热水供暖系统循环水泵的选择分析

热水供暖系统中设置的循环水泵是向用户输送热媒的主要设备，也是锅炉房中耗电量较大的设备，其用电量约占锅房总用电量的40％一70％。实际工程中，循环水泵容量偏大的现象较为普遍，有的甚至达到原参数的2 倍以上，如果循环水泵的流量和扬程偏大，会造成电能的严重浪费。

1、循环水泵偏大的原因

造成循环水泵容量偏大的原因主要有以下几点：一是有的设计人员没有认真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，使选的水泵流量和扬程加大很多；二是有的系统运行后没有进行认真的初调节，一旦系统出现水力失调，有人认为是水泵容量不够，而盲目换大泵；三是有个别设计者对循环水泵扬程的概念不清：对承压锅炉采暖系统，定压点设在循环水泵吸水侧，循环水泵进出口均承受相同的静水压力，因此，其扬程不需要考虑用户系统的高度，只要克服管网系统的阻力即可。但有的设计者却将系统高度计入扬程中，这就使循环水泵扬程大大增加； 四是多层建筑采用常压在锅炉供热系统，使循环水泵扬程增加。常压锅炉系统，由于锅炉与大气相通， 压力很低，供暖水泵进口与出口静水压力不同，此处的水泵只是起向系统“扬升”供热水的作用，不起循环作用，回水则靠系统高差克服回水阻力自流至锅炉房。水泵的扬程只需克服供水干管阻力，水泵入口处管道阻力及系统高度，将热水送人系统zui高用户略有余量即可，这种场升供暖的水泵应称为供暖给水泵，以区别于闭式系统的循环水泵，显然选择锅炉的类型决定着水泵的扬程的大小，以及系统耗能情况。因此，设计人员选择锅炉时要重视常压锅炉系统供暖给水泵“扬升”供暖使电耗增加的特点，选择锅炉时要考虑系统的节能。建议三层以上的建筑不要采用常压锅炉扬升供暖系统。以免水泵扬程增加使电耗增加；五是选水泵时，因水泵规格系列所限，很难选到流量，扬程*一致的水泵，一般都选大一号的，这样层层加码，致使容量偏大，甚至达2 倍以上。

据调查，现有运行中的锅炉，其温差多数在 10 ～ 15℃，个别温差仅为8℃，也就证明了水泵容量偏大。水泵容量偏大，一方面破坏了原设计的水力工况，另一方面又增加了水泵运行的耗电量。

2、锅炉循环水泵的选择

2.1 循环水泵容量的确定循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下的用户耗热量之和确定的，而在整个采暖期内室外气温达到采暖室计算温度的时间很短，使大部分时问水泵流量偏大。选择水泵之前首先应确定热网系统的调节方式，然后根据调节方式确定循环水泵的流量。国家有关标准中较明确规定：对于采用集中质调节的供热系统，循环水泵的总流量应不低于系统的总设计流量；扬程不应小于系统的总压力损失，即循环泵的流量和扬程不必另加富裕量。集中质调的供热系统，多数处于小温差，大流量的工况下运行，经济上是不合理的。确定总流量( 循环量) 应根据锅炉额定供回水温差来决定，比如14MW 热水锅炉，供回水温度120/60，额定循环量为200 吨/ 小时而采用分阶段改变流量的质调节的运行方式，可大量节约循环水泵的耗电量。将采暖期按室外温度的高低分为若干阶段，根据室外温度决定需要运行的锅炉台数，同时确定本阶段循环水量及循环水泵运行方式。在每一个阶段内保持流量不变，以满足供热需要。对于采用相同容量锅炉的情况，当设一台锅炉时，可选2 台100％流量的水泵；当设2 台同容量锅炉时，选用l 台100％总流量的水泵，2 台50％总流量的水泵，当1 台锅炉运行进，开一台50％总流量的水泵，2台50％的泵又可同时运行做为 100％泵的备用；设有了3 台同容量的锅锅炉时，可造 2 台33％的总流量的泵、1 台66％流量的和1 台 l00％流量的水泵。1 台锅炉运行时，开启33％的水泵，2 台锅炉运行开启66％流量的水泵，3 台锅炉同时运行开100％流量的水泵。2 台33％流量的水泵可做为66％泵的备用。也可分别选1 台33％流量、 1 台66％流量和1 台100％流量的水泵分别与1 台、2 台、3 台锅炉配套运行。显然采用分阶段改变流量的质调节具有明显的节能效果。

2.2 锅炉本体水流量与电耗： 以热水锅炉为热源的热水供暖系统，热源内部阻力主要是锅炉水流阻力，这一数值应由锅炉厂家提供。当选用的锅炉在额定供回水温度以下降温运行时，比如120 ／ '60℃高温水改为90 ／ 60℃低温水锅炉，就要考虑在供出相同的热量时， 实际循环水量要大于额定流量，使锅炉水流阻力增大。锅炉供回水温差减低一半，相应的循环量增加一倍。锅炉循环泵的流量和扬程、轴功率及叶轮转速之间存在以下比例关系：
即: n1/n2=G1/G2

（G1/G2）2=H1/H2

（G1/G2）3=N1/N2

式中n1、n2————水泵转速

G1、G2————水泵流量

H1、H2————水泵扬程

N1、N2————水泵轴功率

由此可以看出，水泵的扬程与流量的平方成正比，水泵的轴功率与流量的立方成正比。当水泵的流量降低20% 的时候，电机转速就降低20%，而水泵的电耗将降低1-.8*0.8*0.8=0.488，即减少48.8%，当水泵流量降低50% 的时候，电机转速降低50%，水泵的电耗将降低1-0.5*0.5*0.5=0.875，即减少87.5%。所以，当额定流量增加一倍的时候，那么它的电耗将是原来的8 倍。因此在锅炉运行时，我们要尽量按额定流量确定循环泵的运行频率，尽量做到按设计温差给定循环量，尽量避免大流量、小温差的运行方式。相对于锅炉总阻力，整个热水输送管道阻力更大，所以减小循环水量可以大大减小管道阻力，相对的可以减小循环水泵的扬程，从而达到减少循环水泵的总电耗。