熱水供暖系統(tǒng)中循環(huán)水泵的選擇和使用

張金山　宋彧軍

摘要：由熱源設(shè)備、熱網(wǎng)和室內(nèi)采暖系統(tǒng)組成的熱水供暖系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程、一個(gè)整體，忽略任何一部分都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的供暖效果。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵；供暖

循環(huán)水泵是聯(lián)接熱源、熱網(wǎng)和室內(nèi)采暖系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，通過它把溫暖送給千家萬(wàn)戶，所以，循環(huán)水泵的性能和參數(shù)的合理性，就顯得格外重要。因此合理選擇和正確安裝使用循環(huán)水泵，是取得較為滿意的供暖效果的關(guān)鍵。作者在近幾年的實(shí)踐中，遇到因循環(huán)水泵選擇和使用不當(dāng)而影響供暖效果的現(xiàn)象有以下幾種：循環(huán)水泵出口端的閥門不能百分之百打開，只能按電動(dòng)機(jī)的允許額定電流控制閥門的開度，否則會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行電流超過其允許的額定電流而燒壞電動(dòng)機(jī)。循環(huán)水泵的使用往往不是一臺(tái)，而是二臺(tái)、三臺(tái)、多臺(tái)并聯(lián)使用，更有七臺(tái)泵同時(shí)并聯(lián)使用的先例，而且多臺(tái)并聯(lián)使用，有的是同型號(hào)、同性能，也有型號(hào)不同、性能也不相同。管道系統(tǒng)與泵的聯(lián)接方式各異，不在同一位置、不在同一平面，造成系統(tǒng)不順、阻力增加。循環(huán)水泵的出力達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)等。在排除循環(huán)水泵因制造原因而達(dá)不到實(shí)際參數(shù)不可預(yù)見外，我們應(yīng)根據(jù)供暖系統(tǒng)提供的參數(shù)，合理選擇適用本系統(tǒng)的循環(huán)水泵的型號(hào)和參數(shù)，最大可能地滿足系統(tǒng)要求。

循環(huán)水泵在供暖系統(tǒng)中所占比例，無(wú)論是容量還是設(shè)備數(shù)量都是很大的，運(yùn)行中的問題也比較多。因此，正確選擇、合理使用和管理，確保正常供暖和提高經(jīng)濟(jì)效益是十分重要的。選擇的原則是：設(shè)備在系統(tǒng)中能夠安全、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。選擇的內(nèi)容主要是確定它的型式、臺(tái)數(shù)、規(guī)格、轉(zhuǎn)速以及與之配套的電動(dòng)機(jī)功率。

選擇時(shí)應(yīng)具體考慮以下幾個(gè)原則：所選的循環(huán)泵應(yīng)滿足系統(tǒng)中所需的最大流量和揚(yáng)程，同時(shí)要使循環(huán)水泵的最佳工況點(diǎn)，盡可能接近系統(tǒng)實(shí)際的工作點(diǎn)，且能長(zhǎng)期在高效區(qū)運(yùn)行，以提高循環(huán)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。力求選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、效率相對(duì)比較高的循環(huán)水泵。力求運(yùn)行時(shí)安全可靠、平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低、抗汽蝕性能好。選擇適用于流量變化大而揚(yáng)程變化不大的水泵，即G-H特性曲線趨于平坦的水泵。

流量：根據(jù)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算流量；根據(jù)室內(nèi)采暖系統(tǒng)形式，在沒有任何調(diào)節(jié)手段時(shí)，計(jì)算因重力或溫降引起的垂直失調(diào)，并由此能克服或基本上克服這種垂直失調(diào)所需的最佳流量值；根據(jù)室內(nèi)采暖系統(tǒng)形式，在具備有調(diào)節(jié)功能手段且行為節(jié)能意識(shí)尚未具備時(shí)，可暫按2條確定流量。待行為節(jié)能意識(shí)到位或基本上到位后，屆時(shí)再采用調(diào)速泵的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，為時(shí)不晚。

必須指出，最佳循環(huán)流量值的概念不是“大流量”，而是建立在目前的室內(nèi)系統(tǒng)尚不具備調(diào)節(jié)手段的前提下，把垂直失調(diào)率控制在15％以內(nèi)，層間室內(nèi)溫度的差值控制在0．2-0．4℃之間的最小流量值。

揚(yáng)程：a.確定熱源設(shè)備系統(tǒng)或換熱設(shè)備系統(tǒng)的阻力：鍋爐房系統(tǒng)應(yīng)控制在15mH2O以內(nèi)，換熱設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)控制在10mH2O以內(nèi)。b.熱力管網(wǎng)的最不利環(huán)路阻力，主干線按經(jīng)濟(jì)比摩阻30．70pa／m進(jìn)行計(jì)算，局部阻力可考慮1．15-1．20的附加。c.室內(nèi)系統(tǒng)的阻力：一般為2-3mH2O，水平單管串聯(lián)在八組以上和共用立管分戶控制系統(tǒng)應(yīng)考慮3-5mH2O。d.系統(tǒng)富裕壓力一般為3-5mH2O。

熱水供暖系統(tǒng)的介質(zhì)溫度和工作壓力，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算而定，而不是鍋爐的額定溫度和壓力。

為獲得上述參數(shù)，新建供暖系統(tǒng)可通過計(jì)算求得，對(duì)擴(kuò)建和改建的供暖系統(tǒng)，最好是對(duì)系統(tǒng)管路進(jìn)行實(shí)際地測(cè)定，最后用理論計(jì)算校核，這樣比較可靠。

利用“水泵性能表”選擇水泵，目前市場(chǎng)水泵型號(hào)、品種繁多，適合于供暖系統(tǒng)的水泵有單級(jí)單吸或單級(jí)雙吸立式管道泵、單級(jí)單吸臥式離心泵、直聯(lián)單級(jí)單吸臥式離心泵、軸開式單級(jí)雙吸臥式離心泵和單級(jí)雙吸中開蝸殼式離心泵等。

選擇步驟：

（1）原有計(jì)算的流量和揚(yáng)程可不再進(jìn)行附加。

（2）在已定的水泵系列表中找某一型號(hào)的泵，查找的流量和揚(yáng)程與“水泵性能表”列出的代表性（一般為中間一行）的流量和揚(yáng)程一致，或者雖不一致，但在上下兩行工作范圍內(nèi)。如果有兩種以上型號(hào)的泵都能滿足要求，那就要權(quán)衡分析，通常應(yīng)選其中比轉(zhuǎn)速（ns）較高的、結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕的泵。

3具體選定了泵的型號(hào)后，要檢查泵在該系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)的工作情況，觀察它的流量和揚(yáng)程變化范圍，是否處在高效區(qū)內(nèi)工作。如果運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效區(qū)很遠(yuǎn)，則說(shuō)明泵在該系統(tǒng)中工作經(jīng)濟(jì)性差，最好另行選擇。

循環(huán)水泵的工作特性曲線能否與熱網(wǎng)特性曲線相交在設(shè)計(jì)點(diǎn)上是很重要的，實(shí)踐中，常出現(xiàn)熱網(wǎng)特性曲線右移，表現(xiàn)在泵出口端的閥門不能全開，促使出口端的閥門長(zhǎng)期處在節(jié)流狀態(tài)，水流不斷沖刷閥芯，一旦閥芯被沖刷變形，輕者失去關(guān)斷功能，重者會(huì)失去節(jié)流作用，致使電機(jī)被過流燒壞，釀成事故。再說(shuō)，水泵出口端的閥門主要作用是關(guān)閉，不允許長(zhǎng)期大關(guān)度節(jié)流使用。造成這種狀況的原因，有以下幾方面：憑經(jīng)驗(yàn)過大的估算管網(wǎng)阻力，而不是進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算；新建管網(wǎng)按規(guī)劃負(fù)荷計(jì)算阻力，而實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷差距很大；原有舊管網(wǎng)的管徑比正常偏大，或利用二次網(wǎng)的管道改做一次管網(wǎng)使用；水泵配用電機(jī)功率偏小，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)后，廠家只按泵的最高效率點(diǎn)的流量值配用電機(jī)功率。

關(guān)于止回閥的作用，主要是防止水倒流而引起泵的葉輪倒轉(zhuǎn)，特別是突然停電會(huì)造成這種現(xiàn)象。按規(guī)范要求：水泵的正常啟動(dòng)和停止，須關(guān)閉泵出口閥后，才能操作泵的啟停。據(jù)泵業(yè)專家和廠方介紹，泵的葉輪在短時(shí)間內(nèi)倒轉(zhuǎn)（10分鐘以內(nèi)），對(duì)泵沒有影響，即使是單吸離心泵的葉輪螺母，也不會(huì)因短時(shí)間倒轉(zhuǎn)而松動(dòng)。至于可否取消止回閥，還有待商討。但在泵的出入口段增加擴(kuò)散管，降低水流速，減少阻力損失，提高泵的運(yùn)行效率，應(yīng)必須做好，為此，建議在泵的入口管段，水流速控制在2m／s以內(nèi)；在泵的出口管段，水流速控制在2.5m/s以內(nèi)。

另外，在安裝管路附件，如軟接頭、止回閥、蝶閥及過濾器等，要注意將這些附件裝在泵進(jìn)出口的擴(kuò)散管后的大口徑上，不要裝在小口徑管上，否則會(huì)增加更大的阻力。附件之間的安裝要留有足夠的距離，特別是蝶閥和止回閥之間，常常因距離太小，影響蝶閥和止回閥的開啟，致使系統(tǒng)中的流量和揚(yáng)程不足，影響供暖效果，這樣的教訓(xùn)還時(shí)有發(fā)生，望引以為戒。再有聯(lián)接的所有管道和附件，不允許將重量作用于水泵上，應(yīng)另設(shè)支架固定為好。