分布式变频泵系统实例浅析

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1、分布式变频泵系统实例浅析-暖通论文分布式变频泵系统实例浅析【摘要】随着集中供热负荷的不断增长，某市集中供热网已规划接入新的热源。该新热源与原有两个热电厂的热源均位于该市城西7km外的1km地域范围内，为供热管网的调整带来了较大困难。由于再敷设新的管道条件苛刻，只能利用原有两条主管道的输送余力，同时在管道压差不满足要求的地方设置加压措施。文中对两种方案进行了分析比较，一为在管网支干线增加管网回水加压泵房的方法，一为在不能满足管网压差要求的各热力站内增加回水加压泵的方法，即为采用分布式变频泵系统的方法。采用分布式变频泵系统的解决方案，较之采用管网回水加压泵房的解决方案，既节省了初投资和

2、运行费，同时适应热负荷变化能力也较强。【关键词】供热管网分布式变频泵1.概述某市集中供热管网目前总供热面积接近1000万平米，热源为两个热电厂。随着城市的不断发展，两个热源的供热能力已经难以满足集中供热负荷的需求，目前已规划在两个热源附近建新的热电厂，利用该热电厂发电后的抽汽供热。预计该热电厂供热能力将达到300万平米，并计划于2006年接入200万平米，可解决该部分区域现有供热系统效率低、污染严重的现状，获取较好的经济效益和社会效益。为适应城市新增供热负荷的需要，该市集中供热网也须做出相应的调整。三个热源均位于该市城西，三个热源相互间距离很近，但距离城区较远，约为7km。管网拓扑

3、结构示意图如图1所示：在2005年采暖季时，其中一个热源通过DN1000的主管道供应城东城南区域，另一个热源则通过DN800的主管道供应城西城北区域，在两个热源水泵基本满出力的运转条件下，管网最不利端热力站的资用压头刚刚能满足要求。由于已建的DN1000管道和DN800管道已经占据从电厂至城区的两条道路的路由，再敷设一条新管道从电厂进市已相当困难，而且投资也很高，故只考虑利用已敷设的两条供热管道把热量输送进市区的方案，在管道压差不满足要求的地方设置加压措施。如图中资用压头分界线所示，约有一半的热力站资用压头将不能满足要求。为解决管网输送问题，文中讨论了两种解决方案，一为在管网支干线

4、上增加管网回水加压泵房的方法，一为在不能满足管网压差要求的热力站内增加回水加压泵的方法，即为分布式变频泵系统的方法［1］，文中对这两种方案进行了分析比较［2］。2.管网回水加压泵方案浅析2.1.管网回水加压泵为解决管网输送问题，方案之一为在回水支干线上增设回水加压泵房。经水力计算发现，有三条主干线上需增加管网回水加压泵，如图2所示：图中所示各热力站节点对应的数据为该热力站的资用压头，图中还给出了三个回水加压泵所在位置及设计工况下的所需提供的最小扬程和最小流量，在进行设备选型时，还需考虑一定的安全系数。根据计算结果，可绘制出水压图如图3所示［3］［4］：2.2.方案浅析采用管网回水加

5、压泵房的方案有如下几个特点：首先，回水加压泵房的方案，系统无用功消耗大，运行费用高。回水加压泵的运行，需能满足系统中最不利用户的要求，但其他换热站仍需采用阀门调节来消耗剩余的资用压头。在设计工况下，三个回水加压泵泵房所需要提供的最小功率约为550kW，而这部分功率仅在阀门上消耗即超过50％，有效功率不到50％，节流损失是很大的。而在部分负荷时，由于各用户负荷变化的不一致性，节流损失的比例又会远远大于设计工况下的节流损失。三台回水加压泵全年功耗将超过120万度电，而在阀门上的消耗就将近70万度电，无用功消耗是惊人的。其次，回水加压泵房的方案，适应热负荷变化的能力较差。回水加压泵房的方

6、案是在具体的热负荷分布情况、城市管网的拓扑结构等诸多已知条件下，经水力计算并考虑一定安全系数后形成的。但城市热负荷的发展是逐步形成的，在负荷发展初期，远端热力站未能达到设计负荷时，系统往往会因为几个供热不能达标的热力站而开启管网回水加压泵，其工作扬程、流量均会偏离设计工况，水泵很可能工作在低效区域，使得无用功消耗比例增大。而在负荷充分发展后，热负荷的分布与设计时的预想往往会产生偏差，也有可能会出现回水加压泵运行效率低的情况。第三，回水加压泵房的方案，初投资较大且可移动能力较差。回水加压泵泵房的建设较为复杂，需考虑占地、土建、电增容、水增容等诸多因素，初投资较大。而且，正如前所述，回

7、水加压泵房的方案是在具体的热负荷分布情况、城市管网的拓扑结构等诸多已知条件下，经水力计算并考虑一定安全系数后形成的，设想在回水加压泵泵房建设完成后，热负荷的分布与设计时的预想产生严重偏差，或者出现集中供热网引入其它热源导致水力工况发生巨大变化时，由于回水加压泵房的位置的移动、调整较为困难，已建成的泵房就将面临报废的风险。3.分布式变频泵系统方案浅析3.1.分布式变频泵系统为解决管网输送问题，方案之二为在资用压头不足的热力站增加站内回水加压泵，即构建分布式变频泵系统的方