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集中供热循环泵过载原因分析

在部分锅炉房和换热站的循环泵在运行的过程中存在以下问题:循环泵电机在运行中有异常声音,电动机温度过高,超电流,无法长期运行;有些循环泵在运行中阀门无法全部打开,阀门开到一半以上,电动机就超电流,无法正常运行。这些问题在单台循环泵运行时,表现得比较突出。各供热单位为了保障供热生产,往往采取多台泵运行的办法来防止循环泵过载。这些问题的存在严重影响了正常供热生产,并造成了很大的能源浪费。经调查这些问题主要发生在一次水供热系统和供热面积没有达到设计面积的直供锅炉房或换热站。 二、主要原因 经多次到现场处理情况汇总,以及针对热源供暖配置及现有面积情况分析,认为造成循环泵超载的主要原因如下: 1、供热面积没有达到设计面积或供热面积减少,造成系统水头损失小,导致循环泵扬程富裕量变大。 2、一次水系统管径大,系统阻力小,水力压头损失小。 3、锅炉运行调节、管网流量分配措施不得当,循环泵的富裕扬程导致流量增大。 4、循环泵的选型时,计算系统阻力选择安全系数大,结果选择的扬程偏大。 三、原因分析 上述原因为什么会导致循环泵超载?这就与离心泵的工作特性和管路特性有关。 任何离心泵其流量--扬程变化方式为:水泵扬程随着流量的增大而逐渐下降,负载功率却是随流量增大而增大,而针对任何确定的管径和管长的供暖设施系统,其管路水头损失,完全是随流量的变化而变化,反过来说,管路特性影响着水泵的运行流量,水泵的工作点是由水泵的工作特性曲线与管路特性曲线的交点决定的,这个交点就是泵的工作点,是流量平衡和能量平衡的唯一点。对系统中的任何一处进行调整,都会打破现有的能量平衡和流量平衡,造成工作点的飘移,直到新平衡的建立。 如(见图1)所示,在运行调节时,由于阀门开度增大、水流短路等原因,造成管网特性曲线变得平缓,循环泵的工作点a向大流量飘移,当越过最大工作点m至b点时,对应的工作电流Ib大于最大工作电流Im,以至超过电机的最大允许电流而使电机烧坏。在实际运行中,若循环泵的出水与进水压差小于其额定扬程时,工作点都在大流量点,比较容易造成超电流、过热等现象。 系统管径偏大、供热面积没有达到设计面积,导致系统压力损失偏小,也就是说管路特性曲线过于平坦,循环泵工作点必然处在大流量、小扬程位置 如图1所示,图中m点是循环泵轴功率最大工作点,循环泵在此工况下达到电机的最大允许电流Im,若循环泵工作点在m点的右侧,电机电流将超过Im,导致电机烧毁。当管路的性能特性曲线变为La时,循环泵的工作点为a点,在m点左侧,循环泵的电机电流Ia 做为设计人员,需要准确计算出采暖设施、支管、干管、热源等整个系统的局部阻力损失和沿路阻力损失,统称水头损失,通过准确计算结果,选择高效工况的增压设备即循环泵。 如图2所示“Q-H”曲线:A高效工况点。A点也就是我们说的供需平衡点。 通过图2我们可以看出,如果水泵在B点工作,水泵扬程大于管线损失水头,富裕能量就会使管线内流速增大,从而使流量增加,直到平衡点QA为止,相反,如果水泵在C点工作,水泵输出能量不足,管中流速降低,流量随着减少,直到平衡点QA为止,因此当设计人员设计扬程与实际供暖区域水头损失不相配套时,水泵工况就自动漂移到新的相应平衡点。 所以在实际工况中,当水泵富裕能量过大时,为避免工况点向大流量漂移,最简易的办法就是将水泵出口阀门关小,利用提高管路局部阻力水头损失,从而取暖区域局部会出现热量供应不足、不热,同时节流件振动噪音均增大,最合理的方法是调整局部出现热量供应量偏大、室温偏高的入户阀门。另一种方法,是根据实际供热面积,切割循环泵叶轮外径,降低水泵供水水头,但此方法,是牺牲效率换取实际水头,同时将对以后最终达到设计供暖面积造成影响,即不能满足最终总热源的供暖水头损失,无法将最远端水拉回。 在循环泵并联工作时,如果其中一台循环泵出现故障停止运行,运行循环泵的流量增大,其轴功率和电机电流增大,也能导致循环泵出现超载现象, 另外,锅炉运行模式不合适,调节不及时,造成系统阻力大幅度变化,也会造成循环泵超载。循环泵的流量选择是根据供热总负荷确定的,一般要远远大于锅炉的总流量,当锅炉运行数量较少时,很多单位采取将备用锅炉关闭的措施来减少热量散失,这样势必运行锅炉的流量偏大,锅炉阻力损失大。当多启用备用锅炉时,相当于减小了系统阻力,在没用将运行锅炉的流量进行调整的情况下,系统的管路特性曲线变得平坦,循环泵的工作点向大流量飘移,造成循环泵超载。

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