對于總循環流量失調,即以“大流量小溫差”運行的采暖系統的循環水泵,根據系統的總體流量失調程度,循環水泵的調節措施有節流、切削水泵葉輪、變頻調速、電機變極調速及更換水泵等等。
對于循環流量失調很小,即實際流量比設計循環流量大的不多,用增加節流孔板或關小閥門的開度,就能使循環水泵在高效點長期工作,可采用節流調節方法。
當系統的總體流量失調嚴重,即實際流量比設計循環流量大很多時,可用切削水泵葉輪的方法。切削水泵葉輪就是用車床將葉輪直徑車小到一定程度。采用這個方法后本質上是改變了整個水泵的性能。相當于換了一臺新的水泵。
一、基本知識簡介:
1. 葉輪切削量C:
DC=D0(100%-C%) (1)
式中:D0、DC----切削前、后的葉輪直徑,mm;
C----切削量,%。
2.切削后水泵的參數:
水泵的流量: GC=G0(100%-C%) m3/h (2)
水泵的揚程: HC=H0(100%-C%)2 mH2O (3)
水泵的軸功率: NC=N0(100%-C%)3 kw (4)
水泵的效率:
一般C每增加3%,水泵效率降低1%,最大切削量不得超過20%。
式中:G0、GC----水泵切削前、后的流量,m3/h;
H0、HC----水泵切削前、后的揚程,mH2O;
N0、NC----水泵切削前、后的軸功率,kw。
工程舉例8:某市某小區鍋爐房2.8MW鍋爐一臺。采暖面積33000M2,面積熱指標qf=46.51。循環水泵型號 is100-80-160。熱網最低靜壓值HD=0.27MPa,循環水泵的供水壓力Pc=0.5MPa,回水壓力Px=0.27MPa。采用切削水泵葉輪的調節,對比水泵切削前后的工作參數。
一、is100-80-160循環水泵實際工況:
⑴ is100-80-160實際運行工況:
水泵的實際工作點向右偏出高效區,流量遠遠大于水泵的額定流量,低效重載工作。
①.實際流量(m3/h): GS= 133.27
②.實際揚程(mH2O): HS= 23
③.實際效率( % ): ηS= 63.01
④.軸功率(kw): NS= 13.25
⑵ is100-80-160高效點調節運行工況:
通過關小水泵出口閥門的開度,節流調節使水泵的工作點在水泵額定工作點工作。
①.額定流量(m3/h): Ge =100
②.額定揚程 (mH2O): He =32
③.額定效率(%): ηe=75
④.額定軸功率(KW ) Ne=11.2
二、is100-80-160循環水泵葉輪切削量的推敲:
循環水泵的實際流量就是系統的循環流量,循環水泵的實際揚程就是系統的阻力。即,系統循環流量為133.27m3/h時阻力為23mH2O。由此可求得:
系統流量 流量數值 阻力數值
水泵額定流量 100 m3/h He= 12.94 mH2O
鍋爐額定流量 96 m3/h Hg= 11.93 mH2O
設計循環流量 52.62 m3/h Hj= 3.58 mH2O
按系統的設計循環流量校核,系統的水力失調度X=133.27/52.62=2.35;
按鍋爐的額定循環流量核定,系統的水力失調度X=133.27/96=1.39
按水泵的額定流量核定,系統的水力失調度X=133.27/100=1.33
推敲一:如果系統的采暖規模已經定型,供熱量(或采暖面積)不再增加,即系統在設計條件下的循環流量為52.62m3/h,阻力為3.58mH2O。若真能選出這樣一臺循環水泵,其額定流量和揚程分別等于該計算值,將它安上運行時,系統在設計條件下供水為95℃,回水為70℃,供回水的溫差為25℃。按此目標看看能不能用切削葉輪的方法來實現。葉輪的切削量為:
DC=(133.27-52.62)/133.27=60.51%
切削量遠遠大于20%的規定,這個方案不能成立。
推敲二:如果系統的采暖規模基本定型,供熱量還有增加的需要,鍋爐最大的出力只能達到其額定能力。在這種條件下,系統的循環流量為96m3/h,阻力為 11.93 mH2O,按此考慮,葉輪的切削量為:
DC=(133.27-96)/133.27=27.96%
切削量比上一個方案減少了很多,但還是大于20%的規定,這個方案還不能成立。
推敲三:根據以上的推敲,用切削的方法一步到位看來不行,擬定切削量取10%,看看效果后再進一步處理。
三、is100-160型水泵切削葉輪、節流調節運行方案:
⑶ is100-80-160切削后不調的運行工況:
切削葉輪后的水泵的額定流量和揚程:
GC=G0(100%-C%) m3/h
=100(100%-10%)=100*90=90
HC=H0(100%-C%)2 mH2O
=32(100%-10%)2=32*0.81=25.92
因切削后水泵在流量為90m3/h時的揚程25.92mH2O還大于系統設計循環流量52.62m3/h時的阻力3.58mH2O,不進行節流調節運行時,系統流量增加,阻力增加,水泵流量增加,揚程降低,最終達到平衡后:
水泵葉輪切削量(%): D%=10
①.葉輪切后流量(m3/h): Gq= 100
②.葉輪切后揚程(mH2O): Hq= 23.71
③.葉輪切后泵效率(%): ηq= 71.39
④.葉輪切后軸功率(kw): Nq= 9.05
⑷ is100-80-160切削后調節運行工況:
為了消除切削葉輪后的水泵揚程還大于系統的總阻力,進行人為關小閥門開度的節流調節,使系統按設計循環流量 52.62m3/h運行:
水泵葉輪切削量(%): D%=10
①.葉輪切調后流量(m3/h): Gq=52.62
②.葉輪切調后揚程(mH2O): Hq=40.38
③.葉輪切調后泵效率(%): ηq= 64.79
④.葉輪切調后軸功率(kw): Nq= 8.93
四、小結及說明:
⑴ 采暖系統的總體流量失調主要是循環水泵的揚程過高形成的,采用切削葉輪從泵的性能上減小流量的同時大輻度地降低揚程,是從根本上治理總體流量失調的十分有效的措施。
⑵ 循環水泵采取了方案⑷后,水泵軸功率值從原來的13.25kw降至8.93kw,電能消耗降低了(13.25-8.93)/13.25=32.6%,節能的效果顯著。
⑶ 本工程的實際條件從上分析中可看出,采用切削葉輪的調節方法并不是最佳的選擇。
⑷ 本文中所用的水泵工況的各種數據均擇自《采暖鍋爐智能化管理》軟件運行結果。
⑸ 錯誤和不中之處請批評指正。








