李立春

摘 要：热网首站定速运行的循环水泵运行过程中节流损失较大，同时节能潜力也较大，如果对现有循环水泵进行优化改造，并制定合理的运行调节方式，可以有效降低热网电耗。同时热网首站一二期机组供热循环水系统采用的 “单元制”；造成设备备用率降低； 供暖启、停或热备用阶段，一期循环水泵出力低、耗电高等问题。

关键词：循环泵；扬程；流量；经济性

1设备概述

我厂热网首站提供居民区的冬季供暖，由发电厂供热机组提供汽源。经热网首站9台循环水泵提供动力由管网送至基地中心区域。热网循环水泵组由7台功率为1000kw循环水泵、2台功率为1250kw循环水泵组成。热网首站一二期机组供热循环水系统为分开式布置，9台循环水泵分别分为一期（#1/#2/#3）二期（#3～#9）分开使用，简称为“单元制”。

2存在的问题分析

为便于热网循环水流量调节，在首次热网循环水系统改造中，将一期热网循环水系统的#2循环水泵和二期热网循环水系统的#5循环水泵改为为变频泵。其它5台非变频循环水泵，由于水泵设计扬程偏高，而循环水母管所需资用压力为1.0MPa，在冬季运行过程中只能通过关小出口门开度的方式来对系统进行节流运行（所需压头较低时出口门开度仅为20%～30%）。

该调节方式在循环系统管路上增加了局部阻力，关小阀门开度后造成出口门前压力增大，经测量出口门前压力高达1.6MPa，门后压力为1.0MPa，出口阀门节流损失较大，高温热水易发生汽化，对热水管道和阀门产生冲击而损坏设备。并且关小水泵出口阀门的方式调节水泵压头和流量，造成水泵出口处部分热水产生涡流和回流，增大了对水泵壳体的冲刷。这种调节方式只是减少流入管道系统的水量，并未降低水泵负荷，甚至增大了水泵的功耗，引起电机能耗增加，造成供热耗电率偏高。

由此目前热网首站定速运行的循环水泵运行过程中节流损失较大，同时节能潜力也较大，如果对现有循环水泵进行优化改造，并制定合理的运行调节方式，可以有效降低热网电耗。同时热网首站一二期机组供热循环水系统采用的“单元制”；造成设备备用率降低；供暖启、停或热备用阶段，一期循环水泵出力低、耗电高等问题

3热网循环泵改造方案比选

通过理论计算及与生产厂家沟通，汽机部制定了热网循环泵改造2套方案。

方案一、将扬程过高的循环水泵整体更换为适合当前系统要求的低扬程循环水泵。通过与原水泵厂家协商，目前该厂家没有成型的适合当下扬程和流量要求的水泵，需根据胜利发电厂提供的扬程和流量重新设计开发一款水泵。由于是订制型水泵，需附加高额的开发费用，设备成本很高，从经济性方面考虑，该方案不适于目前的热网循环泵优化项目。

方案二、保留现有循环水泵泵组的电机和水泵蜗壳等主要结构不变，只对水泵叶轮进行优化改造，并重新匹配一套密封口环，降低循环水泵的扬程，同时增大循环水泵流量，使得水泵功耗与原电机设备匹配，以保证水泵的工作效率，减少水泵出口门的节流调节损失，同时增加水泵的出口流量，进而降低供热耗电率。根据2013-2014年度供暖期间的数据统计显示，循环水泵入口压力0.35MPa，出口压力根据实际的外网的实际负荷需求波动。在过去的一个供暖期（120天）内有86天循环水母管压力在1.0MPa以下，母管最高压力为1.27MPa。水泵的理论扬程为0.92MPa，考虑到水泵流量增加将导致热水管路上的局部阻力损失和沿程阻力损失都将增大，为保证供暖设备的安全稳定运行，经过计算确定热网循环水泵的扬程为1.04MPa。

改造方案：将4号热网循环泵返厂，在原水泵基础上将叶轮进行改造，原电机不变；要求扬程由130m降低为104m，流量由2236m3/h提升到2750m3/h。并对改造后的泵进行泵效实验，如果符合要求。将对另外的3台定频循环水泵进行改造。改造费用：改造1台循环泵叶轮、密封环（包括机封、轴承）共计9.8万。

决定采用方案二对循环泵进行改造，一是改造费用低。二是先对4号循环泵进行改造，并进行泵效实验；保证设备的安全。三是由于先对4号循环泵叶轮进行改造，如果符合要求，再对其余三台定频泵进行改造；生产周期相对开发新泵短，切实保证热网供暖。

4改造后的效益分析

循环水泵改造后，可大幅減少水泵出口阀门节流造成的能量损失，使得水泵和电机的在较高的效率工作点运行，有效节约能源损耗，降低冬季供暖期的热网电耗成本。

以4号循环水泵为例，维持当前电机运行功率不变，将水泵扬程由现在的130m降低为104m，扬程降低26m；理论上水泵流量可由2236m3/h提高到2500m3/h，流量约提高160m3/h。改造完成后在整个供暖期间有40天以上的时间内，各定频泵的出口阀门开度在>75%，有100天以上的时间内各定频泵的出口阀门开度在>60%。可有效减少出口阀门节流对系统造成的压力损失和能量消耗，并能够实现该泵电机耗电不变，增大流量运行。

通过计算，4号循环水泵改造完成后假定供暖期内运行90天，可节电36万KW·h，一个供暖期可仅节约电费用：36万KW·h×0.44元/KW·h=15.96万元；可以获得很好的节电效果。

参考文献：

[1]能源部电力规划设管理局.火力发电厂汽水管道应力计算技术规定，1991.

[2]西北电力设计院.火力发电厂汽水管道支吊架设计手册，1983.