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。