1、 分布式变频泵系统应用案例浅析摘要：分布式变频泵系统作为一种新型的循环泵多点布置形式，与传统的供热管网循环泵单点布置相比，具有节约电能、运行成本低、运行安全系数高的特点。本文结合近两年的实际运行情况，对此进行了阐述。关键词：分布;变频泵;应用abstract: distributed variable frequency pump system as a novel circulating pump multi point layout, with the traditional heating network circulating pump single point arrangement
2、, has the advantages of energy saving, low operation cost, high operation safety coefficient. this combination of nearly two years of actual operation situation, undertook elaborating to this.key words: distributed variable frequency pump; application;中图分类号：te974 文献标识码：a 文章编号：1、工程概况浆水泉热源厂位于二环东路西侧、平顶
3、山南侧，面积约 3 公顷。热源厂装机规模 3 台 70mw 热水锅炉，额定出水量 3300t/h，浆水泉片区内规划热用户建筑面积总计 630 万平方米，供热面积约 560万平方米。供热区域内地势特点：热源与用户地势高差悬殊，供热半径长，热源位于高处，厂区地形标高 187.3m，地势最低用户为窑头路御景山墅站，站内绝对标高约 87 米，高差达 100 米，最远端用户站内标高为 174.1 米；二环东路主分支管网供热范围内地势最低用户为干休四所，站内绝对标高约 93 米，高差达 94 米。主管网主要包括东线和西线：东线管网管径 dn800- dn200，总长度7650m，西线管网管径 dn400-
4、 dn300，长度 3680m，主管网呈现“几”字型分布。因为该供热区域地势高差悬殊，传统的供热模式会有较高的总投资，且运行期管网平衡调节难度大，低端用户运行压力很高，给管网及设备造成极大的安全隐患；增设中继泵站方案因为涉及到占地、土建、电增容、水增容等诸多因素，实施起来难度较大；分布式变频泵系统因为主循环泵扬程大为降低，运行压力低，各站变频泵功率小，运行费用低、运行期易于调节等诸多优点，综合比较这三种方案后，热力公司引入了较为先进的分布式变频泵系统和换热站自控系统，成为解决本区域管网水力失衡的首选方案。2、分布式变频泵系统的原理在传统的供热系统中，一般是在热源处或换热站内设有一组循环泵，根据
5、管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数；管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备，以消耗掉该用户的剩余压头，达到系统内各用户之间的水力平衡；通过阀门节流，总循环水泵所提供的能量很多被浪费掉。随着新型调节设备和控制手段的出现，使得对水泵的数字控制成为可能，这样理论上可以取消管网中的调节设备，代之以可调速的水泵，在管网的适当节点设置，并在该位置后部各个热用户的回水管上增设二级水泵（增压泵，即分布式变频泵）用于系统用户的供热需求，这样主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到该节点的阻力即可，这样可大大降低循环泵的扬程，使得主循环泵电机功率下降许多；节点之后的每
6、个用户设置相应的分布变频泵，成为分布式变频泵系统。由于水泵可用变频器调速，主循环泵可大大降低电能消耗，理论上可省去调节设备，同时供热系统可工作在较低的压力水平，系统更加安全。附：分布式变频泵系统原理图。分布式变频泵系统原理图3、应用案例3.1 设备配置结合分布式变频泵系统的设计思路，浆水泉热源厂考虑到近中远期负荷情况，主循环泵配置如下：a循环水量：1380t/h 水泵扬程：57m 数量：2 台 b循环水量：2980t/h 水泵扬程：58m 数量：1 台，换热站情况：从旅游路（距离热源厂约 2000m）之后的各换热站内均安装了分布式变频泵。3.2 第一年运行情况根据负荷发展情况，在运行的第一个采
7、暖季供热面积为 185 万，共计 38 个换热站，因供热面积较小所以需要的循环流量也相应较小，循环水量维持在 1800t/h 左右，经过水力计算主管网最不利环路（从热源厂出厂至东线末端用户）的阻力损失为 19 米，且末端换热站的压差能够保证运行需要，除去锅炉及换热站内部阻力损失，循环水泵的扬程能够满足各用户一次网所需循环水压头，各换热站的分布式变频泵不需要开启。因此热源厂在第一采暖季采用传统模式供热，运行期 1 台锅炉及一台 b 型循环泵运行，高寒期供回水温度 90/55，随着室外气温的变化，热源厂内及时调整锅炉出水温度来满足用户的需求，地势最低区换热站一次网运行压力在 1.35mpa，各换热
8、站通过调节一次网调节阀，实现各用户水力平衡及二次网质调节。3.3 第二年运行情况随着供热负荷的增加，在第二个采暖季供热面积达 240 万，共计 53 个换热站，热源厂需要 2 台锅炉及 b 型循环泵运行，厂内循环水量维持在 2500t/h 左右，经过水力计算主管网最不利环路（从热源厂出厂至东线末端用户）的阻力损失为 32.7 米，再加上锅炉房及换热站的内部阻力损失，末端转山西路两侧换热站的压差为负值，这时循环泵的扬程不能满足远端用户的需求，于是运行初期远端转山西路两侧共计 7 个站开启了分布式变频泵，至高寒期转山西路及浆水泉路两侧共计 22 个换热站开启了变频泵运行以满足用户的用热需求，地势最
9、低区换热站一次网运行压力仍维持在 1.35mpa。因为人工调节一次网水力平衡难度较大，各换热站调节时刻很难完全达到一致，容易给相邻换热站的流量及压力造成较大的波动，给管网运行带来隐患，热源厂正在建设热网自控系统来实现管网的水力失衡问题。4、结论从近两年的应用情况来看，分布式变频泵系统的优点可总结如下：4.1 适应管网热负荷的变化能力较强，由于站内变频泵功率小、扬程低，且可以通过调整变频泵的频率来控制泵的转速，进而控制一次网的循环流量，所以可以根据当时的实际供热负荷设定频率，当负荷发生变化时，只需要调整泵的频率即可满足用户的用热需求，因此适应管网热负荷变化的能力较强。4.2 降低运行费用；实施分
10、布式变频泵系统一次网循环泵总功率由理论值 1310 千瓦降低为 900 千瓦，减少约 31.2%，大大降低管网电量消耗量，通过理论计算，全网每年节电约 86 万千瓦时。4.3 系统整体压力水平较低，系统更加安全。因为分布式变频泵系统的主循环泵只需提供系统循环的部分动力，其余动力由各换热站的变频泵进行调节，这使得主循环泵的扬程降低，管网总供水压力降低，低地势用户的运行压力也随之降低，从 2 个采暖季的运行情况看，最低区用户御景山墅的一次网压力约 1.35mpa，较传统的供热模式理论运行压力 2.3 mpa 降低了将近一半，很大程度提高了管网的安全性和稳定性。参考文献1石兆玉.供热系统运行调节与控制m.清华大学出版社，1994 年2秦冰.集中供热系统热动态特性研究d. 北京：清华大学，2004 年3贺平、孙刚.供热工程m. 中国建筑工业出版社，1993年4秦绪忠、江亿.集中供热系统的可及性分析。暖通空调，2000 年
