1　選擇管道離心泵問(wèn)題的提出

      熱水網(wǎng)供熱系統中，循環(huán)水泵的正確選擇，不僅涉及熱網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，而且影響供熱質(zhì)量。目前，在熱水網(wǎng)供熱系統還沒(méi)有普及調速水泵的情況下，對大、中型熱水網(wǎng)，為適應采暖期室外大氣溫度變化對采暖建筑物設計室溫的影響，多采用中央質(zhì)調節和分階段改變流量的質(zhì)調節。分階段改變流量的質(zhì)調節在運行節能方面優(yōu)于中央質(zhì)調節而被廣泛采用。此外，當供熱鍋爐房終期建設規模確定后，常因近期熱負荷循環(huán)水泵不足、建設資金不足等原因，按終期負荷確定外網(wǎng)管徑，而熱源則分期建設。在采暖初、末期或熱源分期建設時(shí)，熱網(wǎng)實(shí)際循環(huán)流量均小于設計循環(huán)流量的低負荷情況下，相應的循環(huán)水泵揚程如何選擇，應進(jìn)行仔細分析，合理確定。

2　管道離心泵低負荷時(shí)水力工況分析

      一般情況下，在終期設計負荷時(shí)，熱水網(wǎng)主干線(xiàn)經(jīng)濟比摩阻按60-80 Pa/m選用。當采用分階段改變流量質(zhì)調節或熱源分期建設，而外網(wǎng)按終期確定管徑時(shí)，若采用分階段改變流量的調節，宜選用揚程和流量不等的泵組。如果采用60～80 Pa/m的經(jīng)濟比摩阻去選擇低負荷時(shí)小流量泵的揚程。結果造成循環(huán)水泵選用功率過(guò)大，運行電耗高，系統運行工況不合理等弊病。

      由流體力學(xué)基本原理可知，閉路循環(huán)系統的水流量G與其計算管段的壓力損失ΔP有如下關(guān)系式：

       ΔP=kG2   (1)

     (2)

　　式中：ΔPp為計算管段始、末端的壓力差，Pa； G為介質(zhì)循環(huán)流量，m3/s； k為管路綜合阻力特性數，kg/m7； λ為沿程阻力系數；Σζ為局部阻力系數之和； L 為管道長(cháng)度，m； d 為管內徑，m ； ρ為流體密度，kg/m3。

       從式（1）可見(jiàn)，當管網(wǎng)按終期管徑敷設完成后，只要不改變閥門(mén)開(kāi)度，即ζ不變，對輸送一定密度、溫度的流體（對液體，當溫度和壓力變化不大時(shí)，可以認為其密度為常量）其管路綜合阻力特性為常數。管網(wǎng)系統的阻力損失ΔP僅決定于通過(guò)管路的循環(huán)水流量G，且壓降變化隨流量變化成平方關(guān)系增減。因此，若設管路終期設計流量為G1，設計工況下的壓力損失為ΔP1，在采暖初、末期或熱源分期建設中的實(shí)際流量為G2，相應壓力損失為ΔP2，則有：

   (3)

       例1.某市集中供熱鍋爐房熱水網(wǎng)終期設計流量為1 200 m3/h，熱網(wǎng)最遠環(huán)路單長(cháng)（計算長(cháng)度）4 300 m，熱源近期供熱負荷為終期設計負荷的1/3，投運兩臺20 t/h蒸汽爐換熱，供熱水網(wǎng)相應循環(huán)水量為400 m3/h。外管網(wǎng)按終期熱負荷一次建成供熱。原設計終期選用2臺（1備）流量1 200 m3/h，揚程80 m，電機功率355 kW水泵；近期低負荷時(shí)選用2臺流量400 m3/h，揚程50 m，電機功率75 kW水泵。

     分析：熱水網(wǎng)主干線(xiàn)經(jīng)濟比摩阻取70 Pa/m，則最不利環(huán)路壓降ΔPmax=4 300×2×70=0.6 MPa=60 m揚程

      該系統為兩級換熱，取換熱器單級阻損0.05 MPa。換熱器（兩級）總阻損：2×0.05 MPa=0.1 MPa=10 m揚程，則終期循環(huán)水泵揚程為：

    ΔP終=1.15×(60+10)=80 m揚程

    而近期實(shí)際總循環(huán)水量為400 m3/h，按式（2）求出其壓降ΔP2 =(400/1 200)2×800=88.9 kPa

    分析可見(jiàn)，由于近期循環(huán)水量?jì)H為終期的1/3，相應總壓降只是終期的1/9，管路內流速很低，管路阻損很小。顯然，原設計在低負荷時(shí)所選揚程50 m明顯較大。若考慮留夠裕量等因素，按低負荷時(shí)運行兩臺蒸汽爐，選兩臺流量200 m3/h，揚程20 m泵，則相應電機功率為18.5 kW，其節電是明顯的。

   例2．若按分階段改變流量的質(zhì)調節，采用大、小泵配合配置組合方案，在嚴寒期運行大流量水泵，初、末寒期運行小流量水泵，一般取小流量水泵循環(huán)泵循環(huán)水量為大流量水泵的60 %～70 %，取65 %，仍以上例嚴寒期循環(huán)水量1 200 m3/h 初、末寒期循環(huán)水量= 0.65×1200=780 m3/h則：

     ΔP2 =(780/1 200)2×800=338 kPa

    低負荷時(shí)可選用2臺流量400 m3/h，揚程50 m，電機功率75 kW水泵。低負荷時(shí)可節電：(335-75×2)/335=57.7 %。

3　結　　論

     對低負荷工況，不可簡(jiǎn)單地仍按熱水網(wǎng)主干線(xiàn)經(jīng)濟比摩阻60-80 Pa/m選擇低負荷用的循環(huán)水泵揚程，而應對具體工況進(jìn)行具體分析，合理確定循環(huán)泵熱網(wǎng)低負荷時(shí)循環(huán)水泵的揚程、流量，不僅有利于節電，亦可避免大流量、低溫差不合理運行工況，保證供熱質(zhì)量。