在整个供暖系统中，循环水泵是一个能耗非常高的设备，为了保证用户的温度需求得到满足，除了要做好系统运行前期的调整以外，还要针对供暖期室外温度的变化，对系统的水温以及循环水量进行调节，在此过程中，如何尽可能地尽可能地减少循环水泵所带来的耗能是需要认真思考的一个问题。供暖系统的运行调节方式有质调节、变流量调节以及阶段性改变流量的质调节等三种方式，本文主要对如何提升循环水泵的经济运行进行分析和研究，希望能够对循环水泵的节能有所帮助。
1供暖系统循环水泵最佳经济运行的重要意义
水泵在不同的系统中作用不同，名字也有所不同，在各个系统中有着专用的名称。在供热系统中，水泵的名称非常多，有蒸汽锅炉给水泵、热网循环水泵、混水加压泵等等。而且在供热系统中的循环水泵容量都比较大，造成这种容量过大的原因也有很多：第一，设计人员在设计的时候没有对热负荷和系统阻力进行认真的计算，导致估值过大，最终选择的水泵扬程大了很多；第二，有的供暖系统在运行之后没有及时进行初步调节，当发生水力失调的情况时就有人会认为是水泵的容量不够的原因，换了更大容量的水泵；第三，有的个别的设计人员对循环水泵的扬程并不是很了解；第四，在选择供暖水泵的时候，水泵规格有限，很难选择到扬程和流量一致的水泵，也会导致水泵的容量偏大。大容量的水泵不仅对水力工况有影响，同时极大地增加了电力能耗。为了减少能耗，达到节能减排，降低运行成本的效果，非常有必要对供暖系统循环水泵的最佳经济运行方式进行分析和探讨。
2 供暖热负荷的变化规律
供暖热负荷的变化一定要与室外温度的变化相适应。下面对不同地区供暖系统的实际热负荷Q与设计热负荷Q′之比的变化规律进行了如下计算：
式(1),(2)中为供暖系统实际循环水流量G与设计工况下循环水流量G′之比；b,β为与供暖地区有关的常数，可根据有关资料查得，其中β=(5-t′w)/(t n-tw′)；t n,tw,t′w分别为供暖室内设计温度、室外温度和室外计算温度，℃；t g,th,t′g,t′h分别为供暖系统任意工况下和设计工况下的供、回水温度，℃；N′,N分别为供暖期总天数和低于某一室外温度t w的累积天数，d。为了避免系统产生热力失调，在某一室外温度t下,如要保持室内温度t n不变则必须给式(2)提供一个补充条件。本文给定的约束条件为tg-th=t′g-t′。根据这一约束条件，从式(2)很容易得到=。其实，在设计中只要知道当地室外计算温度t′w、供暖期总天数N′，便可根据室外的不同温度t以及求得对应的累积天数N。
此外，从式(2)还可以看出，在满足给定的约束条件下，系统的循环水量应随着室外温度tw的升高而减少。但应注意，该循环水流量并不能随着室外温度tw的升高而无限制地减少，因为它受避免使网路产生水力失调的限制。对于间接连接的一次网而言，通常流量不应小于设计流量的60%，即大于等于60%。这里不妨假定供暖系统有可能产生明显水力失调时的工况为临界工况，并用下标l表示其参数，将此时的临界流量比代入式(1)中,便可得到临界流量比下的延续天数N：’
3循环水泵选配的经济性选择基本原则
3.1循环水泵容量的确定
循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下的用户耗热量之和确定的，而在整个采暖期内室外气温达到采暖室计算温度的时间很短，使大部分时间水泵流量偏大。选择水泵之前首先应确定热网系统的调节方式，然后根据调节方式确定循环水泵的流量。集中质调的供热系统，多数处于小温差，大流量的工况下运行，经济上是不合理的。而采用分阶段改变流量的质调节的运行方式，可大量节约循环水泵的耗电量。将采暖期按室外温度的高低分为若干阶段，在每一个阶段内保持流量不变，以满足供热需要。
3.2水泵耐压强度
根据水泵的水温以及耐压程度来看，在水温小于80摄氏度的时候，并且循环水量不多时，可以选择型泵，如果循环水量较大，可以选择s型双吸泵。水泵所用的制造材料不同，其承压能力也各不相同。在选择水泵的时候还要根据水泵的进口和出口压力选择，水泵的最大承受压力是水泵的进口压力加上水泵扬程，如果超出水泵的承受强度，很容易导致水泵发生破裂的问题。
3.3循环水泵耗电输热比
为了控制循环水泵的动力消耗，国家有关的行业标准规定了锅炉房循环水泵的耗电输热比，即设计条件下输送单位热量的耗电量EHR，它是衡量水泵电能利用率的指标。其值越小，电能越少，电能利用率就越高。如果水泵的流量和扬程选得过大，超过实际需要，必然造成电能的浪费。
4算例
以哈尔滨地区某集中供暖系统为例，对三种调节方式下循环水泵的能耗进行计算与比较。已知该系统设计工况下所需总流量G=295 m3/h，经对已定的管路系统进行水力计算可求得其总阻抗S=9.19×10-4h2/m5，并由此得到管路的特性方程为H=9.19×10-4 G2，最后根据该方程求得该系统的总阻力为H=80m。根据上述条件，拟选两台SLWR 250 250型水泵作为该系统的循环水泵，求得水泵在设计工况下的参数，分别为：G′=297m3/h,H′=80.30m,η=83.14%,P′=78.09kW，转速n=2900r/min。计算得到的三种调节方式下循环水泵的能耗及运行费用见表1。
从表1可以看出，与纯质调节运行相比，变流量调节的运行能耗会随着临界流量比的降低而单调减少。而对于分阶段改变流量的质调节来讲，尽管与纯质调节相比其能耗也有相当大的减少,但并不完全随着的降低而逐渐减少，这说明分阶段改变流量的质调节的能耗随着的降低先逐渐减少而后增加，因此，供暖系统采用变流量调节的运行方式最优。
5结语
综上所述，经过前文的分析和计算，想要确保供暖系统中循环水泵的经济效果达到最佳，选择变流量的调节方式是比较恰当的。本文主要从供暖热负荷的变化规律、循环水泵的选配规则以及具体算例为主要分析对象，提出了循环水泵节能的最佳方式，希望能够对供暖系统循环水泵的经济运行有所帮助，降低运行成本，提高运行效率。
参考文献：
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