庫恩講解|全預混冷凝爐系統配套之水泵
近年來,全預混冷凝爐以熱效率高、煙氣氮氧化物濃度低、符合國家環保節能政策等優勢,迅速取代傳統鋼制鍋爐成為采暖市場寵兒。全預混

近年來,全預混冷凝爐以熱效率高、煙氣氮氧化物濃度低、符合國家環保節能政策等優勢,迅速取代傳統鋼制鍋爐成為采暖市場寵兒。全預混冷凝爐一般單機功率不大,可以單機使用,也可以多臺模塊組合使用,方便靈活且具有普通鋼制鍋爐不可比擬的優勢。但是,全預混冷凝爐的優勢要通過配置合理的輔機設備才能表現出來。
熱水鍋爐采暖系統是以管網循環回路為主要供暖通道,循環水泵作為熱水采暖系統中的驅動裝置,其工作效率與工作狀態決定了整個熱水采暖系統的工作成效。科學正確地選擇循環水泵,保障熱水采暖系統的安全穩定,對于熱水采暖系統的有效運行相當重要。而全預混冷凝爐多是以常壓熱水運行,要遵循一般常壓鍋爐供暖系統對循環水泵的要求,也有其不同的一面。
本文就熱水采暖系統中循環水泵的選型及全預混冷凝爐配套的水泵(熱水循環泵和系統補水泵)應注意的事項發表一下淺見。
一、熱水循環泵
熱水循環泵的專業名詞解釋是:為循環使用的熱載體提供穩定壓力及流速的機械設備。簡單說熱水循環泵的目的就是把鍋爐(熱源)產生的熱水輸送到用熱末端。熱水循環泵的兩個主要技術指標為流量和揚程。
1、熱水循環泵流量
計算公式:G=1.1G′

式中:
G—循環水泵的質量流量,單位為kg/h,1.1為安全儲量;
G′—系統流量計算值,單位為kg/h;R—熱損失系數,一般取1.05~1.1;F—采暖系統所需熱量,也就是熱水鍋爐或者熱交換器所產生的熱量,單位為kcal/h;C—水的比熱,單位為kcal?;
T1—系統回水水溫,單位為;
T2—熱水鍋爐或者熱交換器出口水溫,單位為;
G0—旁通流量,單位為kg/h,當不設旁通管時,G0=0。
2、熱水循環泵揚程(封閉式系統)
計算公式:
H=1.1~1.2(H鍋+H系+H網)
式中:
H—循環水泵揚程,單位為mH2O,1.1~1.2為安全儲量;
H鍋—鍋爐或者熱交換器內部壓力損失,單位為mH2O;H系—用戶系統的壓力損失,單位為mH2O;
H網—系統供水干管的壓力損失,單位為mH2O。
上述三項熱損失可應用局部損失、沿程損失的公式精確計算。對于(0.7~7)MW,即(60~600)*104kcal/h的熱水鍋爐或者熱交換器可用估算的方法,H鍋一般不超過10mH2O,H系一般為0.8mH2O~1mH2O,H網一般為去回長度(m)*5%~7%,單位為mH2O。
二、系統補水泵
補水泵的作用是補充系統的失水,保持定壓點的壓力,其補水量應根據供熱系統失水量來確定,而揚程(H)不應小于最高補水點的壓力加3mH2O~5mH2O。
其公式為:
H=H1+H2-b+(3~5)m
式中:
H1為補水定壓點壓力值,單位m;
H2為水泵吸、出壓口壓力損失,單位m;
b為補水箱比補水點高出的距離,單位m。
流量一般按循環量的3%~8%來確定,小型供暖系統補水可采用自來水直接補水,無需補水泵。
三、在選擇循環泵和補水泵時應注意以下幾點:
1、水泵的G-H曲線應平緩,且工作點位于最佳或接近最佳工作點,以保證水泵的高效率工作。
2、循環泵盡可能一臺運行,一臺備用。若兩臺以上運行時,泵的效率將下降。
3、熱水熱力網采用分階段改變流量時,循環水泵不應少于3臺,其流量、揚程不宜相同。
4、在封閉式供暖系統中,建筑物高低與循環水泵揚程沒有直接關系,切不可以按樓層的高低選擇熱水循環泵的揚程。
5、在常壓鍋爐使用啟閉閥,系統有壓運行時,熱水循環泵的揚程要高于最高補水點的壓力加3mH2O~5mH2O。
6、補水泵的流量過大,將使補水泵頻繁啟動;流量過小則無法及時補水。揚程過大易產生不安全隱患,補水泵最好采用變頻調速電控系統控制。
7、補水點最好選在循環水泵的吸口處,補水點就是系統的定壓點。
8、用戶或者設計院為了讓循環水泵節電運行,針對大功率水泵進行變頻器的配備,采用循環水泵變速運行。
實驗數據表明,在節電運行方面,基于同一循環水泵的運行下,變頻器的配備,可以調節其轉速,產生不同的流量與揚程、功率與效率,但由于流量與轉速比一次方的關系是成正比,而揚程與轉速比二次方也是成正比,此種情況下,其產生的效率是不盡相同的。從這一點來說,循環水泵的變速運行對于節電效率這一塊表現不明顯。
四、全預混冷凝爐的技術特性和結構特性對水泵的要求
1、熱水循環泵和系統補水泵的防爆要求
全預混冷凝爐的燃料一般為天然氣,鍋爐房一旦發生燃氣泄露就會很危險,所以有些地區的供氣企業或者消防部門對鍋爐房內的電器都有防爆要求。對于水泵而言,當水泵和鍋爐設備在同一個鍋爐間時,要求水泵必須是防爆水泵。當有單獨的輔助間放置水泵時,才可以使用普通水泵。
2、熱水循環泵的配置
因為全預混冷凝爐結構的特殊性,一般爐體不承壓,對熱媒水質要求高,所以鍋爐生產廠家大多要求在熱水系統中(包括采暖和生產生活熱水)增加熱交換器(一般用平板式熱交換器),以保護全預混冷凝爐爐體。
增加板換對全預混冷凝爐本體及運行固然好,但是會增加設備投資成本和水泵運轉耗電費用,對于小型供暖系統而言有過度配置之嫌。在實際鍋爐安裝使用過程中,我們的經驗是:生產生活熱水時,全預混冷凝爐必須通過熱交換器獲得熱水,否則水垢會在冷凝爐爐體水路表面累積,造成傳熱能力下降,進而損害爐體結構。供暖用時,熱功率不超過700kW的全預混冷凝爐因為系統水量較小,可以不用熱交換器而直接供暖;熱功率超過700kW的全預混冷凝爐因為系統水量大,需要增加熱交換器以保護冷凝爐爐體,來實現供暖(關于板換和熱媒水質下次討論)。
當全預混冷凝爐不經過板換直接供熱時,只需使用一組熱水循環泵(一般2臺,1備1用)。當全預混冷凝爐經過板換間接供熱時,就需要有兩組熱水循環泵:一次側熱水循環泵和二次側熱水循環泵(板換與鍋爐間為一次側,板換與系統末端間為二次側)。
3、循環水泵與鍋爐聯動
為了防止全預混冷凝爐爐體局部過熱,一定要設置循環水泵與鍋爐聯動控制,如果循環水泵不啟動,鍋爐就不能啟動。
總結
常壓熱水鍋爐供暖系統,水泵是不可或缺的主要輔機設備,要針對鍋爐產品本身的特點,還要結合采暖系統的特點進行選型,做到科學使用,才能夠保證采暖系統整體高效、安全的運行,取得良好的經濟效益和社會效益。
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