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热力循环泵运行工况的异常分析

2016-5-18 12:42:42      点击:
导读

集中供热系统之中所存在的热力站循环泵是供暖过程中的核心部分,依靠该装置能够对沿途所存在的阻力完全克服,并且直接将热量输送到千家万户之中,但同时,该热力循环泵本身又是电能耗损较大的一个部分,所以,该环节的高负荷运行下,极易出现故障现象,为了能够切实有效的保证其长久运行,就需要确保其中所存在的故障问题能够得以解决。本文主要针对热力循环泵运行工况的异常进行了全面详细的分析,并且提出了相应的解决措施。

 


热力循环泵是热力站进行热能输送过程中所涉及到的核心部分,正是有了热力循环泵,才能够使得千家万户有暖气得以使用。但是,热力循环泵的运行负荷较大,在部分情况下极易出现运行异常,而为了能够确保暖气的正常供应,就必须要针对工况异常现象加以排除,为热力循环泵的持久运行提供保障。


 


1 问题的提出 



  集中供热系统是从2004年在我国开始正式使用以来,国内便开始广泛的使用,并且这一供热系统运行较为平稳,取得了良好的社会效益。但是随着集中供热规模持续不断的扩大,促使大量的离心泵水被应用到了热力站的供热系统之中,就各个方面的情况调查来看,有部分换热站之中所存在的循环泵长久运行之后出现了以下几个方面的问题:循环泵内部出现异常声响;电动机自身温度超出正常水平;电流抄表;无法长期运转;部分循环泵运行期间阀门扩大。除了由于电动机本身所出现的故障现象,以及环境因素以外,更多的因素是由于循环水泵本身运转过载所导致。 


2 比转数低的离心水泵容易过载 



  泵的比转数ns=3.65nG^0.5/H^0.75(式中n为水泵的转数)是代表某一系列泵的一个综合性能参数,比转数大表明其流量大而压头小,反之,表明流量小而压头大。由于供热系统的定压点常常设在循环水泵入口,使得水泵极限流量往往大于电动机额定功率对应下的流量,功率随着流量的增加,功率曲线呈上升状,当实际流量值增加过大时,比转数较低的离心水泵,流量增加而压头减少不多,轴功率上升较快,曲线较陡,见公式: 


  N电机=KγGH/η1η2 N轴=γGH/η1 


  式中N电机―电动机的输出功率,kW;N轴―轴功率,kW;K―电动机容量安全系数;γ―流体重度,N/m^3;G―体积流量,m^3/s;H―能头,m;η1―总效率;η2―传动机械效率。由上式可知,随着电动机轴功率N轴上升,极易使电动机电流超过额定电流,引起电动机过载。因此,比转数低的离心水泵容易产生过载。 


3 泵的参数选大引起过载



  设计所选泵的参数Gm、Hm总是与理想状态点A'对应的参数G'、H'有出入,我们通常是按设计参数来确定水泵参数Gm、Hm的,它们也就是G1=Gm、H1=Hm,而交点A恰恰为离心水泵实际运行工作点,该点对应的流量G为循环水泵运行时泵提供的实际流量(工作流量),对应的H为循环水泵运行时泵提供的实际扬程。

 
  为了明了起见,下面分三种情况来分析泵的参数选大引起电动机过载的情况:当管路的阻力特性曲线一定时, 


  3.1 当所选水泵的铭牌扬程Hm≈H',而铭牌流量Gm>G'时:水泵的铭牌流量选的越大,水泵的设计工作点向右偏离实际工作点越远,这时水泵的工作流量G将小于设计流量G1(G1就是铭牌流量Gm),功率N将小于铭牌功率Nm,水泵便不会出现超载运行情况。但是,水泵的效率将大大降低。 


  3.2 当所选水泵的铭牌流量Gm≈G',而铭牌扬程Hm>H'时:水泵铭牌扬程偏离理想值越高,就会使水泵的设计工作点向左偏离实际工作点越远,也就是说实际工作点向右偏离高效工作点越远,易造成实际流量过大,超过水泵最大限制流量引起电动机过载现象发生。

 
  3.3 当所选水泵的铭牌流量Gm>G',扬程Hm>H'时:a.当所选水泵铭牌扬程Hm小于实际管路系统阻力损失H时,水泵所提供流量介于理想流量与铭牌流量之间,水泵工作点总是处于A1的左方,就不会出现电动机过载现象;b.当所选水泵铭牌扬程Hm高于实际管路系统阻力损失H时,水泵所提供流量G将大于水泵铭牌流量Gm,Hm越大越易出现电动机过载现象。 


 4 循环水泵在大功率工况下运行的原因分析 


 

  在实际工作中,常常存在下面几种情况造成水泵轴功率过大: 


  4.1 供热系统管网之中所存在的循环水泵扬程,通常情况下都是按照不利压力条件下的耗损好制定的,而当管网本身在水利失调之后,就必然会导致全网管之中的阻力系数远远低于不利环路的设计系数,如此以来,当水泵本身在大轴运行功率下地下效率的运行,就必然会出现电机过载的现象。 


  4.2 在确定水泵扬程时,许多人习惯按经济比摩阻上限来估算最不利环路阻力损失,当外网供热半径较大时,易造成估算值偏离实际值过大,造成所选水泵扬程过大,同样使水泵在大流量、小扬程、低效率点运行,当轴功率大于电机铭牌功率时,便引起电机过载。 


  4.3 在设计中,一些人盲目地认为“大马拉小车”既省事又保险,将水泵容量(这里指扬程)定大。 


5 改善措施 


 

  针对以上引起循环泵过载的原因,提出解决措施: 


  5.1 最根本的解决问题的有效措施,实际上需要在进行设计的过程中加以重视,设计的工况应当要尽可能的与实际工况相符合,这就代表着,热管网自身的阻力必须要经过精心的计算,不能够出现任何马虎现象,要最大限度的保证管网的水利特性曲线能够与实际所呈现出的工况状态。

 
  5.2 使用单位自身务必要对设计加以尊重,不能够对于设计之中所涉及到水泵型号擅自进行更改,并且必须要对于各个不同部分进行仔细的计算之后,依据水力的各方面工况来进行水泵选型。 


  5.3 当处在正常运行状态下的水泵出现了过载现象之后,如果说仅仅是短时间运行,那么还能够一定的维持,但是长时间的运行状态下,超载的电机自身必然会从电网之中对大量的有功功率进行吸收,从而使得其中电流持续增高,直接超出了电机本身所允许的额定电流标准,导致绝缘体在这期间出现老化甚至是烧毁的现象。因此,运行人员本身应当要依据情况的不同来采取不同措施。 
  5.3.1 对外网进行调节,使热网达到阻力平衡,从而增大了外网阻力特性系数,来避免电机出现过载现象。 
  5.3.2 关小水泵出口阀门或定压点前回水管路阀门开启度,即采用增加管路阻力的办法,使水泵避免过载。由于节流引起了能量损失、不经济,但简便易行。 
  5.3.3 如果条件允许,采用变速调节,它比节流调节所消耗的功率小,所以更节电、经济。 
  5.3.4 可采取适当切割水泵叶轮的方法。 
 

  综上所述,热力循环泵在热力站运行的过程中,起到了至关重要的作用,也正是由于热力循环泵所起到的重要作用,才能够帮助热力得以正常的供给到居民家中。而在当前暖气使用范围不断扩大的情况下,如果说热力循环泵的工况出现异常并且导致热力循环泵停止运行,那么就会对于大量的居民带来影响,所以,必须要对热力循环泵运行的故障现象提前察觉,防止停止运行的情况出现。 

文章来源:热力知识分享。