供热系统最佳循环流量是高效经济采暖关键

 ——用《水泵专家》专业软件模拟分析

前言

北方地区采暖面积130亿㎡。其中锅炉燃煤采暖面积41.5亿㎡。全部面积的采暖均是由一个个独立的采暖系统。每个采暖系统均由热源、循环水泵外网及采暖用户组成。

循环水泵电耗及锅炉燃料消耗是采暖成本两大要素。高效经济采暖就要循环水泵运行耗电最少，锅炉高效保量生产需要热能燃料消耗最低，保证全部用户达到规定采暖温度。要每个采暖系统高效经济采暖，势必要依靠“智能”管理达到以下目标：

ü 优化循环水泵运行工况最佳电耗最少

ü 锅炉高效生产所需热能燃料消耗最低

ü 量化生产系统需要热能平衡分配使用

三个目标实现均与系统的循环流量紧密相关。是否达到最佳检验方法有：

实践检验方法：

采暖系统每个采暖期采用不同循环流量（不同供回水温差）运行采暖，或总结分析历年不同流量(温差）运行资料，最终判定最佳流量（温差）。这种检验方法投资巨大周期很长，供热企业很难允许这种实验。

模拟检验方法：

同一系统采用不同循环流量（不同供回水温差）模拟运行采暖，分析总结各流量模拟运行资料，最终判定最佳流量（温差）。这种检验方法不动资金投入只在电脑上作业周期很短，不需要供热企业许可。

热源一次系统模拟运行工况

齐市双热源一次系统采暖面积262万㎡：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：

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

一次系统模拟流量运行工况（历年运行流量演变历程）

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	24.147	12/ 2.79	1422.81	95	45	50	26.55	0.228	29.04
⑦918	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

一次系统模拟流量运行工况的解析

1、工况水泵电机处在“危险”之中

918#循环水泵电机280KW，该泵工频12mH₂0扬程运行时，水泵工作点严重“右偏”水泵效率26.55%，水泵电机功率达350KW远超280KW电机功率。运行很短时间会发生电机过热烧坏事故！这种工况只在调试期间出现。

2．变频成为事故“救灾”措施

②918工况水工频12mH₂0扬程40.5HZ变频运行时，流量2386.38 m³/h，扬程

降至7.87mH₂0，电机功率降至209.587KW小于280KW电机功率。变频成为电机过热烧坏事故的“救灾”措施，水泵可长期安全运行。

3．循环水泵降频运行是省电有效措施

②918到⑤918工况清楚展出：“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。

频率越小循环流量越小供回水温差越大循环水泵电耗越小

4．“定点模式”还是高能耗工况

⑤918工况如图001所示。安全无事采暖投诉很少，众供热企业省心及政府主

管供热人员安心，成为目前双热源一次系统“定点模式”采暖。

①918 ～⑤918工况是齐市双热源一次系统十数年管理进步的历程。水泵平米电耗从0.875KW/㎡降到0.238KW/㎡⑤918工况电耗达到最低。

但是，“定点模式”工况还是高能耗工况

明显表现之一：水泵26.55%低效费电运行低级错误还在继续

明显表现之二：130T/H锅炉按60℃温差要求运行时锅炉效率85%，而锅炉实际运行温差48℃，锅炉还在低温差低效率浪费燃料状态运行。

正是因为对《水泵低效率费电低级错误不纠正，对锅炉低温差低效费煤技术问

图001----大泵变频运行工况

题不理解无知无作为》，所以⑤918工况仍然是费电费煤的高能耗工况。

5．北方采暖一次系统运行真实现状写照：

①918 ～⑤918工况，同样是北方地区一次系统现状真实写照。简单可从一次系统供回水温度温差来判定：

一次系统有双泵并联供回水温差不到30℃运行的，能源浪费最为严重。

也有一次系统单泵“右偏”工况变频供回水温差30℃上下运行的，管理有进展能源浪费还是很大。

就是一次系统按供回水温差45℃左右运行，管理进步很大也还是高能耗系统。

北方地区一次采暖系统与齐市双热源一次系统的进步是同程的。①918 ～⑤918工况反映的“水泵低效和锅炉低效”工作，也是共同的普遍的。

6．“定点模式”工况的等效水泵

918#循环水泵工频12mH₂0扬程25.5HZ变频运行：水泵《流量1502.53m³/h 扬程3.12效率26.55%》工况，与《流量1502.53m³/h 扬程3.12效率26.55%》功率为95.308KW的水泵在工作效果相等。

7．一次系统阻力很小

一次系统运行流量1502.53m³/h时系统阻力为3.12mH₂0，当系统运行1039m³/h设计流量时系统阻力只有1.49mH₂0。说明一次系统管径极大阻力系数极小。

8．一次系统最佳循环流量：

双热源一次系统应按60℃温差设计，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：G_J=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:

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

9．一次系统最佳循环水泵

一次系统设计流量1194.74 m³/h，系统设计阻力1.97mH₂0。

⑧946#水泵《额定流量1457m³/h额定扬程10 mH₂0效率79%》电机55KW。水泵流量和扬程均准确符合设计参数，并且循环水泵的型号能力足够大电机最小。

10．最佳循环水泵的最佳工况

⑧946工况水泵工频10mH₂0扬程变频41HZ运行，水泵《流量1195m³/h扬程6.72 mH₂0效率79%》工况，是最佳循环水泵最佳工况。如图002--标准流量工况所示。

11．最佳循环流量锅炉高效工作

一次回水进入锅炉加热，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。

进入锅炉流量与炉内自然循环流动强度成反比。进入锅炉流量越小，