供热循环系统中的阻力分析及循环泵选择

供热循环系统中的阻力分析及循环泵选择

作者: 来源: 时间:2007-11-02摘要：本文分析了供热系统中最不利环路中的各种阻力状况，并根据多年的工作实际提出了各种阻力的正常阻力范围，指出了在实际工作中，各种阻力元件阻力增大的原因、对供热系统的影响及解决的方法，并在此基础上提出了循环泵的选泵方法，具有比较强的实用性。

关键词：阻力分析，热源的阻力，除污器的阻力，用户系统阻力，水泵进出口的阻力，水泵的扬程，水泵的流量，怎样选泵

供热循环系统的阻力主要来自两个方面，一是热水在输送管道中流动产生的阻力，叫做沿程阻力；二是由于各种水利元件和供热设备对水的流动产生的阻力，叫做局部阻力。对于沿程阻力，根据规范中规定：最不利环路的比摩阻应在30-60Pa/m，其它环路的比摩阻应小于等于300 Pa/m，同时循环水的流速小于等于3ｍ/ｓ。对于各种供热设备的局部阻力，不同的产品有不同的标准。供热系统最不利环路中的局部阻力和沿程阻力的大小决定了选用循环水泵扬程的大小，循环水泵扬程的大小直接影响着水泵电耗的大小，因此，有必要对供热系统中，涉及最不利环路的各种阻力进行仔细的分析。

一、热力站的阻力

供热系统的热力站有两种主要形式，一种是热水锅炉直接供暖的形式，另一种是换热器换热间接供暖的形式。

１、锅炉

供热系统中使用的锅炉大多是热水锅炉，根据其额定发热量的大小分为7Mw、14 Mw、29 Mw、58 Mw等多种规格，根据其热媒参数可分为95/70°C、

115/70°C、150/90°C等，其中95/70°C、115/70°C的两种参数的锅炉应用比较多。锅炉在通过额定水量的情况下，锅炉的阻力应在40-80Kpa之间。在供暖实际中，造成锅炉阻力增大的原因主要是锅炉通过的实际水量大于其额定的循环水量。

在锅炉的铭牌参数里，并没有提供额定循环水量的数据，具体到一台锅炉具体的循环水量是多少呢？可以通过下面的公式进行计算：

G＝860*Q/（tg－th）

G：锅炉的额定循环水量，单位ｍ３/ｈ

Q：锅炉的额定发热量，单位Mｗ.

tg－th：锅炉的额定进水温度与出水温度之差，单位°C。

对于锅炉的循环水量允许有一定的波动，波动的范围应小于20％。当实际流量超过额定流量过多时，大大增加锅炉的阻力；当实际流量低于额定流量过多时，会使锅炉内的部分管束流量发生偏流，造成局部汽化或爆管。

我国的锅炉标准最低热媒参数是95/70°C，供回水温差是25°C，而实际供热运行中，供回水的温度一般在10-20°C之间，即使是20°C的供回水温差，与锅炉的额定温差相比还差5°C，当锅炉满负荷运行时，根据锅炉产热和热用户散热的平衡关系可以计算出锅炉的循环水量为：

对于14Ｍｗ，95/70°C的锅炉，在温差25°C和20 °C时的相应流量是：额定流量：860*14/25＝482ｍ３/ｈ

实际流量：860*14/20＝602ｍ３/ｈ

对于14Ｍｗ，115/70°C的锅炉，在温差45°C和20 °C时的相应流量是：相应流量：860*14/45＝268ｍ３/ｈ

实际流量：860*14/20＝602ｍ３/ｈ

假如锅炉在额定水量下运行，其阻力是50Ｋpa，在上述实际流量下运行时的阻力是：

对于14Mｗ，95/70°C的锅炉实际阻力是：

（50/482）*602*602＝79Ｋpa

对于14ｍｗ，115/70°C的锅炉实际阻力是：

（50/268）*602*602＝252Ｋpa

两种不同参数的锅炉阻力分别增长了29Ｋpa和202Ｋpa。

锅炉阻力的增加也就是增加了循环泵的负担，增加了电耗，因此要把锅炉的阻力降低到合理的程度，具体的方法是根据锅炉流量增加的程度，增加一条与锅炉并联的分流管道，分流的管径应通过合理的水力计算确定，分流管道上安装的阀门应该使调节阀、平衡阀或自力式流量控制阀，不应是闸板阀。应用时使用流量计测定锅炉的实际水量来决定阀门的开启程度。

２、换热器

供热系统中常用的换热器是板式换热器，换热器对于热媒参数和循环流量的要求不向锅炉那样严格，但过高的流量同样会大大增加换热器的阻力，影响水泵出力。换热器的阻力一般是20-50Kpa。如吉林省锅炉房，两台循环泵流量600m3/h，扬程55m，电机功率132Kw，三台7Mw热水锅炉。运行中发现水泵的流量仅370 m3/h，通过仔细查找，发现因为只运行一台锅炉，370 m3/h的循环水全部通过锅炉，而根据计算锅炉的额定水量仅仅是240 m3/h，由于实际流量达到额定流量的154％，使得锅炉的实际阻力达到160Kpa。为减少锅炉阻力将第二台锅炉打开进行分流，同时打开两台锅炉后，锅炉阻力下降到60Kpa，

水泵的流量增加到550 m3/h，每台锅炉通过的水量为275 m3/h，是额定流量的115.8％，系统工作良好。

二、除污器

在循环泵的进口前，都安装有除污器，目的是清除管道中的杂质，保证水泵和锅炉的安全运行。除污器的阻力一般在10-20Kpa之间。出现除污器阻力增大的原因有以下几个方面：第一，除污器堵塞，这种原因在现场见到的比较多，第二，非正常原因，如用原有的两个小型号的除污器并联安装在大一号的管道上；使用自制的除污器在制作当中流道或流通面积制作不合理。

如吉林省某锅炉房，回水母管管径是DN500，采用原来以俩的两台DN350的除污器，在供热面积近70％时，发现除污器阻力已达50Kpa，第二年供热面积要达到100％，根据计算，其阻力将达到102Kpa。

三、循环泵进出口的阻力

水泵进出口阻力的大小取决于水泵进出口各种水利元件的阻力和进出口管道的阻力，正常情况下，从水泵进水管与回水母管连接处到水泵出水管与系统供水母管的连接处，之间的阻力损失在30-60Kpa之间，而实际在供热系统中，这个阻力多达到50-100Kpa之间，只是由于这段阻力在现场不容易发现而被人忽略。

水泵的进口管径比出口管径一般情况下要小一号，进口管道的水流速度在

2.5-3m/s以上，出口管道的水流速度一般2-2.5m/s以上，这样的流速对于管道来讲比摩阻将达到200Pa/m-300Pa/m以上，所以无论对于管道还是对于水利元件，都将产生巨大的阻力。

如：某单位水泵，型号SB－ZL－250-200-340A，进水管DN200，出水管DN250，