采暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵存在的幾大問題分析

發(fā)布時間：2020-07-14 瀏覽次數(shù)：0

采暖系統(tǒng)的循環(huán)水泵是向各用戶輸送熱媒的關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)當合理選擇。下面從水泵的容量、臺數(shù)、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(huán)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(shè)計熱負荷偏大：設(shè)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(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)阻力采用估計的方法，往往比實際大一倍以上。
3、采暖系統(tǒng)中的靜水壓力問題：采暖系統(tǒng)是只有充滿水才能運行的。因此，循環(huán)壓力只需克服管網(wǎng)阻力即可；但有的設(shè)計卻把靜水壓力也計入循環(huán)阻力之內(nèi)，這當然會使循環(huán)水泵的容量加大。
4、管網(wǎng)系統(tǒng)的水力平衡問題：由于設(shè)計時不認真進行室內(nèi)外管網(wǎng)的水力平衡計算，施工后又進行初調(diào)節(jié)，往往會造成水力失調(diào)及前熱后不熱的現(xiàn)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(huán)水泵的節(jié)能問題：為克服循環(huán)水泵容量過大，國家《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》有具體規(guī)定。
PART2

出口無需安裝逆止閥？
循環(huán)水泵的出口不應(yīng)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(yīng)該節(jié)省下來。這是因為循環(huán)水泵是在充滿水的狀態(tài)下運行的，沒有倒灌的現(xiàn)象。在水泵出口關(guān)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(fā)生短路或在操作者沒有預(yù)先關(guān)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(chǎn)生危險。
1、進口閥門；2、撓性拉頭；3、彎管；4、基礎(chǔ)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(guān)閉水泵的出口閥門。這可能是關(guān)鍵的誤操作之一，會發(fā)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(shù)選用問題
我國通常為普遍選擇方法的是，在強制循環(huán)熱水系統(tǒng)中至少應(yīng)選用兩臺相同型號的循環(huán)水泵（特別是中、小型采暖系統(tǒng)），一臺運行，一臺備用。備用系數(shù)為99.9%以上。這種做法顯然存在缺點。采暖系統(tǒng)務(wù)必在任何時候都滿負荷運行，在部分負荷下進行流量調(diào)節(jié)以節(jié)約電能。
對水泵系統(tǒng)來說，務(wù)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(zhuǎn)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(qū)域性熱水系統(tǒng)中，這種階梯狀的水流量不應(yīng)小于三個：60%、80%、99.9%以上，相應(yīng)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(shè)計負荷就足夠了。
除了很小的系統(tǒng)外，務(wù)必安裝兩臺容量不同的循環(huán)水泵，其中一臺為設(shè)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(lián)運行，占地面積較大，造價也較高。應(yīng)當綜合考慮工程的具體條件，不能盲目采用多臺水泵并聯(lián)。
PART4

工作點向右偏移的問題
我國《工廠熱水采暖操作規(guī)范》中說明：“在熱水采暖系統(tǒng)中，系統(tǒng)的水力工況不可能持續(xù)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(tǒng)的水力失調(diào)不可能就此避免。由于系統(tǒng)的水力失調(diào)，系統(tǒng)的實際流量將大于計算流量。其結(jié)果是設(shè)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(tǒng)水力失調(diào)的大小有關(guān)?！?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(jīng)濟的工作條件下。
水泵所產(chǎn)生的壓力降低對熱水采暖系統(tǒng)的環(huán)路（一般為處于網(wǎng)絡(luò)末端的用戶）是不利的，這將促使該環(huán)路的流量進一步降低。因此，循環(huán)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(chǎn)生的壓力下降很多，處于系統(tǒng)不利環(huán)路的網(wǎng)路末端熱用戶中的流量將大大減少，這對熱水采暖系統(tǒng)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(tǒng)中，宜選用這種型號的水泵作為網(wǎng)路循環(huán)水泵。
PART5

循環(huán)水泵、補水泵的選擇依據(jù)
1、選擇循環(huán)水泵的依據(jù)
流量依據(jù)：
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(nèi)系統(tǒng)壓力損失；H2為外管網(wǎng)供、回水壓力損失；H3為不利環(huán)路系統(tǒng)用戶內(nèi)壓力損失，一般為2m～4m。

2、選擇補水泵的主要依據(jù)
流量選擇依據(jù)——閉式系統(tǒng)：外網(wǎng)循環(huán)水量的3%～5%；開式系統(tǒng)：熱水用戶耗水量與滲透量之和。
揚程選擇依據(jù)：
式中：H為補水泵揚程，m；Hj為系統(tǒng)靜壓值，可按系統(tǒng)特定高度加2m計算；ΔHb為補水系統(tǒng)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?shù)式表示：
式中：a、b、c、d為根據(jù)水泵的特性曲線數(shù)據(jù)擬會的數(shù)值。
熱網(wǎng)壓降公式ΔP=SV2，與水泵的特性曲線公式ΔP=a+bv+cv2……聯(lián)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(diào)速
（1）變頻與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：
式中：n為水泵轉(zhuǎn)速，r/min；f為電流頻率，Hz；P為電動機的極對數(shù)。SN為電動機額定轉(zhuǎn)差，即定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差比值，一般為5%。
（2）水泵流量、揚程和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系（比例定律）：
（3）相似拋物線：
5、水泵的并聯(lián)特性曲線（兩臺規(guī)格處處相同）
兩臺同規(guī)格的循環(huán)水泵并聯(lián)運行時，其特性曲線由每個揚程相對應(yīng)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(wǎng)有關(guān)系，針對某一熱網(wǎng)，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。