分布式变频泵系统的设计

　　一、分布式变频泵系统的原理

　　在传统的供热枝状管网系统中，一般是在热源处或换热站内设有一组循环泵，根据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;个别既有热网由于用户热负荷的变化，资用压头不够，增装了供水或回水化工泵，但由于不易调节，往往对上游或下游用户产生不利的影响。

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　　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，以满足其后的水力工况要求。如果控制管网中适当节点的压差，该点称之为压差控制点，对于主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到压差控制点的阻力即可，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;经济控制点之后的每个用户设置相应分布变频泵，成为分布式变频泵系统，使得原来阀门节流的能量不再白白地损失，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。中国城镇供热协会也已将分布式变频泵系统的研究开发列为“十五”科技规划。

　　二、分布式变频泵系统的设计

　　在分布式变频泵系统中，设计时应按以下步骤进行：

　　1、管网系统设计，计算管网的阻力。

　　2、选择压差控制点，不同的压差控制点对应不同的设备初投资和管网运行费用，应按技术经济分析进行选择。

　　3、选择主循环泵，主循环泵的选择考虑两方面：

　　A：流量要求，应能提供管网的全部循环流量;

　　B：扬程要求，应满足热源到压差控制点间管网阻力。

　　4、分布泵的选择，主要考虑满足该分支用户的阻力和流量。

　　三、分布式变频泵系统的实现

　　供热系统由一座4×10t/h热水锅炉房和两个间供站组成，基础参数如下：

　　(1)供热建筑面积：

　　龙南站：181814.31m2

　　龙北站：139891.62m2

　　合计：321705.93m2

　　(2)设备：主循环泵两台，开一备一，ISR200-150-400，功率N为90KW，流量Q为400m3/h，扬程H为50m水柱。

　　(3)管网：

　　1-2管径DN300，沟长L=500m

　　2-3管径DN250，沟长L=536m

　　3-4管径DN250，沟长L=650m

　　根据近几年实际运行情况，取热源供回水温度105℃/65℃，锅炉房内部阻力损失10m水柱，龙北站内阻力损失10m水柱，龙南站内部阻力损失5m水柱，建筑热指标取55kcal/m2h。

　　2、由以上参数，经计算选择实验改造方案如下：

　　1锅炉房主循环泵换成H=24m，Q=480m3/h，N=45KW变频泵

　　2龙南站一次供水加一台变频泵，H=12.5m　Q=200m3/h　N=15KW

　　3龙北站一次供水加一台变频泵，H=24m　Q=240m3/h　N=22KW

　　4龙南、龙北站变频泵与原有管段并联，并在原有管段增加阀门。

　　需要指出的是，由于水泵的参数不可能完全正好满足管网的需要，在设备选择过程中均有不同程度的取整。