循环水泵的选择

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[摘要] 以德州站循环水系统为例分析了在热水系统中如何进行正确的循环水泵选型，以及在进行循环水泵更换时容易出现容量偏大造成阀门开度小、浪费电能等问题的原因分析。

[关键词]循环水泵 选择

中图分类号：U464.138 文献标识码： A

热水系统一般由热水锅炉、循环水泵、管路等组成。循环水泵是驱动热水在热水供热系统中循环流动的机械设备，安装在系统回水和热水锅炉之间，将低温回水加压输送到热水锅炉，经热水锅炉加热后，输送至热力管网。而在实际工程中，由于循环水泵更换、改造及初始选型等原因，循环水泵容量偏大的现象较为普遍，如果循环水泵的扬程偏大由于管线和设备的压力限制，导致出口阀门开度小，致使流量偏低，无法达到预期的供热效果，并且流量和扬程偏大，会造成电能的严重浪费。

循环水泵的选择

循环水泵是供暖系统重要的组成部分，运行中的问题也比较多。因此，正确选择、合理使用和管理，确保正常供暖和提高经济效益是十分重要的。选择的原则是：设备在系统中能够安全、高效、经济地运行。选择的内容主要是确定它的型式、台数、规格、转速以及与之配套的电动机功率。

1.1循环水系统流程

德州站循环水系统是由水塔供给的生水经过钠离子罐、碱罐进行处理之后进入软化水罐，再由循环水泵加压进入锅炉，经过锅炉加热之后，进入热力管网。流程图如图1所示：

如图1循环水系统流程

1．2循环水泵流量的确定

德州站现配备锅炉为WNS2.1-0.7/95/70-Y，额定出力为2.1MW,由于1瓦特=1焦耳/秒，则

…………………………（1）

对只有单一供暖热负荷，或采用集中质调节的具有多种热负荷的并联闭式热水供热系统，网路的总最大设计流量，亦即网路循环水泵的流量，可按下式（2）计算：

t/h…………………………（2）

其中式（2）中各参数：

－考虑热网热损失的系数，取1.05～1.10；

－供热系统总热负荷，W；

－热水的平均比热，4.2kJ/（kg.℃）；

－供热系统出水温度；

－供热系统回水温度；

－锅炉出口母管和循环水泵进口管之间旁通管的循环流量，t/h；不设旁通管时，=0。

式（2）表示供回水温差，以德州站额定出力为2.1MW的热水锅炉为例，出水水温设计为95摄氏度，回水水温设计为70摄氏度，用（2）式进行计算循环水泵的流量为：

…………………………（3）

由…………………………（4）

式（4）－水的比重；查的70摄氏度水的比重为978。由式（4）可知：

在实际运行中，锅炉供回水温差多数在1O～15℃，以温差为10℃，出水水温为80摄氏度，回水水温为70摄氏度为例，计算循环水泵的流量为：

…………………………（5）

由式（4）可知：

同样由式（4）可知温差为15℃，

因此在循环水泵的流量选择是之间根据不同厂家，不同型号进行选择。

1.3循环水泵扬程的确定

在热水循环系统中，德州站在运行中一般要求进入管网的热水压力控制在0.4MPa以下，循环水泵的压头为克服热水锅炉、热力系统附件消耗的压力和进入管网的压力之和。

………………………………………（6）

－裕量系数，取1.05～1.10。

－克服热水锅炉消耗的压力，一般不超过10m；

－克服热力系统附件消耗的压力，一般不超过5m；

－进入管网的压力。

综合确定的循环水泵的计算流量和扬程，根据泵样本初选为型号ISZR125-100-250A，流量为 扬程为64.5m，效率为78%。

1.4电机功率的确定

水泵所需要的功率由公式（7）可知：

……………………………………………………（7）

－泵所需要的轴功率KW；

－水的比重；查的70摄氏度水的比重为978；

－循环水泵的流量；选定型号为；

－循环水泵扬程MPa；选定型号为64.5m；

－循环水泵扬程的效率，选定型号为78%。

由公式（7）可知：循环水泵需要的轴功率为：

电动机的轴功率：

……………………………………………………（8）

－电机的轴功率KW；

－电机的容量安全系数，电机功率大于20KW时取1.1；

－循环水泵传动的机械效率，联轴器传动时为98%。

由公式（8）可知：电机的轴功率为：

1.5循环水泵的选择

循环水泵应选择在水泵工作点附近流量－扬程曲线应比较平缓。在调节水泵的出口阀时，循环水泵的扬程不会发生较大的变化。一般单级水泵特性曲线比较平缓，因此宜选用单级水泵。

循环水泵的耐温能力应与热力管网的设计参数相适应。循环水泵一般安装在热网回水管上。循环水泵允许的工作温度，一般不应低于80℃。一般采用耐高温的R型热水循环水泵。

工作点应在水泵高效工作范围内。一般将泵的工作点选在泵的设计点左侧，这样在开大出口阀门时，绷得工作点向右偏移，仍处于高效区内。

2.循环水泵偏大的原因分析、影响及避免措施

2.1循环水泵偏大的原因分析

在热水循环系统中，选择循环水泵的由于多种因素的存在，循环水泵容量偏大的现象普遍存在，主要原因如下：

（1）在初始设计安装时，由于设计人员经验不足，计算热负荷和系统阻力，尤其是外网和锅炉房的阻力，采用估算方法，为保险起见，估算值过大，致使选的水泵流量和扬程加大很多，水泵扬程大，致使出口阀开度小，无法在高效区进行工作；

（2）部分热水系统运行后，需要多次进行阀门开度调节，才能达到调节平衡，在调节中，由于经验不足，初调节一旦系统出现水力失调，有人认为是水泵容量不够，而盲目更换大泵；

（3）选水泵时，因水泵规格系列所限，很难选到流量，扬程完全一致的水泵，一般都相近选大一号的，这样层层加码，致使容量偏大。

（4）现有运行中的锅炉，供回水温差控制过低，以至于选择水泵时，流量选择偏大，增加了水泵运行的耗电量。

2.2循环水泵偏大的影响

循环水泵选择偏大，使电能消耗增加，同时带来不安全隐患，给安全运行带来不良后果，甚至会导致循环水泵无法运行。主要影响有如下几点：

运行状况不稳定，耗电大。由于循环水泵选型偏大，致使循环水泵不能在高效区运行，循环水泵输出扬程不能被系统完全消耗，致使流量增加，电机负荷增加，电机超负荷运行，使电机过热、振动大，易损坏电机。

易损坏出口阀门。为防止电机的超载运行，保证循环水泵的正常运行，只能减小循环水泵出口阀的开度来维持系统的正常运行，通过阀门的节流降压，会使流相在出口管线内发生急剧变化，导致管线震动严重，系统的压力集中消耗在循环水泵的出口阀门上，容易使阀门损坏，或者产生掉托的现象。

2.3循环水泵偏大的避免措施

针对循环水泵易产生流量和扬程偏大的现象，可采取以下措施予以避免：

参考经验值，并根据实际情况进行灵活变通。在计算扬程时，设计人员应根据同等条件下的经验值进行估算，并积极同设备厂家进行沟通，搜集锅炉、附件等的技术参数，进行详细的水力计算，不宜只考虑《锅炉房设计手册》中推荐的经验值估算系统阻力。

更换过程中不要盲目加大循环水泵参数。在实际工程中，更换前循环水泵可能由于调节偏流等问题，致使部分管网不热，在更换工程中，工作人员应该在更换时进行参数核算，并根据平时运行时的压力，判断是否是循环水泵扬程过高，致使阀门开度偏小，不要盲目加大扬程。

3.结语

综合考虑厂家的产品质量、技术参数、性能特点，根据厂家提供的水泵样本，选择合适的循环水泵流量和扬程，保证泵在高效区运行，选择合适的锅炉供回水温度，以达到供暖的最佳效果。避免水泵扬程加大，浪费电能。

参考文献

1 杨在山.水泵技术.供暖系统循环水泵的选型计算.2006年第3期

2 郭云飞.热水锅炉.黑龙江科学技术出版社，1982

3 锅炉房实用设计手册编写组. 锅炉房实用设计手册.北京：机械工业出版社，2001