一种热网循环水泵的二次配网深入节能挖潜系统及方法

摘要

本发明属于工业循环水节能技术领域，尤其涉及一种热网循环水泵二次配网深入节能挖潜的方法，包括以下步骤，对集中供热管网系统供热初期、中期和末期的阻力特性进行测试，测试热网循环水泵的出口压力P出、出口母管压力P母、热网循环水泵出口流量Q、热网循环水泵效率η泵和热网循环水泵电机效率η电机，统计供热初期、中期及末期的热网循环水泵运行方式；计算热网循环水泵的富余扬程和出口门节流损失功率；根据实测水泵富余扬程和出口门节流损失功率确定继续维持系统原方式运行还是进行热网循环水泵二次配网深度节能挖潜改造，对原有泵叶轮进行切割改造。本发明解决了原系统运行中存在的泵超电流问题，热网循环水泵运行单耗显著降低，节能效果明显。

说明书

技术领域

本发明属于工业循环水节能技术领域，尤其涉及一种热网循环水泵二次配网深入节能挖潜的方法。

背景技术

一些城市集中供热的企业长期被热网循环水泵出口门严重节流，泵运行单耗高所困扰，主要原因是热网系统初步设计和建设阶段泵组选型裕量偏大，泵组与管网系统阻力特性不匹配造成的。

原热网循环水泵在运行中存在的泵出口门开度大会引起电机超电流，被迫长期关小泵出口门节流运行，通过增大系统阻力的方法将泵控制在工作区域，造成运行泵单耗高、有些泵组还存在瓦温高等问题，影响设备运行的安全性。

发明内容

本发明提供一种热网循环水泵二次配网深入节能挖潜的方法，解决水泵节流运行单耗高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种热网循环水泵的二次配网深入节能挖潜系统，包括热网循环水泵，热网循环水泵的入口连接回水母管，热网循环水泵的出口连接出口母管，回水母管上设有热网循环水泵入口门，热网循环水泵入口门通过入口压力表连接在热网循环水泵的入口，出口母管上设有出口母管压力表，出口母管压力表依次通过热网循环水泵出口门、出口压力表连接在热网循环水泵的出口。

一种热网循环水泵的二次配网深入节能挖潜方法，包括以下步骤：

S1、对集中供热管网系统供热初期、中期和末期的阻力特性进行测试，测试热网循环水泵的出口压力P

S2、根据实际测得的热网系统阻力特性曲线和泵的流量—扬程曲线计算热网循环水泵的富余扬程ΔH＝(P

S3、根据实际测得的热网系统阻力特性曲线和泵的流量—扬程曲线计算热网循环水泵的出口门节流损失功率

S4、当泵富余扬程小于20m水柱，或单泵节流损失功率小于30kW时，维持原方式运行；当泵富余扬程大于等于20m水柱，或单泵节流损失功率大于等于30kW时，利用原有泵组和管网系统，对热网循环水泵进行二次匹配深入节能改造，对原有泵叶轮进行切割改造，根据计算出的富余扬程计算叶轮切割量，叶轮最大切割量不超过原有叶轮直径的20％，切割时保留叶轮原有的两端护板高度不变，只对叶轮中间小舌进行切割，

叶轮切割量

其中：H——热网循环水泵设计扬程；

ΔH——热网循环水泵富余扬程；

D——热网循环水泵切割前叶轮直径；

S5、切割后对系统进行重新调试。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明利用了热网系统原有的泵组、阀门等设备和管网系统，通过计算对实际运行参数测试对水泵富余扬程和泵出口门节流损失功率进行了定量化，根据实测水泵富余扬程和出口门节流损失功率确定继续维持系统原方式运行还是进行热网循环水泵二次配网深度节能挖潜改造。改造采用切割水泵叶轮，保留叶轮原有护板高度不变，既达到了消减水泵原有富余扬程的目的，又保证了水泵原有效率变化不大，解决了原热网系统运行中存在的泵超电流问题。改造后出口门开度增大减小了泵出口门的节流损失，热网循环水泵的运行单耗显著降低，同时系统运行安全性提高。该节能挖潜改造投资小，见效快，便于现场实施。

附图说明

图1为热网循环水泵的二次配网深入节能挖潜系统结构示意图；

图2为热网循环水泵改造前后泵性能曲线与阻力特性曲线变化比较图。

其中：1-热网循环水泵；2-热网循环水泵入口门；3-热网循环水泵出口门；4-出口压力表；5-入口压力表；6-出口母管压力表；7-回水母管；8-出口母管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种热网循环水泵二次配网深入节能挖潜的系统，包括热网循环水泵1，热网循环水泵1的入口连接回水母管7，热网循环水泵1的出口连接出口母管8，回水母管7上设有热网循环水泵入口门2，热网循环水泵入口门2通过入口压力表5连接在热网循环水泵1的入口，出口母管8上设有出口母管压力表6，出口母管压力表6依次通过热网循环水泵出口门3、出口压力表4连接在热网循环水泵1的出口。

本发明的工作步骤为：

对集中供热管网系统供热初期、中期和末期的阻力特性进行测试，测试热网循环水泵的流量—扬程曲线及对应的泵电机电流、泵出口门开度等参数，统计供热初期、中期及末期的热网循环水泵运行方式。

根据实际测得的热网系统阻力特性曲线和泵的流量—扬程曲线计算热网循环水泵的富余扬程和出口门节流损失功率。

富余扬程ΔH＝(P

其中：P

P

节流损失功率

其中：Q——热网循环水泵出口流量(m

η

η

当泵富余扬程小于20m水柱，或单泵节流损失功率小于30kW时，维持原方式运行；当泵富余扬程大于等于20m水柱，或单泵节流损失功率大于等于30kW时，利用原有泵组和管网系统，对热网循环水泵进行二次匹配深入节能改造。

热网系统采用卧式水平中开式离心泵较多，且多为低比转数泵，采用相似理论，对原有泵叶轮进行切割改造，根据计算出的富余扬程计算叶轮切割量，叶轮最大切割量不超过原有叶轮直径的20％。

叶轮切割量

式中：H——热网循环水泵设计扬程(m)；

ΔH——热网循环水泵富余扬程(m)；

D——热网循环水泵切割前叶轮直径(mm)。

切割时保留叶轮原有的两端护板高度不变，只对叶轮中间小舌进行切割，减小泵叶轮切割后的水流扰动，保证改造后水泵效率。叶轮切割量最大不超过原有叶轮直径的20％。叶轮切割前后水泵流量、扬程和功率的变化关系如下：

式中：Q——泵叶轮切割前流量，Q′——泵叶轮切割后流量；

H——泵叶轮切割前扬程，H′——泵叶轮切割后扬程；

N——泵叶轮切割前功率，N′——泵叶轮切割后功率；

D——泵叶轮切割前叶轮直径，D′——泵叶轮切割后叶轮直径。

改造后对系统进行重新调试。由于改造削减了水泵的富余扬程，泵运行电流将显著下降，解决了原系统泵超电流问题。调试中通过逐渐开大泵出口门开度增加运行泵流量，由于出口门开度增大减小了泵节流损失，热网循环水泵的运行单耗将显著降低，节能效果显著，系统安全性提高。改造前后经济效益核算。

节电功率

年节电量ΔW＝ΔN×h (kW·h)；

式中：I、I＇——分别为叶轮切割前后泵电机运行电流(A)；

U——电机输入电压(V)；

h——泵年运行小时数。

如图2所示，曲线Ⅰ为叶轮切割改造前水泵特性曲线，曲线Ⅱ为叶轮切割改造后水泵特性曲线，曲线1为叶轮切割改造前阻力特性曲线，曲线2为叶轮切割改造调整后阻力特性曲线。

热网循环水系统节能挖潜改造前，热网循环水泵特性曲线Ⅰ与节流状态阻力特性曲线1相交于M1，该点既是节流状态泵的工作点。经热网循环水泵叶轮切割改造后，根据相似理论，水泵特性曲线下移至曲线Ⅱ，通过开大泵出口门阻力特性曲线缓降下移至曲线2，与曲线Ⅱ相交于M2，既是改造后泵的工作点。改造前阻力特性曲线较陡，改造调整后阻力特性曲线变得比较平缓。M1和M2两点所对应的扬程差值，既为改造所消减的富余扬程。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域人员能很好的理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。