熱力站循環(huán)水泵節(jié)能淺探

張韜

太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司 山西太原 030001

作為北方地區(qū)冬季采暖的重要設(shè)施，供熱系統(tǒng)為輸送熱能所消耗的能量是非常可觀的，如何能使這部分能耗降下來，是我們作為供熱服務(wù)者應(yīng)該思考的問題。筆者結(jié)合工作實(shí)際，通過對供熱系統(tǒng)耗能分析，提出改造現(xiàn)有熱力站內(nèi)循環(huán)水泵，達(dá)到供熱系統(tǒng)節(jié)能的目的，以供同行共同探討。

1 熱力站循環(huán)水泵節(jié)能的必要性

在供熱系統(tǒng)中，節(jié)熱、節(jié)水、節(jié)電是節(jié)能的三個(gè)方面。在建筑節(jié)能改造和系統(tǒng)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象改善后，節(jié)電成為供熱系統(tǒng)節(jié)能的重頭戲。由于循環(huán)水泵在整個(gè)采暖季都需要時(shí)刻不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此它的節(jié)電成為了系統(tǒng)節(jié)能的重中之重。

筆者在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，由于循環(huán)水泵選型不合理，導(dǎo)致系統(tǒng)耗電過高，因此選擇合適流量及揚(yáng)程參數(shù)的循環(huán)水泵對于熱力站節(jié)能改造工作來說至關(guān)重要。

2 造成循環(huán)水泵耗能高的原因

2.1 供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷估值偏大

由于最初設(shè)計(jì)時(shí)建筑的熱負(fù)荷都是在資料不全或無法取得建筑物資料情況下粗略確定的，一般都估算得偏大，從而影響到了循環(huán)水泵所需流量的確定。

2.2 供熱管網(wǎng)系統(tǒng)阻力估值偏大

同樣的原因，供熱管網(wǎng)的資料也往往無法收集或者收集不全，只能通過估算來確定管網(wǎng)的阻力，估值的偏大影響了循環(huán)水泵揚(yáng)程的確定。

2.3 水泵不能在高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)

由于系統(tǒng)的流量和阻力的偏大，加之在選泵時(shí)認(rèn)為“選大比選小好”，安全系數(shù)取值過高，都造成“大馬拉小車”現(xiàn)象，這樣勢必造成循環(huán)水泵與系統(tǒng)實(shí)際參數(shù)不匹配導(dǎo)致水泵長期不在其高效區(qū)運(yùn)行。

正是以上原因造成了循環(huán)水泵耗電居高不下。

3 優(yōu)化循環(huán)水泵參數(shù)，降低電能消耗的方法

要降低循環(huán)水泵的電耗，就必須認(rèn)真落實(shí)供熱系統(tǒng)的真實(shí)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上合理選擇循環(huán)水泵。

首先，我們根據(jù)歷年耗熱量記錄確定各系統(tǒng)實(shí)際的耗熱量，推算出每個(gè)系統(tǒng)的熱指標(biāo)，并計(jì)算出系統(tǒng)所需的流量G。其次，在不同工況下測出系統(tǒng)的循環(huán)流量并結(jié)合壓差值確定各工況下管網(wǎng)特性參數(shù)S，并將各工況下的S值取均值，結(jié)合系統(tǒng)所需流量，計(jì)算站外管網(wǎng)的實(shí)際壓力損失△P，同時(shí)考慮8-12mH2O的站內(nèi)損失，即可確定循環(huán)水泵的揚(yáng)程H。最后取不大于1.1的保險(xiǎn)系數(shù)，確定出水泵參數(shù)。

4 通過對循環(huán)水泵的改造實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能的實(shí)例

筆者曾對多個(gè)熱力站循環(huán)水泵進(jìn)行了節(jié)能改造，收到了良好的節(jié)能效果。以下僅以某個(gè)較為典型的熱力站（簡稱A熱力站）循環(huán)水泵的改造為例，說明改造的操作方法，供同行參考。

4.1 基本情況介紹

A熱力站供熱范圍為某小區(qū)所有的23棟建筑，其中23#樓（14層建筑）為地暖供熱，1-22#樓（6層建筑）為暖氣片供熱。該熱力站對應(yīng)地分設(shè)地暖區(qū)系統(tǒng)和暖氣片區(qū)系統(tǒng)。其中地暖區(qū)為23#樓供熱，實(shí)際供熱面積23076.57㎡，安裝TP100-360/2型（Q=160.1m3/h，H=31.1m，P=18.5kW）循環(huán)水泵兩臺(tái)；暖氣片區(qū)為1-22#樓供熱，實(shí)際供熱面積89100㎡，安裝KQL150/345-30/4型(Q=174m3/h，H=38m，P=30kW）循環(huán)水泵兩臺(tái)。經(jīng)兩個(gè)采暖季運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)分區(qū)循環(huán)水泵的能耗都偏高。

4.2 數(shù)據(jù)采集及重新選定循環(huán)水泵的步驟

（1）需要采集的數(shù)據(jù)。需要采集的數(shù)據(jù)有各供暖分區(qū)歷年耗熱量統(tǒng)計(jì)，各供暖分區(qū)二次網(wǎng)站口處供回水的壓力值，及各供暖分區(qū)主管的流量。

（2）重新選定循環(huán)水泵的步驟。①根據(jù)歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)得知，地暖區(qū)、暖氣片區(qū)在兩個(gè)采暖季的平均年耗熱量依次為5885GJ和30303GJ。當(dāng)?shù)厥彝獠膳?jì)算溫度為-11℃，采暖季平均溫度為-0.9℃，平均熱負(fù)荷利用率為65.17%，由此推出兩個(gè)系統(tǒng)的采暖熱指標(biāo)分別為29.9W/㎡和39.9W/㎡。②按地暖區(qū)、暖氣片區(qū)供回水溫差分別10℃、20℃考慮，計(jì)算可得兩系統(tǒng)所需要的流量依次為59.54m3/h、153.25m3/h。③利用流量計(jì)在站內(nèi)二次網(wǎng)各供暖分區(qū)主管上測量實(shí)時(shí)的流量值，用高精度壓力表在各供暖分區(qū)二次網(wǎng)站口處測量供、回水的壓力，計(jì)算可得各供暖分區(qū)的管網(wǎng)特性數(shù)S。這時(shí)再結(jié)合第②步確定的流量，可以得出地暖區(qū)、暖氣片區(qū)的站外管網(wǎng)壓力損失依次為1.77mH2O、9.01mH2O。考慮站內(nèi)損失10mH2O，則地暖區(qū)、暖氣片區(qū)總阻力損失依次為11.77mH2O、19.01mH2O。④根據(jù)②、③步驟中得出的流量及揚(yáng)程，考慮安全系數(shù)1.1后，選擇循環(huán)水泵。選出地暖區(qū)循環(huán)水泵為 KQL100/125-5.5/2(Z)型 (Q=70m3/h，H=20m，P=5.5kW），暖氣片區(qū)為KQL150/285-18.5/4型（Q=173.6m3/h，H=24m，P=18.5kW）。為節(jié)約改造成本，每個(gè)供暖分區(qū)只更換一臺(tái)循環(huán)水泵，運(yùn)行時(shí)啟用該臺(tái)水泵，原有水泵作為備用保留，僅在緊急情況下短時(shí)間啟用。

4.3 其他改造措施

為了進(jìn)一步降低管網(wǎng)的阻力，改造時(shí)將熱力站內(nèi)各供暖分區(qū)二次網(wǎng)回水管上的過濾器及新泵出口的止回閥一并取消。檢查用戶庭院管網(wǎng)的閥門是否能夠正常開閉，將不能正常開閉的閥門更換，拆除多余的閥門、過濾器等管件，并在各單元入口增設(shè)壓力表和溫度計(jì)，便于日后平衡調(diào)節(jié)。

4.4 節(jié)能效果分析

改造前，A熱力站一個(gè)采暖季用電201530.32kWh，電單耗為1.80kWh/㎡。改造完成，經(jīng)過一個(gè)采暖季運(yùn)行，用電量合計(jì)99370.45kWh，較上一采暖季節(jié)電102159.87/kWh，電單耗降為0.88kWh/㎡，節(jié)電率為51.1%。一個(gè)采暖季僅電費(fèi)就可節(jié)省約52193元，節(jié)能效果明顯。

5 結(jié)語

由于熱力站在水泵選型之初基礎(chǔ)資料的缺乏加之選型時(shí)保險(xiǎn)系數(shù)取值偏大等原因，使得循環(huán)水泵電耗過大，我們應(yīng)該在熱力站運(yùn)行數(shù)據(jù)積累和對各運(yùn)行參數(shù)精準(zhǔn)測量的基礎(chǔ)上，確定出系統(tǒng)所需要的循環(huán)動(dòng)力參數(shù)，最后選定適合系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能的循環(huán)水泵來。在對循環(huán)泵改造的同時(shí)，應(yīng)盡量減少熱力站和室外管網(wǎng)上不必要的閥件和其他附件，以使系統(tǒng)阻力盡量降低，達(dá)到節(jié)能的目的。