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技術文章

供熱系統最佳循環流量是高效經濟采暖關鍵

時間:2020-12-22 10:02:18   作者:李承國   來源:注冊   評論:0
內容摘要:集中供熱系統最佳循環流量數據指標:每個采暖系統均由熱源、循環水泵外網及采暖用戶組成。循環水泵電耗及鍋爐燃料消耗是采暖成本兩大要素。高效經濟采暖就要循環水泵運行耗電最少,鍋...

 ——用《水泵專家》專業軟件模擬分析

前言

北方地區采暖面積130億㎡。其中鍋爐燃煤采暖面積41.5億㎡。全部面積的采暖均是由一個個獨立的采暖系統。每個采暖系統均由熱源、循環水泵外網及采暖用戶組成。

循環水泵電耗及鍋爐燃料消耗是采暖成本兩大要素。高效經濟采暖就要循環水泵運行耗電最少,鍋爐高效保量生產需要熱能燃料消耗最低,保證全部用戶達到規定采暖溫度。要每個采暖系統高效經濟采暖,勢必要依靠“智能”管理達到以下目標:

ü 優化循環水泵運行工況最佳電耗最少

ü 鍋爐高效生產所需熱能燃料消耗最低

ü 量化生產系統需要熱能平衡分配使用

三個目標實現均與系統的循環流量緊密相關。是否達到最佳檢驗方法有:

實踐檢驗方法:

采暖系統每個采暖期采用不同循環流量(不同供回水溫差)運行采暖,或總結分析歷年不同流量(溫差)運行資料,最終判定最佳流量(溫差)。這種檢驗方法投資巨大周期很長,供熱企業很難允許這種實驗。

模擬檢驗方法:

同一系統采用不同循環流量(不同供回水溫差)模擬運行采暖,分析總結各流量模擬運行資料,最終判定最佳流量(溫差)。這種檢驗方法不動資金投入只在電腦上作業周期很短,不需要供熱企業許可。

熱源一次系統模擬運行工況

齊市雙熱源一次系統采暖面積262萬㎡:非節能建筑面積153.9066萬㎡,設計負荷指標52.93W/㎡。節能建筑面積108.9034萬㎡,設計負荷指標33.69W/㎡。一次系統加權平均設計熱負荷指標:

QBJ=33.69×(153.9066/262)+52.93×(108.0934/262)=41.63W/㎡

一次系統模擬流量運行工況(歷年運行流量演變歷程)

工況

頻率

揚程

循環流量

供水

回水

溫差

泵效率

平米耗電

電耗降到

編號

HZ

 mH20

m3/h

%

KW/㎡

%

2*918

50

47

3120

80

45

35

80

0.808

 

①918

50

12

2946.15

69.33

45

24.33

26.55

0.875

100

②918

40.5

12/7.87

2386.38

75.03

45

30.03

26.55

0.524

66.75

③918

35.5

12/6.04

2091.77

79.27

45

34.27

26.55

0.383

48.78

④918

30.5

12/4.46

1797.15

84.88

45

39.88

26.55

0.295

37.57

⑤918

25.5

12/3.12

1502.53

92.7

45

47.7

26.55

0.238

30.31

⑥918

24.147

12/ 2.79

1422.81

95

45

50

26.55

0.228

29.04

918

21.94

24/2.31

21.94

100

45

55

50.51

0.212

27

⑧946

41

10/6.72

1194.74

105

45

60

79

0.079

10.06

集中供熱系統最佳循環流量


一次系統模擬流量運行工況的解析

1、工況水泵電機處在“危險”之中

918#循環水泵電機280KW,該泵工頻12mH20揚程運行時,水泵工作點嚴重“右偏”水泵效率26.55%,水泵電機功率達350KW遠超280KW電機功率。運行很短時間會發生電機過熱燒壞事故!這種工況只在調試期間出現。

2.變頻成為事故“救災”措施

②918工況水工頻12mH20揚程40.5HZ變頻運行時,流量2386.38 m3/h,揚程

降至7.87mH20,電機功率降至209.587KW小于280KW電機功率。變頻成為電機過熱燒壞事故的“救災”措施,水泵可長期安全運行。

3.循環水泵降頻運行是省電有效措施

②918到⑤918工況清楚展出:“頻率階梯降低流量階梯降低溫差階梯升高,水泵電耗階梯降低”的變化規律。

頻率越小循環流量越小供回水溫差越大循環水泵電耗越小

4“定點模式”還是高能耗工況

⑤918工況如001所示。安全無事采暖投訴很少,眾供熱企業省心及政府主

管供熱人員安心,成為目前雙熱源一次系統“定點模式”采暖。

918 ~⑤918工況是齊市雙熱源一次系統十數年管理進步的歷程。水泵平米電耗從0.875KW/㎡降到0.238KW/㎡⑤918工況電耗達到最低。

但是,“定點模式”工況還是高能耗工況

明顯表現之一:水泵26.55%低效費電運行低級錯誤還在繼續

明顯表現之二:130T/H鍋爐按60℃溫差要求運行時鍋爐效率85%,而鍋爐實際運行溫差48℃,鍋爐還在低溫差低效率浪費燃料狀態運行。

正是因為對《水泵低效率費電低級錯誤不糾正,對鍋爐低溫差低效費煤技術問

變頻供熱技術-供熱二次網節能方法


001----大泵變頻運行工況

題不理解無知無作為》,所以⑤918工況仍然是費電費煤的高能耗工況。

5.北方采暖一次系統運行真實現狀寫照:

918 ~⑤918工況,同樣是北方地區一次系統現狀真實寫照。簡單可從一次系統供回水溫度溫差來判定:

一次系統有雙泵并聯供回水溫差不到30℃運行的,能源浪費最為嚴重。

也有一次系統單泵“右偏”工況變頻供回水溫差30℃上下運行的,管理有進展能源浪費還是很大。

就是一次系統供回水溫差45℃左右運行,管理進步很大還是高能耗系統。

北方地區一次采暖系統與齊市雙熱源一次系統的進步是同程的。918 ~⑤918工況反映的“水泵低效和鍋爐低效”工作,也是共同的普遍的。

6“定點模式”工況的等效水泵

918#循環水泵工頻12mH20揚程25.5HZ變頻運行:水泵《流量1502.53m3/h 揚程3.12效率26.55%》工況,與《流量1502.53m3/h 揚程3.12效率26.55%》功率為95.308KW的水泵在工作效果相等。

供熱系統最佳循環流量是高效經濟采暖關鍵

7一次系統阻力很小

一次系統運行流量1502.53m3/h時系統阻力為3.12mH20,當系統運行1039m3/h設計流量時系統阻力只有1.49mH20。說明一次系統管徑極大阻力系數極小。

8.一次系統最佳循環流量:

雙熱源一次系統60℃溫差設計,綜合考慮采暖建筑熱負荷及外網輸送熱損需要,設計循環流量為:GJ=1039 ×1.15=1194.74   m3/h

⑤918工況知,一次系統循環流量按1502.53 m3/h運行時,系統的阻力為3.12mH20,系統循環流量以1194.74 m3/h運行時系統阻力為:

HJ=3.12×(1502.53/1194.74)2=1.97   mH20

9一次系統最佳循環水泵

一次系統設計流量1194.74 m3/h,系統設計阻力1.97mH20。

⑧946#水泵《額定流量1457m3/h額定揚程10 mH20效率79%》電機55KW。水泵流量和揚程均準確符合設計參數,并且循環水泵的型號能力足夠大電機最小。

10.最佳循環水泵的最佳工況

⑧946工況水泵工頻10mH20揚程變頻41HZ運行,水泵《流量1195m3/h揚程6.72 mH20效率79%》工況,是最佳循環水泵最佳工況。如002--標準流量工況所示。

11.最佳循環流量鍋爐高效工作

一次回水進鍋爐加熱,得熱水比重變輕上升冷水比重大下降,爐內形成自然循環主導有組織流動。

進入鍋爐流量與爐內自然循環流動強度成反比。進入鍋爐流量越小,

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