供热循环离心水泵过载原因及选型的探讨

来源：职称驿站所属分类：机械论文发布时间：2012-08-20 09:37:03浏览：次

　　摘要分析了哪些水泵容易过载及造成过载的原因，并提出了改进措施。确定水泵选型原则，水泵并、串联的工况分析及注意事项。
　　关键词超载：选型；改进、并、串联
　　一、问题的提出
　　在集中供热系统中的离心泵，在应用过程中经常出现电机过热现象，除电机本身故障外，与水泵的选型不当有很大关系。因而有必要对水泵的选型进行探讨。
　　二、哪些离心水泵电机容易过载
　　我们来看看离心水泵的流量—功率特性曲线，（图一）中横坐标表示流G,纵坐标表示扬程H。P表示水泵的流量—扬程特性曲线，N表示流量—功率特性曲线,η表示流量—效率特性曲线。比转速（ns）=3.65nG0.5/H0.75（式中n为水泵的转速）是代表某系列泵各种综合参数。比转速大表明流量大而压头小，反之，比转速小表明流量小压头大。即当水泵转数n一定时，同样流量的水泵，比转速越大，扬程越低。同样扬程的水泵，比转速越大，流量也越大。
　　HPHPHP
　　NNN
　　ηηη
　　GGG
　　低比转速30-80中比转速80—150高比转速150—300
　　（图一）
　　由于供热系统的定压点常常设在循环泵入口，使得水泵极限流量大于电动机额定功率对应下的流量，由（图一）可以看出，功率随着流量增加，功率曲线呈上升状，当实际流量上升过大时，比转速较低的离心水泵，流量增加而压头减少不多，轴功率上升较快，曲线较陡。
　　由此可知，随着电动机轴功率N轴上升，极易使电动机电流超过额定电流，引起电机过载。因此比转速低的离心水泵易产生过载。
　　三、造成水泵轴功率过大的原因
　　在确定水泵扬程时，习惯按经济比摩阻上限来估算最不利环路的压力损失，当外网供暖半径较大时，容易造成偏离实际较大。在运行中，为了解决用户冷热不均问题擅自更换大扬程的水泵等；使选的水泵扬程过大，这样水泵将在大流量、小扬程、低效率点运行，当轴功率大于电机名牌上的功率时就引起电机过载。
　　由上述可知，电机过载有许多情况是水泵选择不当扬程过高造成的。
　　四、结论
　　1、比转速低的离心水泵电机容易过载。尽量用比转速高的离心水泵。
　　2、水泵名牌扬程Hm高于实际管路系统阻力损失越多，越容易出现电机过载现象。在选型时应尽量少留富裕扬程。
　　五、改善措施
　　1、在设计时使设计管网的水力特性曲线尽可能与实际运行工况相符。
　　2、使用单位应尊重设计，不能擅自改变水泵型号。
　　3、正在运行的水泵电机出现过载现象，如果短时间过载还尚能维持，如果长期过载，电流超过电机额定电流，易烧毁电机。为此、应采取以下措施：
　　1）对外网进行调节，使外网阻力平衡，从而增大外网阻力。来避免电机出现过载现象。。
　　2）关小水泵出口阀门开度，即采用增加管网阻力的办法使水泵工作点向左偏移来避免过载。
　　六、离心循环水泵选型原则
　　1）、循环水泵的流量
　　G=(1.1——1.2)3.6QC(tg--th)
　　式中：G—循环水泵的流量（Kg/h）；
　　Q——设计热负荷（W）；
　　tg—供水温度（。C）；
　　-th—回水温度（。C）；
　　C—循环水的比热〖KJ/•（Kg•。C）〗，一般取4.1868KJ/•（Kg•。C）。
　　2）、循环水泵的扬程（m）；
　　H=(1.1——1.2)(H1+H2+H3)
　　式中：H—水泵的扬程（m）；
　　H1——锅炉房内部的压力损失，一般取10—15m。
　　H2——室外供、回干管的压力损失（m），
　　H3——最不利环路末端用户内部系统的压力损失，一般取2—4m。
　　3)、循环水泵并联、串联时的水力工况
　　(a)水泵并联的可能性：如下图，图a中表示两台相同型号水泵的并联曲线。因为两台泵的G-H曲线完全叠加，并联后的总流量为各单台泵等扬程下流量的叠加，此种并联称之为完全并联。图b中表示两台不同型号的水泵并联，一台大，一台小，起始扬程不同，但相差不大，此种水泵的并联，只能在A点以后才能开始，称为不完全并联（局部并联）。图C中表示两台扬程相差过大的水泵并联，大泵任何时候的扬程都比小泵的起始扬程高，在这样的情况下，不形成并联工作。
　　H
　　HH(G—H)2(G-H)2
　　(G—H)1+2A(G—H)1+2
　　aa(G--H)1,2
　　(G—H)1(G-H)1
　　aGbGcG
　　(b)、并联工作的管路特性曲线：图a中型号相同的水泵并联工作，如下图，图中点1—两台水泵并联时的工作点；点2—并联工作时，每台水泵的工作点；点3—一台水泵单独工作时的工作点。由图可以看出
　　G1+2=2G1，<2G1G1，<G1
　　这就说明，一台泵单独工作时的流量，大于并联工作时每台泵的流量。两台泵并联工作时，其流量不是单台泵工作时的成倍增加。这在多台泵并联时更加明显。
　　两台相同型号泵并联两台不同型号泵并联
　　( G-H)1+2(G-H)1
　　H1SHA1S
　　232(G-H)1+2
　　3h54
　　(G-H)1,2(G-H)2
　　H1
　　G1，G1G1+2G2，G2G1，G1G（1+2）
　　图b中两台不同型号的泵并联，如上图所示。由图中可看到，当工作扬程大于A点时，性能曲线同第一台泵，只有当扬程小于A点时，第2台泵才投入工作。图中点1为并联工作时的工作点，点2、点3为两台水泵在联合工作时的工作点，点4、点5为两台水泵单独工作时的工作点。
　　G（1+2）=G1，+G2，
　　在联合工作中泵的流量小于单台工作时的流量，即G1，<G1,G2，<G2,G（1+2）<G1+G2。
　　(C)循环泵的串联：当要求加大扬程时，可采用泵串联型式，其特性曲线见下图。串联水泵的总扬程等于两台泵在同一流量时的扬程之和。
　　H
　　(G-H)1+2
　　AS
　　(G-H)2H1+2
　　(G-H)1H1H2
　　GA
　　4)、循环泵选择原则及注意事项：
　　(a)循环泵一般不少于两台，其中一台备用。
　　(b)循环泵扬程的选择只与整个系统的压力有关，而与建筑物的高度无关，。
　　(c)泵的流量和扬程应有10-20%的富裕量。
　　(d)当流量较大时，宜考虑多台泵并联，并联台数不宜超过4台。多台泵并联循环水的总流量远远小于各并联运行水泵的流量总和。
　　(e)多台泵并联运行时，应尽量选择同一型号最好是同一厂家的水泵。
　　(f)水泵串联时两台泵的流量应该相近，否则容量较小的一台泵会产生严重的超负荷。串联在后面的水泵，构造必须坚固，否则易遭到损坏。