循環水泵容量過大，國家《民用建筑節能設計標準》有具體規定。
PART2

出口無需安裝逆止閥？
循環水泵的出口不應當安裝逆止閥。逆止閥的造價和電力消耗雖然不算太大，但也應該節省下來。這是因為循環水泵是在充滿水的狀態下運行的，沒有倒灌的現象。在水泵出口關斷閥背后的逆止閥是很實用的，正確的操作能夠避免水的沖擊和對水泵的損害，所以逆止閥的需求一直存在。
另一方面，如果發生短路或在操作者沒有預先關閉出口閥門而停止水泵的電動機時，突然停運而停止水泵電動機可能產生危險。
1、進口閥門；2、撓性拉頭；3、彎管；4、基礎5、壓力表；6、直管；7、撓性接頭；8、出口閥門
此外，操作者知道有逆止閥保護水泵后，當他將某臺水泵停止運行時，就根本不會去關閉水泵的出口閥門。這可能是關鍵的誤操作之一，會發生損壞水泵和管路的事件。因此，不宜采用逆止閥，利少弊多。
PART3

水泵的臺數選用問題
我國通常為普遍選擇方法的是，在強制循環熱水系統中至少應選用兩臺相同型號的循環水泵（特別是中、小型采暖系統），一臺運行，一臺備用。備用系數為99.9%以上。這種做法顯然存在缺點。采暖系統務必在任何時候都滿負荷運行，在部分負荷下進行流量調節以節約電能。
對水泵系統來說，務必安裝兩臺不同的水泵，一臺供給水流量，另一臺能供給75%的計算水流量，后者供室外氣溫較高時使用。當水泵以75%的計算水流量進行運轉時，其所需水頭減少至計算水頭的56%，而水泵主機的功率減少至多42%。
在大的區域性熱水系統中，這種階梯狀的水流量不應小于三個：60%、80%、99.9%以上，相應能供給這樣的水流量水泵功率為22%、51%、99.9%以上。
所有水泵在通常程度上均可相互代替，因此無需安裝備用水泵。如果同時安裝兩臺水泵，每一臺都能承擔滿負荷，另一臺純備用。另一方法是：每一臺水泵都按水泵足夠容量的2/3或3/4選用。
所以，在平常的天氣情況下，一臺水泵足夠，而在嚴寒天氣時可使用兩臺水泵。同樣，如果安裝三臺水泵，其中兩臺能承擔設計負荷就足夠了。
除了很小的系統外，務必安裝兩臺容量不同的循環水泵，其中一臺為設計負荷的容量。這樣，在采暖季的大部分時間可使用70%，新系列幾乎每差一種尺寸，其效率平均相差10.6%。多臺水泵并聯運行，占地面積較大，造價也較高。應當綜合考慮工程的具體條件，不能盲目采用多臺水泵并聯。
PART4

工作點向右偏移的問題
我國《工廠熱水采暖操作規范》中說明：“在熱水采暖系統中，系統的水力工況不可能持續平衡，尤其是在用戶入口裝置沒有自動的情況下，熱水采暖系統的水力失調不可能就此避免。由于系統的水力失調，系統的實際流量將大于計算流量。其結果是設計的工作點向G-H特性曲線的右方偏移，工作點偏移程度與系統水力失調的大小有關?！?br/> 水泵的工作點選擇在恰當工作點的左面，這是為了允許工作點向右偏移（實際運行中不可避免），以防止水泵實際工作點越出水泵制造廠給定的工作范圍，處于不經濟的工作條件下。
水泵所產生的壓力降低對熱水采暖系統的環路（一般為處于網絡末端的用戶）是不利的，這將促使該環路的流量進一步降低。因此，循環水泵在流量變化很大時，壓力的變化越小越好。
如果選用具有陡降的G-H特性曲泵，當工作點向右偏移時，因水泵所產生的壓力下降很多，處于系統不利環路的網路末端熱用戶中的流量將大大減少，這對熱水采暖系統水力工況的平衡是不利的。BA型、SH型和SA型水泵的G-H特性曲線比較平坦，在熱水采暖系統中，宜選用這種型號的水泵作為網路循環水泵。
PART5

循環水泵、補水泵的選擇依據
1、選擇循環水泵的依據
流量依據：
式中：Q為熱負荷，W；tg-tn為供回水溫差，℃；Cp為水的比熱，一般取4.1868kJ·℃。
揚程選擇：
式中：H1為鍋爐房內系統壓力損失；H2為外管網供、回水壓力損失；H3為不利環路系統用戶內壓力損失，一般為2m～4m。

2、選擇補水泵的主要依據
流量選擇依據——閉式系統：外網循環水量的3%～5%；開式系統：熱水用戶耗水量與滲透量之和。
揚程選擇依據：
式中：H為補水泵揚程，m；Hj為系統靜壓值，可按系統特定高度加2m計算；ΔHb為補水系統管路壓力損失，m；h為補水箱位置與水泵位置高度差，m。
3、單臺水泵的特性曲線
通?？捎孟铝泻瘮凳奖硎荆?br/> 式中：a、b、c、d為根據水泵的特性曲線數據擬會的數值。
熱網壓降公式ΔP=SV2，與水泵的特性曲線公式ΔP=a+bv+cv2……聯立，即：
可求得：ΔP和V。也可用曲線求得ΔP和V（如下圖），即A為工作點。

4、變頻調速
（1）變頻與轉速的關系：
式中：n為水泵轉速，r/min；f為電流頻率，Hz；P為電動機的極對數。SN為電動機額定轉差，即定子旋轉磁場與轉子轉速之差比值，一般為5%。
（2）水泵流量、揚程和功率與轉速的關系（比例定律）：
（3）相似拋物線：
5、水泵的并聯特性曲線（兩臺規格處處相同）
兩臺同規格的循環水泵并聯運行時，其特性曲線由每個揚程相對應單臺水泵流量的兩倍（2GB’=GB）為工作點組成。但實際運行時水泵工作點與熱網有關系，針對某一熱網，單臺水泵運行時其工作點在A點；當兩臺泵運行時流量增加（GB>GA），揚程增加（HB>HA），造成了水泵工作點的左移，每臺水泵工作點在B’點（GB’<GA）。因此兩臺泵運行的流量小于單臺泵運行流量的兩倍，而非效率所致。