在供热锅炉房中二级循环泵的应用

在供热锅炉房中二级循环泵的应用

【摘 要】本文介绍了将锅炉房的循环水泵分设成用于克服锅炉水阻力、锅炉房管道及局部阻力的锅炉房循环泵和用于克服外网阻力及用户阻力的热网循环泵，承担两种功能的泵分别设置又互相连通的设计理念，以及通过对按此理念设计的两座供热锅炉房的实际运行所获得的改善锅炉燃烧和节能降耗的实践体会。

【关键词】锅炉房供热 二级循环水泵 限流定阻阀 节能降耗

1 前言

供热锅炉房的循环水泵是供热系统的心脏，它担负着驱动热媒传递热能的功能，其选用的设备匹配是否合理，直接影响着输送效果和能耗的高低。为实现供热系统节能运行，降低供热成本，对循环水泵如何选型、如何配置进行分析、探讨和改进是十分必要的。

2 传统循环水泵的选配原则及存在问题

传统循环水泵的选配通常是几台泵并联成一组泵，同时满足锅炉房、热网和热用户流量和扬程的需求，可称之为单级循环泵系统。其流量的确定是按热负荷计算的最大流量的1.05倍考虑；扬程是按在确定流量下热源、热网和最不利环路的压力损失之和再加2—3mH2O的富裕压头选用；水泵台数视供热规模确定，一般选用3台，运行2台，备用1台。按以上原则设计和配置的循环水泵存在以下问题：

2.1 由于按热负荷（供热面积）计算的最大循环水量与按锅炉额定流量计算的总循环水量不一致，一般是按热负荷计算的最大循环水量远远高于按锅炉额定流量计算的总循环水量，如不采取措施，使按热负荷计算的最大循环水量全部流经锅炉，会使锅炉超额定流量运行。由于锅炉的水阻力与流量的平方成正比，将会大大提高锅炉房的压力损失；将高温水锅炉按低温水锅炉运行，压力损失更大。有的锅炉房压力损失可达0.3MPa以上，不得不提高水泵的扬程，增加水泵功率，造成电能的严重浪费。有经验的设计者或管理者一般采用安装与锅炉并联的旁通管，使总循环水量分流，从而保证流经锅炉的循环水为额定流量。采取这种措施虽然能降低一些水泵的能耗，但未根本解决问题。

2.2 间供系统从节能考虑，其供热锅炉提供的一次水应为可变流量，进行质量并调，按传统原则设计的循环水泵系统，由于要保证流经锅炉的循环水量不低于额定流量，很难实现变流量调节。建筑物采暖系统采用分户热计量方式，热用户有能力主动调节时，显然循环水泵也应是变流量的，基于上述的同样原因，传统的循环水泵系统设计思想也是不能满足用户主动调节要求的。

2.3 一些锅炉房的循环水泵系统，由于设计理念的原因，使锅炉超额定流量运行，不仅大大增加了水阻力，造成电能浪费，还会由于锅炉内部循环水流速过快，水冷壁温度低，造成炉膛温度也低，锅炉燃烧状况不佳，效率低。一次热网水在低温运行时也存在同样的问题。 3 二级循环泵系统的设计理念

清华大学石兆玉教授等人曾先后发表“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”和“供热系统分布式变频循环水泵的设计”两篇论文，文中提出的理念和推荐的设计方案是先进的、最节能的，但实施起来必须有相应的设备、自控技术和资金，有待进一步创造条件。受上述两篇论文的启发，根据现实条件，打破传统的设计思想，将原来满足于锅炉房、热网和热用户流量和扬程要求的单级循环泵系统改变为二级循环泵系统，即分别设置锅炉房循环泵和热网循环泵，作为实现分布式变频循环水泵最佳设计方案的过渡方案。

3.1 锅炉房循环泵的流量按锅炉额定流量选择，其扬程按锅炉在额定流量下的水阻力加上锅炉房的管线及附件的阻力确定，不必增加富裕压头，可一炉一泵，也可两炉一泵或多炉一泵，视供热负荷的发展情况和供热运行的调节模式而定，采用工频定流量运行。锅炉房循环泵只负担能满足锅炉运行时额定循环水量的输送，其扬程仅克服额定流量下的锅炉水阻力加上锅炉房管道及附件的阻力，流量和扬程均不考虑富裕量。由于锅炉房循环泵，始终保持在锅炉的额定流量下运行，不但提高了锅炉燃烧的稳定性，而且降低了电耗，效益十分明显。

3.2 热网循环泵的流量按系统供热负荷计算的最大流量考虑，其扬程按热网及用户在最大流量下的阻力加2—3mH2O的富裕压头选定。为适应间供系统一次水需要变流量和直供系统实施分户计量的热用户能主动调节的需求，采用变频变流量运行。水泵台数也是根据供热负荷的发展情况及运行调节模式而定，容量可大小匹配，以单台泵为宜。

3.3 锅炉房循环泵与热网循环泵的入口通过均压管相连接（见图所示），均压管与相邻管道同口径。当热网循环泵运行流量大于锅炉房循环泵运行流量时，热网回水经均压管后，一部分流向锅炉房循环泵入口，一部分流向热网循环泵入口与锅炉供水相混合;当热网循环泵运行流量小于锅炉房循环泵运行流量时，热网回水在均压管与锅炉部分供水混合后，全部流向锅炉房循环泵入口。不难看出，对于不同的运行工况，通过改变均压管中的水流方向，就能自动实现二级循环泵不同循环流量的协调与均衡。

4 二级循环泵系统的调节与控制

供热锅炉房的循环水泵由单级循环泵改为二级循环泵，就是为适应热网循环水量根据热负荷不断变化的需求进行调节而创造条件，从设备的设置和管路的连接以及控制方面，要既能适应质调节，也能适应量调节，还可实现质量并调，为节能运行打下基础。