李立春

摘 要：熱網(wǎng)首站定速運行的循環(huán)水泵運行過程中節(jié)流損失較大，同時節(jié)能潛力也較大，如果對現(xiàn)有循環(huán)水泵進行優(yōu)化改造，并制定合理的運行調(diào)節(jié)方式，可以有效降低熱網(wǎng)電耗。同時熱網(wǎng)首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)采用的 “單元制”；造成設(shè)備備用率降低； 供暖啟、?；驘醾溆秒A段，一期循環(huán)水泵出力低、耗電高等問題。

關(guān)鍵詞：循環(huán)泵；揚程；流量；經(jīng)濟性

1設(shè)備概述

我廠熱網(wǎng)首站提供居民區(qū)的冬季供暖，由發(fā)電廠供熱機組提供汽源。經(jīng)熱網(wǎng)首站9臺循環(huán)水泵提供動力由管網(wǎng)送至基地中心區(qū)域。熱網(wǎng)循環(huán)水泵組由7臺功率為1000kw循環(huán)水泵、2臺功率為1250kw循環(huán)水泵組成。熱網(wǎng)首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)為分開式布置，9臺循環(huán)水泵分別分為一期（#1/#2/#3）二期（#3～#9）分開使用，簡稱為“單元制”。

2存在的問題分析

為便于熱網(wǎng)循環(huán)水流量調(diào)節(jié)，在首次熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)改造中，將一期熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)的#2循環(huán)水泵和二期熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)的#5循環(huán)水泵改為為變頻泵。其它5臺非變頻循環(huán)水泵，由于水泵設(shè)計揚程偏高，而循環(huán)水母管所需資用壓力為1.0MPa，在冬季運行過程中只能通過關(guān)小出口門開度的方式來對系統(tǒng)進行節(jié)流運行（所需壓頭較低時出口門開度僅為20%～30%）。

該調(diào)節(jié)方式在循環(huán)系統(tǒng)管路上增加了局部阻力，關(guān)小閥門開度后造成出口門前壓力增大，經(jīng)測量出口門前壓力高達1.6MPa，門后壓力為1.0MPa，出口閥門節(jié)流損失較大，高溫?zé)崴装l(fā)生汽化，對熱水管道和閥門產(chǎn)生沖擊而損壞設(shè)備。并且關(guān)小水泵出口閥門的方式調(diào)節(jié)水泵壓頭和流量，造成水泵出口處部分熱水產(chǎn)生渦流和回流，增大了對水泵殼體的沖刷。這種調(diào)節(jié)方式只是減少流入管道系統(tǒng)的水量，并未降低水泵負(fù)荷，甚至增大了水泵的功耗，引起電機能耗增加，造成供熱耗電率偏高。

由此目前熱網(wǎng)首站定速運行的循環(huán)水泵運行過程中節(jié)流損失較大，同時節(jié)能潛力也較大，如果對現(xiàn)有循環(huán)水泵進行優(yōu)化改造，并制定合理的運行調(diào)節(jié)方式，可以有效降低熱網(wǎng)電耗。同時熱網(wǎng)首站一二期機組供熱循環(huán)水系統(tǒng)采用的“單元制”；造成設(shè)備備用率降低；供暖啟、?；驘醾溆秒A段，一期循環(huán)水泵出力低、耗電高等問題

3熱網(wǎng)循環(huán)泵改造方案比選

通過理論計算及與生產(chǎn)廠家溝通，汽機部制定了熱網(wǎng)循環(huán)泵改造2套方案。

方案一、將揚程過高的循環(huán)水泵整體更換為適合當(dāng)前系統(tǒng)要求的低揚程循環(huán)水泵。通過與原水泵廠家協(xié)商，目前該廠家沒有成型的適合當(dāng)下?lián)P程和流量要求的水泵，需根據(jù)勝利發(fā)電廠提供的揚程和流量重新設(shè)計開發(fā)一款水泵。由于是訂制型水泵，需附加高額的開發(fā)費用，設(shè)備成本很高，從經(jīng)濟性方面考慮，該方案不適于目前的熱網(wǎng)循環(huán)泵優(yōu)化項目。

方案二、保留現(xiàn)有循環(huán)水泵泵組的電機和水泵蝸殼等主要結(jié)構(gòu)不變，只對水泵葉輪進行優(yōu)化改造，并重新匹配一套密封口環(huán)，降低循環(huán)水泵的揚程，同時增大循環(huán)水泵流量，使得水泵功耗與原電機設(shè)備匹配，以保證水泵的工作效率，減少水泵出口門的節(jié)流調(diào)節(jié)損失，同時增加水泵的出口流量，進而降低供熱耗電率。根據(jù)2013-2014年度供暖期間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，循環(huán)水泵入口壓力0.35MPa，出口壓力根據(jù)實際的外網(wǎng)的實際負(fù)荷需求波動。在過去的一個供暖期（120天）內(nèi)有86天循環(huán)水母管壓力在1.0MPa以下，母管最高壓力為1.27MPa。水泵的理論揚程為0.92MPa，考慮到水泵流量增加將導(dǎo)致熱水管路上的局部阻力損失和沿程阻力損失都將增大，為保證供暖設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，經(jīng)過計算確定熱網(wǎng)循環(huán)水泵的揚程為1.04MPa。

改造方案：將4號熱網(wǎng)循環(huán)泵返廠，在原水泵基礎(chǔ)上將葉輪進行改造，原電機不變；要求揚程由130m降低為104m，流量由2236m3/h提升到2750m3/h。并對改造后的泵進行泵效實驗，如果符合要求。將對另外的3臺定頻循環(huán)水泵進行改造。改造費用：改造1臺循環(huán)泵葉輪、密封環(huán)（包括機封、軸承）共計9.8萬。

決定采用方案二對循環(huán)泵進行改造，一是改造費用低。二是先對4號循環(huán)泵進行改造，并進行泵效實驗；保證設(shè)備的安全。三是由于先對4號循環(huán)泵葉輪進行改造，如果符合要求，再對其余三臺定頻泵進行改造；生產(chǎn)周期相對開發(fā)新泵短，切實保證熱網(wǎng)供暖。

4改造后的效益分析

循環(huán)水泵改造后，可大幅減少水泵出口閥門節(jié)流造成的能量損失，使得水泵和電機的在較高的效率工作點運行，有效節(jié)約能源損耗，降低冬季供暖期的熱網(wǎng)電耗成本。

以4號循環(huán)水泵為例，維持當(dāng)前電機運行功率不變，將水泵揚程由現(xiàn)在的130m降低為104m，揚程降低26m；理論上水泵流量可由2236m3/h提高到2500m3/h，流量約提高160m3/h。改造完成后在整個供暖期間有40天以上的時間內(nèi)，各定頻泵的出口閥門開度在>75%，有100天以上的時間內(nèi)各定頻泵的出口閥門開度在>60%。可有效減少出口閥門節(jié)流對系統(tǒng)造成的壓力損失和能量消耗，并能夠?qū)崿F(xiàn)該泵電機耗電不變，增大流量運行。

通過計算，4號循環(huán)水泵改造完成后假定供暖期內(nèi)運行90天，可節(jié)電36萬KW·h，一個供暖期可僅節(jié)約電費用：36萬KW·h×0.44元/KW·h=15.96萬元；可以獲得很好的節(jié)電效果。

參考文獻：

[1]能源部電力規(guī)劃設(shè)管理局.火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計算技術(shù)規(guī)定，1991.

[2]西北電力設(shè)計院.火力發(fā)電廠汽水管道支吊架設(shè)計手冊，1983.