熱力站循環水泵節能淺探

張韜

太原市熱力集團有限責任公司 山西太原 030001

作為北方地區冬季采暖的重要設施，供熱系統為輸送熱能所消耗的能量是非常可觀的，如何能使這部分能耗降下來，是我們作為供熱服務者應該思考的問題。筆者結合工作實際，通過對供熱系統耗能分析，提出改造現有熱力站內循環水泵，達到供熱系統節能的目的，以供同行共同探討。

1 熱力站循環水泵節能的必要性

在供熱系統中，節熱、節水、節電是節能的三個方面。在建筑節能改造和系統跑、冒、滴、漏現象改善后，節電成為供熱系統節能的重頭戲。由于循環水泵在整個采暖季都需要時刻不停地運轉，因此它的節電成為了系統節能的重中之重。

筆者在實際工作中發現，由于循環水泵選型不合理，導致系統耗電過高，因此選擇合適流量及揚程參數的循環水泵對于熱力站節能改造工作來說至關重要。

2 造成循環水泵耗能高的原因

2.1 供熱系統設計熱負荷估值偏大

由于最初設計時建筑的熱負荷都是在資料不全或無法取得建筑物資料情況下粗略確定的，一般都估算得偏大，從而影響到了循環水泵所需流量的確定。

2.2 供熱管網系統阻力估值偏大

同樣的原因，供熱管網的資料也往往無法收集或者收集不全，只能通過估算來確定管網的阻力，估值的偏大影響了循環水泵揚程的確定。

2.3 水泵不能在高效區運轉

由于系統的流量和阻力的偏大，加之在選泵時認為“選大比選小好”，安全系數取值過高，都造成“大馬拉小車”現象，這樣勢必造成循環水泵與系統實際參數不匹配導致水泵長期不在其高效區運行。

正是以上原因造成了循環水泵耗電居高不下。

3 優化循環水泵參數，降低電能消耗的方法

要降低循環水泵的電耗，就必須認真落實供熱系統的真實參數，在此基礎上合理選擇循環水泵。

首先，我們根據歷年耗熱量記錄確定各系統實際的耗熱量，推算出每個系統的熱指標，并計算出系統所需的流量G。其次，在不同工況下測出系統的循環流量并結合壓差值確定各工況下管網特性參數S，并將各工況下的S值取均值，結合系統所需流量，計算站外管網的實際壓力損失△P，同時考慮8-12mH2O的站內損失，即可確定循環水泵的揚程H。最后取不大于1.1的保險系數，確定出水泵參數。

4 通過對循環水泵的改造實現供熱系統節能的實例

筆者曾對多個熱力站循環水泵進行了節能改造，收到了良好的節能效果。以下僅以某個較為典型的熱力站（簡稱A熱力站）循環水泵的改造為例，說明改造的操作方法，供同行參考。

4.1 基本情況介紹

A熱力站供熱范圍為某小區所有的23棟建筑，其中23#樓（14層建筑）為地暖供熱，1-22#樓（6層建筑）為暖氣片供熱。該熱力站對應地分設地暖區系統和暖氣片區系統。其中地暖區為23#樓供熱，實際供熱面積23076.57㎡，安裝TP100-360/2型（Q=160.1m3/h，H=31.1m，P=18.5kW）循環水泵兩臺；暖氣片區為1-22#樓供熱，實際供熱面積89100㎡，安裝KQL150/345-30/4型(Q=174m3/h，H=38m，P=30kW）循環水泵兩臺。經兩個采暖季運行發現，兩個分區循環水泵的能耗都偏高。

4.2 數據采集及重新選定循環水泵的步驟

（1）需要采集的數據。需要采集的數據有各供暖分區歷年耗熱量統計，各供暖分區二次網站口處供回水的壓力值，及各供暖分區主管的流量。

（2）重新選定循環水泵的步驟。①根據歷年運行數據得知，地暖區、暖氣片區在兩個采暖季的平均年耗熱量依次為5885GJ和30303GJ。當地室外采暖計算溫度為-11℃，采暖季平均溫度為-0.9℃，平均熱負荷利用率為65.17%，由此推出兩個系統的采暖熱指標分別為29.9W/㎡和39.9W/㎡。②按地暖區、暖氣片區供回水溫差分別10℃、20℃考慮，計算可得兩系統所需要的流量依次為59.54m3/h、153.25m3/h。③利用流量計在站內二次網各供暖分區主管上測量實時的流量值，用高精度壓力表在各供暖分區二次網站口處測量供、回水的壓力，計算可得各供暖分區的管網特性數S。這時再結合第②步確定的流量，可以得出地暖區、暖氣片區的站外管網壓力損失依次為1.77mH2O、9.01mH2O。考慮站內損失10mH2O，則地暖區、暖氣片區總阻力損失依次為11.77mH2O、19.01mH2O。④根據②、③步驟中得出的流量及揚程，考慮安全系數1.1后，選擇循環水泵。選出地暖區循環水泵為 KQL100/125-5.5/2(Z)型 (Q=70m3/h，H=20m，P=5.5kW），暖氣片區為KQL150/285-18.5/4型（Q=173.6m3/h，H=24m，P=18.5kW）。為節約改造成本，每個供暖分區只更換一臺循環水泵，運行時啟用該臺水泵，原有水泵作為備用保留，僅在緊急情況下短時間啟用。

4.3 其他改造措施

為了進一步降低管網的阻力，改造時將熱力站內各供暖分區二次網回水管上的過濾器及新泵出口的止回閥一并取消。檢查用戶庭院管網的閥門是否能夠正常開閉，將不能正常開閉的閥門更換，拆除多余的閥門、過濾器等管件，并在各單元入口增設壓力表和溫度計，便于日后平衡調節。

4.4 節能效果分析

改造前，A熱力站一個采暖季用電201530.32kWh，電單耗為1.80kWh/㎡。改造完成，經過一個采暖季運行，用電量合計99370.45kWh，較上一采暖季節電102159.87/kWh，電單耗降為0.88kWh/㎡，節電率為51.1%。一個采暖季僅電費就可節省約52193元，節能效果明顯。

5 結語

由于熱力站在水泵選型之初基礎資料的缺乏加之選型時保險系數取值偏大等原因，使得循環水泵電耗過大，我們應該在熱力站運行數據積累和對各運行參數精準測量的基礎上，確定出系統所需要的循環動力參數，最后選定適合系統運行的節能的循環水泵來。在對循環泵改造的同時，應盡量減少熱力站和室外管網上不必要的閥件和其他附件，以使系統阻力盡量降低，達到節能的目的。