一、分布式變頻泵系統(tǒng)的原理
在傳統(tǒng)的供熱枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)中,一般是在熱源處或換熱站內(nèi)設有一組循環(huán)泵,根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)的流量和最不利環(huán)路的阻力選擇循環(huán)泵的流量、揚程及臺數(shù);管網(wǎng)系統(tǒng)各用戶末端設手動調(diào)節(jié)閥或自力式流量控制閥等調(diào)節(jié)設備,以消耗掉該用戶的剩余壓頭,達到系統(tǒng)內(nèi)各用戶之間的水力平衡;個別既有熱網(wǎng)由于用戶熱負荷的變化,資用壓頭不夠,增裝了供水或回水化工泵,但由于不易調(diào)節(jié),往往對上游或下游用戶產(chǎn)生不利的影響。
隨著新型調(diào)節(jié)設備和控制手段的出現(xiàn),使得對水泵的數(shù)字控制成為可能,這樣理論上可以取消管網(wǎng)中的調(diào)節(jié)設備,代之以可調(diào)速的水泵,在管網(wǎng)的適當節(jié)點設置,以滿足其后的水力工況要求。如果控制管網(wǎng)中適當節(jié)點的壓差,該點稱之為壓差控制點,對于主循環(huán)泵的選擇,只要能夠滿足流量和熱源到壓差控制點的阻力即可,這樣可大大降低循環(huán)泵的揚程,使得主循環(huán)泵電機功率下降許多;經(jīng)濟控制點之后的每個用戶設置相應分布變頻泵,成為分布式變頻泵系統(tǒng),使得原來閥門節(jié)流的能量不再白白地損失,由于水泵可用變頻器調(diào)速,主循環(huán)泵可大大降低電能消耗,理論上可省去調(diào)節(jié)設備,同時供熱系統(tǒng)可工作在較低的壓力水平,系統(tǒng)更加安全。中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會也已將分布式變頻泵系統(tǒng)的研究開發(fā)列為“十五”科技規(guī)劃。
二、分布式變頻泵系統(tǒng)的設計
在分布式變頻泵系統(tǒng)中,設計時應按以下步驟進行:
1、管網(wǎng)系統(tǒng)設計,計算管網(wǎng)的阻力。
2、選擇壓差控制點,不同的壓差控制點對應不同的設備初投資和管網(wǎng)運行費用,應按技術經(jīng)濟分析進行選擇。
3、選擇主循環(huán)泵,主循環(huán)泵的選擇考慮兩方面:
A:流量要求,應能提供管網(wǎng)的全部循環(huán)流量;
B:揚程要求,應滿足熱源到壓差控制點間管網(wǎng)阻力。
4、分布泵的選擇,主要考慮滿足該分支用戶的阻力和流量。
三、分布式變頻泵系統(tǒng)的實現(xiàn)
供熱系統(tǒng)由一座4×10t/h熱水鍋爐房和兩個間供站組成,基礎參數(shù)如下:
(1)供熱建筑面積:
龍南站:181814.31m2
龍北站:139891.62m2
合計:321705.93m2
(2)設備:主循環(huán)泵兩臺,開一備一,ISR200-150-400,功率N為90KW,流量Q為400m3/h,揚程H為50m水柱。
(3)管網(wǎng):
1-2管徑DN300,溝長L=500m
2-3管徑DN250,溝長L=536m
3-4管徑DN250,溝長L=650m
根據(jù)近幾年實際運行情況,取熱源供回水溫度105℃/65℃,鍋爐房內(nèi)部阻力損失10m水柱,龍北站內(nèi)阻力損失10m水柱,龍南站內(nèi)部阻力損失5m水柱,建筑熱指標取55kcal/m2h。
2、由以上參數(shù),經(jīng)計算選擇實驗改造方案如下:
1鍋爐房主循環(huán)泵換成H=24m,Q=480m3/h,N=45KW變頻泵
2龍南站一次供水加一臺變頻泵,H=12.5m Q=200m3/h N=15KW
3龍北站一次供水加一臺變頻泵,H=24m Q=240m3/h N=22KW
4龍南、龍北站變頻泵與原有管段并聯(lián),并在原有管段增加閥門。
需要指出的是,由于水泵的參數(shù)不可能完全正好滿足管網(wǎng)的需要,在設備選擇過程中均有不同程度的取整。
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