热源一次采暖系统最佳工况
一次系统采暖建筑建设年代不同,保温等级不同,室内设计温度不同,系统单位采暖面积需要的热能是不同,自然系统《设计负荷指标》也就不同。
齐市双热源一次系统262万㎡采暖面积中:
非节能建筑面积153.9066万㎡,设计负荷指标52.93W/㎡。节能建筑面积108.9034万㎡,设计负荷指标33.69W/㎡。一次系统加权平均设计热负荷指标为:
QBJ=33.69×(153.9066/262)+52.93×(108.0934/262)=41.63W/㎡
热源一次系统按高温水设计运行管理
图001----918#大泵变频运行工况
双热源曙光锅炉房在外温5℃~-15℃时段全网面积供热运行,在外温-15℃~-25℃时段2/3网面积供热运行,设计外温时运行工况如图001所示。
系统运行工况变化历程到图001工况的产生:
工况
|
频率
|
扬程
|
循环流量
|
供水
|
回水
|
温差
|
泵效率
|
平米耗电
|
电耗降到
|
编号
|
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
|
20.27
|
12/1.97
|
1194.37
|
105
|
45
|
60
|
26.55
|
0.200
|
25.47
|
⑦918
|
23.36
|
24/5.23
|
1194.63
|
105
|
45
|
60
|
50.51
|
0.215
|
27.38
|
⑧946
|
41
|
10/6.72
|
1194.74
|
105
|
45
|
60
|
79
|
0.079
|
10.06
|
2*918工况:2台大泵并联全网供热运行,设计预定工况
①918工况:单台大泵工频扬程12mH20运行:水泵流量2946.15 m3/h ,供回水温差24.33℃,水泵效率26.55%水泵电机功率达350.13KW,远超280KW电机额定功率。很短时间运行水泵电机就会过热,是运行调试期临时工况。
②918工况:大泵工频12mH20扬程40.5HZ变频运行扬程降至7.87mH20,水泵流量2386.38 m3/h, 供回水温差30.03℃,水泵效率26.55%不变,水泵电机功率降至209.587KW,小于280KW电机功率。水泵可长期安全运行。
②到⑤工况清楚展示:同效率依次5HZ降频运行,“频率阶梯降低→流量阶梯降低→温差阶梯升高→水泵电耗阶梯降低”的变化规律。
循环流量越小供回水温差越大循环水泵电耗越小
⑤918工况大泵工频12mH20扬程25.5HZ变频运行:水泵《流量1502.53m3/h扬程3.12mH20效率26.55%》实际工况,等于一台《流量1502.53 m3/h扬程3.12mH20效率26.55%》的水泵在工作。
918大泵额定效率80%,①到⑤工况水泵效率均26.55%。说明循环水泵电耗中有53.45%被浪费,优质电力资源长期如此巨大浪费是不允许的。
图002--946#泵标准流量工况
图001:918#大泵性能参数 图002:946#新泵性能参数
一次系统最佳工况图002是这样产生的:
一次系统最佳循环流量:“转折”性变革的开始
一次系统应按130/70温差60设计,综合考虑采暖建筑热负荷及外网输送热损需要,设计循环流量为:GJ=1039 ×1.15=1194.74 m3/h
从⑤918工况知,一次系统循环流量按1502.53 m3/h运行时,系统的阻力为3.12mH20,系统循环流量以1194.74 m3/h运行时系统阻力为:
HJ=3.12×(1502.53/1194.74)2=1.97 mH20
系统循环流量从1502.53 m3/h降到1194.74 m3/h方法选择很多,例如:
工况
|
频率
|
扬程
|
循环流量
|
供水
|
回水
|
温差
|
泵效率
|
平米耗电
|
电耗降到
|
编号
|
HZ
|
工频/变频
|
m3/h
|
℃
|
℃
|
℃
|
%
|
KW/㎡
|
%
|
⑥918
|
20.27
|
12/1.97
|
1194.37
|
105
|
45
|
60
|
26.55
|
0.200
|
25.47
|
|
⑦918
|
23.36
|
24/5.23
|
1194.63
|
105
|
45
|
60
|
50.51
|
0.215
|
27.38
|
|
⑧946
|
41
|
10/6.72
|
1194.74
|
105
|
45
|
60
|
79
|
0.079
|
10.06
|
|
同流量1194.74m3/h同温差60℃运行时:
⑥918水泵变频20.27hz运行效率26.55%平米电耗0.200KW/㎡
⑦918水泵变频23.36hz运行效率50.51%平米电耗0.215KW/㎡
⑧946水泵变频41.00HZ运行效率79.00%平米电耗0.079KW/㎡
⑧946水泵运行效率最高耗电最小。
一次系统最佳循环水泵型号:
一次系统设计循环流量1195m3/h设计阻力1.97 mH20
⑧946#水泵《额定流量1457m3/h额定扬程10 mH20效率79%》电机55KW,水泵流量和扬程均大于设计参数并且水泵型号最小。
一次系统最佳运行工况:
⑧946#水泵工频10H20扬程按41HZ变频运行,参数如图002工况所示。
最佳循环流量锅炉高效运行:
一次系统回水进入锅炉加热时,得热水比重变轻上升冷水比重大下降,炉内形成自然循环主导有组织流动。
进入锅炉加热流量与炉内自然循环流动强度成反比。进入锅炉加热流量越小,炉内自然循环流动强度就越大,锅炉运行效率越高。
进入锅炉加热流量是锅炉设计额定流量时,炉内自然循环流动达到最佳,热水锅炉效率达到最高值。
在影响锅炉效率燃烧系统各因素均相同情况下,进入锅炉加热流量是决定锅炉效率的关键因素。
⑥946 工况运行一次最佳循环流量1195m3/h时,系统供回水105/45℃温差60℃参数,正好符合曙光锅炉加热《流量1300m3/h供回水温差60℃》锅炉按85%效率工作炉内流量条件要求,所以系统锅炉高效运行。
一次采暖高效经济运行的脚印
循环水泵电耗及锅炉燃料消耗是采暖成本两大因素。智能管理根本就要采暖高效经济运行,就要循环水泵运行电耗最小,锅炉高效保量生产需要热能燃料消耗最低,采暖成本最小,外网平衡准确热量分配全部用户采暖温度良好。
《采暖锅炉换热站智能化管理》软件揭示:
双热源一次系统从①918 ~⑤918工况是系统一步步走过的历程。⑤918工况良好采暖效果得到供热众老板肯定认可,政府主管供热采暖人员默认。
虽然⑤918工况采暖良好,但是循环水泵26.55%低效运行,锅炉还在低温差低效率区工作,始终是高效采暖存在的严重问题。
之所以⑤918工况成为目前采暖管理止步不前的“定点”,实质是供热众老板及政府主管供热人员对“水泵及锅炉低效工作”实情无知无作为。
同样,①918 ~⑤918工况是北方地区一次系统采暖真实现状的写照。
《采暖锅炉换热站智能化管理》软件揭示:⑧946工况是双热源一次系统最佳工况,同样是北方地区一次采暖系统的“样板”工况。
北方地区采暖面积已达130亿㎡。其中锅炉燃煤采暖面积41.5亿㎡。均是由一个个独立的采暖系统组成。
要使全部燃煤、燃油、燃气锅炉采暖系统高效经济运行,就是要实现每个采暖系统按⑧946工况“样板”工况采暖。
操作方法如⑤918工况至⑧946工况转变所示。
一次系统按供回水温差60℃设计,确定一次系统最佳循环流量。一次系统循环水泵按最佳循环流量优选。优选循环水泵按最佳循环流量运行,供热锅炉按供回水温差60℃高效运行。如⑧946工况:
最佳循环流量1195m3/h
优选循环水泵《额定流量1457m3/h额定扬程10 mH20效率79%》电机55KW,运行平米电耗由0.238KW/㎡降到0.079KW/㎡
锅炉供回水温差从47.7℃提高到60℃,锅炉效率提高到85%工作。
齐齐哈尔铁路工程学校 退休高级讲师 李承国
手机:13069992505 QQ:616882362 水泵专家