调速多级离心泵在供热、供暖中的节能作用

       近几年，随着集中供热的迅速发展，供热负荷逐年增大，供热成本上升。因此，如何在保证供暖质量的前提下，节能降耗，使热网安全、经济、稳定地运行， 成为企业发展的议题。这就要求我们在提高管理和技术水平的同时，降低供热成本，节能挖潜，以最低的消耗获得极佳的社会效益和经济效益。本篇文章由长沙水泵厂技术工程师带领大家从技术、经济等多角度详细介绍调速多级离心泵在供热、供暖中的节能作用。

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 1、供暖系统中多级离心泵的应用现状

       多级离心泵是供暖系统中应用很广泛的设备，它由配用 电机拖动，运行中要消耗大量的电能。目前，我公司作 为太原市供热行业的主要供热大户，承担着2700多万 m2的供热任务，而且还处于迅猛发展阶段，多级离心泵的应用 尤为广泛。主要有热网循环泵和补多级离心泵。我公司目前使用的多级离心泵中除热源的循环泵和补多级离心泵采用变速泵外， 二次管网绝大多数为定速泵，即多级离心泵所配套的电动机 无论负荷如何变化均以恒速运转。

这样的多级离心泵在供热系统的实际运行中存在一些不足，主要表现在：

       1.热水供暖系统考虑发展因素，在工程设计时 往往多级离心泵选型考虑余量很大，而在投运初期实际热负 荷远远小于设计热负荷，多级离心泵往往处于大马拉小车的 运行状态。

       2.热水供暖系统在运行中为了保证供热质量， 满足用户的使用要求，并能使热能制备和输送经济合 理，需根据室外温度的变化进行调节(按需供热)。

      上述两种情况都必须对热网进行调整，使多级离心泵的 运行参数与实际负荷匹配，需进行变流量运行。而目 前使用的定速多级离心泵不能随着负荷和室外气温的变化进 行有效的调整，当需要对流量进行调节时，只能调节 循环泵的阀门。虽然此调节方法简单，但效率很低。因 为电动机仍是恒转速，致使多级离心泵长时间运行在低效率 点上。因此，采用阀门调节水流量的方法不利于节约 能源，造成电能的极大浪费。另外，多级离心泵启动运行时， 启动电流是额定电流的6～7倍，对电网的冲击较大。

2、定速多级离心泵的调节性能

       泵在管道系统中工作时，其工况点是泵的性能曲线 和管路特性曲线的交点，故改变这个工况点有两种方 法。一是改变管路的特性曲线，通常采用的方法是节流 法，此方法就是利用阀门的开关而改变管路的阻力系 数，使管路的特性曲线改变，借以达到改变工况的目 孟春娥 (太原市热力公司，山西太原050012) 的。这种调节方法额外增加了节流阀阻力，造成浪费， 很不经济。二是改变多级离心泵的特性曲线，通常在设计中采 用多台泵并联运行，根据负荷的不同，在低负荷时，单 台泵运行，随着负荷的增加，两台或两台以上泵并联 运行，但这种方法调节范围小，耗电量大，不很理想。

3、采用调速多级离心泵的必要性

       调速多级离心泵的出现，可以对流量的变化无级调节，进 行变流量运行，使多级离心泵的运行参数与实际负荷相匹配， 以满足不同时期和不同负荷的供暖要求，效果显著。

4、调速泵的节能原理和分类

4．1节能原理 多级离心泵工况点变化，流量也发生变化，其基本依据 是比例定律。即：

        由上式可见，若多级离心泵的转速降为原来的90％，功 率则降为原来的72％；若流量为原来的50％，则功率为 原来的12．5％，因此通过多级离心泵的调速可以改变流量，同 时可节约大量的电能。

4．2调速泵的分类

       多级离心泵对于电动机来说，属于轻型负载，一般采用 异步电动机，多级离心泵的调速，实质上就是由电动机的调 速来实现的。 调速电机主要有两大类：有转差损耗的调速系统 和无转差损耗的调速系统。有转差损耗的调速系统包 括：绕阻型电机转子串接电阻调速；笼型电机定子调压 调速；电磁偶合调速和液力偶合调速。无转差损耗的调 速系统包括：变极调速；变频调速；可控硅串级调速。  5、多级离心泵变频调遮控制的优点

5．1节约能源 通过对多级离心泵阀门控制和采用变频调速控制的运行 对比，可以发现，实际负荷偏离设计负荷越远，节电率 越高。

5．2减少启动时对电网的冲击 由于补多级离心泵在供热系统中承担着补充系统失水和 对系统进行定压的任务，具有启停频繁的特点，对电 网形成巨大的冲击，容易造成管路止回阀的损坏，而 且还容易造成保护装置的误动作，影响其它设备的正 常运行。变频调速控制，多级离心泵的电机从0速以无级变速 向使用转速过渡，运行较平稳，对电网不会造成冲击， 延长了电动机的使用寿命。

5．3降低噪声 电动机的运行噪声与电动机的转速有关，转速越 高，噪声越大。使用变频调速装置，由于转速的降低， 噪声明显降低，改善了工作环境。

5．4运行方便，准确 工作时只需操作人员按电钮即可，如果与微机连 锁可实现自动控制，准确度更高。 7应用实例 我公司T13热力站设计初期考虑发展因素，二次管 网循环泵选型偏大，2003年冬季投运以来，实际负荷仅 为设计负荷的23％。运行中，为了满足用户需求和节能降 耗，只能靠调节循环泵的出口阀门来增大阀门阻力的方法 达到降低流量的目的，结果是噪声增大，电能浪费严重。 为此，2004年对该站的循环泵进行变频改造，通过两个 冬季的运行观察，变速调节方便易行，能适时对管网流量 进行调节，保证了管网安全、经济、稳定地运行。通过 对冬季运行的电耗分析，与定速泵相比节电约35％。

       随着社会的发展，科技的进步，多级离心泵调速的各种方法逐步趋于完善。在供暖工作中，根据负荷情况，使 用调速多级离心泵能节约能源，降低运行成本，使管网处于 稳定、高效的运行状态。大量的调速多级离心泵应用实例，充 分显示了其优越性，在供暖系统中得到了广泛应用。我 公司仍处于发展阶段，如果在热力站建设初期根据负 荷情况考虑采用变速多级离心泵，则可以很大限度地节能降 耗，以最低的消耗获得极佳的社会效益和经济效益。