摘要:熱水供熱系統(tǒng)是熱用戶、熱網(wǎng)和熱源及循環(huán)水泵所構成的一個復雜的整體系統(tǒng)。為了使投運的循環(huán)水泵能在高效區(qū)工作,而又使循環(huán)水量符合需要值,不致產(chǎn)生嚴重的水力和熱力失調現(xiàn)象,必須分析循環(huán)水泵(單臺或多臺)在系統(tǒng)中運行的工作狀況。從而尋求與系統(tǒng)相匹配的循環(huán)水泵,使其盡可能地“滿負荷、高效率”運行。
關鍵詞:熱水供熱系統(tǒng) 循環(huán)水泵
熱水供熱系統(tǒng)是熱用戶、熱網(wǎng)和熱源及循環(huán)水泵所構成的一個復雜的整體系統(tǒng)。為了使投運的循環(huán)水泵能在高效區(qū)工作,而又使循環(huán)水量符合需要值,不致產(chǎn)生嚴重的水力和熱力失調現(xiàn)象,必須分析循環(huán)水泵(單臺或多臺)在系統(tǒng)中運行的工作狀況。從而尋求與系統(tǒng)相匹配的循環(huán)水泵,使其盡可能地“滿負荷、高效率”運行。
采用作圖法和差值法來確定水泵的性能參數(shù)及工作點來選擇相匹配的水泵,準確性差,而且比較麻煩;因此利用小二乘法原理對采暖循環(huán)水泵的性能實驗數(shù)據(jù)進行曲線擬合,再來討論循環(huán)水泵的工作狀況。
1 循環(huán)水泵曲線擬合
本文主要用小二乘法以多項式進行曲線擬合來求循環(huán)水泵性能曲線方程。其基本思想是:通過誤差分析建立誤差方程;在誤差值小的條件下,導出相應的正規(guī)方程組;通過求解正規(guī)方程組(線性代數(shù)方程組),得到回歸系數(shù)(小二乘估計),從而建立起曲線擬合的多項式。
2 應用研究
前面介紹了數(shù)值法求解的水泵性能擬合曲線方程,知道了該方程便可以很方便的知曉水泵的運行情況。如果再給定管路特性曲線方程,對它們聯(lián)立求解,求出工作點,得到工作點的流量和揚程,從而可以與實際管路的總流量和總阻力進行比較,來分析系統(tǒng)水力工況,得出水泵的匹配情況,確定水力失調的解決辦法。本節(jié)中將給出實例加以全面分析。
2.1 系統(tǒng)概況
已知某供暖系統(tǒng),建筑面積為9萬m2。概算熱負荷為5.2MW,整個系統(tǒng)總供水溫度95℃,回水溫度70℃,網(wǎng)路散熱和漏損系數(shù)K取1.05,流量附加系數(shù)φ取1.2。其供暖半徑L為500m,比摩阻R取70 Pa/m,局部阻力相對沿程損失的比例百分數(shù)取a為0.3,熱源內(nèi)部阻力Hr取10X104Pa,用戶系統(tǒng)阻力Hy取1x104Pa,裕量系數(shù)K取1.15。
2.2 系統(tǒng)工況分析
因此,對于一個水力失調嚴重的供暖系統(tǒng),特別是末端用戶不熱,不能簡單地采用增加水泵的方法來解決。因為單臺水泵的工作點已處于水泵性能曲線的平坦區(qū),因而增加水泵后,總流量增加有限。如已有兩臺水泵并聯(lián)運行,其合成特性曲線就更加平坦,再增加一臺水泵并聯(lián)運行,總流量的增加量將會更小,甚至不增加。所以,解決供暖系統(tǒng)水力失調現(xiàn)象,首先應考慮對管網(wǎng)通過熱用戶引入口閥門進行調整,使系統(tǒng)流量得以合理分配。當然,如果總流量不能滿足要求時,應經(jīng)過作圖或計算的辦法,選擇與系統(tǒng)相匹配的單臺水泵或組合較為合理(使水泵的工作點在高效區(qū))的多臺水泵。
3 結語
(1)對于某一擴建系統(tǒng),隨著熱用戶逐年增加,原配水泵已偏小,通過水泵性能分析,采用多臺水泵并聯(lián)運行是可以的。但我們實際經(jīng)常遇到的是,單臺水泵運行,其流量和揚程已遠遠超過實際需要值。由于網(wǎng)路水力失調,總有一些用戶不熱,為彌補失調帶來的缺陷,采用多臺水泵并聯(lián)運行。此時系統(tǒng)的循環(huán)水量雖有所增加,但增值也很小,水泵的效率自然很低。
(2)由于網(wǎng)路水力失調嚴重,水泵經(jīng)并聯(lián)后,仍不能滿足末端用戶的需要,即使更換大功率大流量水泵也無濟于事。實際上,如果網(wǎng)絡水力失調嚴重,只要管路性能不變,流量增加后,仍然保持著等比的失調度。
(3)進行水力工況分析是了解整個系統(tǒng)運行情況的關鍵,而建立循環(huán)水泵性能曲線方程為水力工況分析帶來很大的方便。循環(huán)水泵性能曲線方程為計算機選擇循環(huán)水泵奠定了理論基礎,同時也是實現(xiàn)量化管理的基礎。