調(diào)速多級(jí)離心泵在供熱、供暖中的節(jié)能作用

? ? ? ?近幾年，隨著集中供熱的迅速發(fā)展，供熱負(fù)荷逐年增大，供熱成本上升。因此，如何在保證供暖質(zhì)量的前提下，節(jié)能降耗，使熱網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行， 成為企業(yè)發(fā)展的議題。這就要求我們?cè)谔岣吖芾砗图夹g(shù)水平的同時(shí)，降低供熱成本，節(jié)能挖潛，以最低的消耗獲得極佳的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本篇文章由長(zhǎng)沙水泵廠技術(shù)工程師帶領(lǐng)大家從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多角度詳細(xì)介紹調(diào)速多級(jí)離心泵在供熱、供暖中的節(jié)能作用。

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?1、供暖系統(tǒng)中多級(jí)離心泵的應(yīng)用現(xiàn)狀

? ? ? ?多級(jí)離心泵是供暖系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛的設(shè)備，它由配用 電機(jī)拖動(dòng)，運(yùn)行中要消耗大量的電能。目前，我公司作 為太原市供熱行業(yè)的主要供熱大戶，承擔(dān)著2700多萬(wàn) m2的供熱任務(wù)，而且還處于迅猛發(fā)展階段，多級(jí)離心泵的應(yīng)用 尤為廣泛。主要有熱網(wǎng)循環(huán)泵和補(bǔ)多級(jí)離心泵。我公司目前使用的多級(jí)離心泵中除熱源的循環(huán)泵和補(bǔ)多級(jí)離心泵采用變速泵外， 二次管網(wǎng)絕大多數(shù)為定速泵，即多級(jí)離心泵所配套的電動(dòng)機(jī) 無(wú)論負(fù)荷如何變化均以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。

這樣的多級(jí)離心泵在供熱系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中存在一些不足，主要表現(xiàn)在：

? ? ? ?1.熱水供暖系統(tǒng)考慮發(fā)展因素，在工程設(shè)計(jì)時(shí) 往往多級(jí)離心泵選型考慮余量很大，而在投運(yùn)初期實(shí)際熱負(fù) 荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，多級(jí)離心泵往往處于大馬拉小車的 運(yùn)行狀態(tài)。

? ? ? ?2.熱水供暖系統(tǒng)在運(yùn)行中為了保證供熱質(zhì)量， 滿足用戶的使用要求，并能使熱能制備和輸送經(jīng)濟(jì)合 理，需根據(jù)室外溫度的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)(按需供熱)。

? ? ? 上述兩種情況都必須對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，使多級(jí)離心泵的 運(yùn)行參數(shù)與實(shí)際負(fù)荷匹配，需進(jìn)行變流量運(yùn)行。而目 前使用的定速多級(jí)離心泵不能隨著負(fù)荷和室外氣溫的變化進(jìn) 行有效的調(diào)整，當(dāng)需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，只能調(diào)節(jié) 循環(huán)泵的閥門。雖然此調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，但效率很低。因 為電動(dòng)機(jī)仍是恒轉(zhuǎn)速，致使多級(jí)離心泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低效率 點(diǎn)上。因此，采用閥門調(diào)節(jié)水流量的方法不利于節(jié)約 能源，造成電能的極大浪費(fèi)。另外，多級(jí)離心泵啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)， 啟動(dòng)電流是額定電流的6～7倍，對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大。

2、定速多級(jí)離心泵的調(diào)節(jié)性能

? ? ? ?泵在管道系統(tǒng)中工作時(shí)，其工況點(diǎn)是泵的性能曲線 和管路特性曲線的交點(diǎn)，故改變這個(gè)工況點(diǎn)有兩種方 法。一是改變管路的特性曲線，通常采用的方法是節(jié)流 法，此方法就是利用閥門的開(kāi)關(guān)而改變管路的阻力系 數(shù)，使管路的特性曲線改變，借以達(dá)到改變工況的目 孟春娥 (太原市熱力公司，山西太原050012) 的。這種調(diào)節(jié)方法額外增加了節(jié)流閥阻力，造成浪費(fèi)， 很不經(jīng)濟(jì)。二是改變多級(jí)離心泵的特性曲線，通常在設(shè)計(jì)中采 用多臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行，根據(jù)負(fù)荷的不同，在低負(fù)荷時(shí)，單 臺(tái)泵運(yùn)行，隨著負(fù)荷的增加，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上泵并聯(lián) 運(yùn)行，但這種方法調(diào)節(jié)范圍小，耗電量大，不很理想。

3、采用調(diào)速多級(jí)離心泵的必要性

? ? ? ?調(diào)速多級(jí)離心泵的出現(xiàn)，可以對(duì)流量的變化無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，進(jìn) 行變流量運(yùn)行，使多級(jí)離心泵的運(yùn)行參數(shù)與實(shí)際負(fù)荷相匹配， 以滿足不同時(shí)期和不同負(fù)荷的供暖要求，效果顯著。

4、調(diào)速泵的節(jié)能原理和分類

4．1節(jié)能原理 多級(jí)離心泵工況點(diǎn)變化，流量也發(fā)生變化，其基本依據(jù) 是比例定律。即：

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? ? ? ? 由上式可見(jiàn)，若多級(jí)離心泵的轉(zhuǎn)速降為原來(lái)的90％，功 率則降為原來(lái)的72％；若流量為原來(lái)的50％，則功率為 原來(lái)的12．5％，因此通過(guò)多級(jí)離心泵的調(diào)速可以改變流量，同 時(shí)可節(jié)約大量的電能。

4．2調(diào)速泵的分類

? ? ? ?多級(jí)離心泵對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，屬于輕型負(fù)載，一般采用 異步電動(dòng)機(jī)，多級(jí)離心泵的調(diào)速，實(shí)質(zhì)上就是由電動(dòng)機(jī)的調(diào) 速來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 調(diào)速電機(jī)主要有兩大類：有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速系統(tǒng) 和無(wú)轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速系統(tǒng)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速系統(tǒng)包 括：繞阻型電機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速；籠型電機(jī)定子調(diào)壓 調(diào)速；電磁偶合調(diào)速和液力偶合調(diào)速。無(wú)轉(zhuǎn)差損耗的調(diào) 速系統(tǒng)包括：變極調(diào)速；變頻調(diào)速；可控硅串級(jí)調(diào)速。 ?5、多級(jí)離心泵變頻調(diào)遮控制的優(yōu)點(diǎn)

5．1節(jié)約能源?通過(guò)對(duì)多級(jí)離心泵閥門控制和采用變頻調(diào)速控制的運(yùn)行 對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)際負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)負(fù)荷越遠(yuǎn)，節(jié)電率 越高。

5．2減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊?由于補(bǔ)多級(jí)離心泵在供熱系統(tǒng)中承擔(dān)著補(bǔ)充系統(tǒng)失水和 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定壓的任務(wù)，具有啟停頻繁的特點(diǎn)，對(duì)電 網(wǎng)形成巨大的沖擊，容易造成管路止回閥的損壞，而 且還容易造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，影響其它設(shè)備的正 常運(yùn)行。變頻調(diào)速控制，多級(jí)離心泵的電機(jī)從0速以無(wú)級(jí)變速 向使用轉(zhuǎn)速過(guò)渡，運(yùn)行較平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成沖擊， 延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

5．3降低噪聲?電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行噪聲與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越 高，噪聲越大。使用變頻調(diào)速裝置，由于轉(zhuǎn)速的降低， 噪聲明顯降低，改善了工作環(huán)境。

5．4運(yùn)行方便，準(zhǔn)確 工作時(shí)只需操作人員按電鈕即可，如果與微機(jī)連 鎖可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，準(zhǔn)確度更高。 7應(yīng)用實(shí)例 我公司T13熱力站設(shè)計(jì)初期考慮發(fā)展因素，二次管 網(wǎng)循環(huán)泵選型偏大，2003年冬季投運(yùn)以來(lái)，實(shí)際負(fù)荷僅 為設(shè)計(jì)負(fù)荷的23％。運(yùn)行中，為了滿足用戶需求和節(jié)能降 耗，只能靠調(diào)節(jié)循環(huán)泵的出口閥門來(lái)增大閥門阻力的方法 達(dá)到降低流量的目的，結(jié)果是噪聲增大，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。 為此，2004年對(duì)該站的循環(huán)泵進(jìn)行變頻改造，通過(guò)兩個(gè) 冬季的運(yùn)行觀察，變速調(diào)節(jié)方便易行，能適時(shí)對(duì)管網(wǎng)流量 進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了管網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行。通過(guò) 對(duì)冬季運(yùn)行的電耗分析，與定速泵相比節(jié)電約35％。

? ? ? ?隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，多級(jí)離心泵調(diào)速的各種方法逐步趨于完善。在供暖工作中，根據(jù)負(fù)荷情況，使 用調(diào)速多級(jí)離心泵能節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本，使管網(wǎng)處于 穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)。大量的調(diào)速多級(jí)離心泵應(yīng)用實(shí)例，充 分顯示了其優(yōu)越性，在供暖系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。我 公司仍處于發(fā)展階段，如果在熱力站建設(shè)初期根據(jù)負(fù) 荷情況考慮采用變速多級(jí)離心泵，則可以很大限度地節(jié)能降 耗，以最低的消耗獲得極佳的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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