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——用《水泵專家》專業軟件模擬分析
前言
北方地區采暖面積130億㎡。其中鍋爐燃煤采暖面積41.5億㎡。全部面積的采暖均是由一個個獨立的采暖系統。每個采暖系統均由熱源、循環水泵外網及采暖用戶組成。
循環水泵電耗及鍋爐燃料消耗是采暖成本兩大要素。高效經濟采暖就要循環水泵運行耗電最少，鍋爐高效保量生產需要熱能燃料消耗最低，保證全部用戶達到規定采暖溫度。要每個采暖系統高效經濟采暖，勢必要依靠“智能”管理達到以下目標：
ü 優化循環水泵運行工況最佳電耗最少
ü 鍋爐高效生產所需熱能燃料消耗最低
ü 量化生產系統需要熱能平衡分配使用
三個目標實現均與系統的循環流量緊密相關。是否達到最佳檢驗方法有：
實踐檢驗方法：
采暖系統每個采暖期采用不同循環流量（不同供回水溫差）運行采暖，或總結分析歷年不同流量(溫差）運行資料，最終判定最佳流量（溫差）。這種檢驗方法投資巨大周期很長，供熱企業很難允許這種實驗。
模擬檢驗方法：
同一系統采用不同循環流量（不同供回水溫差）模擬運行采暖，分析總結各流量模擬運行資料，最終判定最佳流量（溫差）。這種檢驗方法不動資金投入只在電腦上作業周期很短，不需要供熱企業許可。
熱源一次系統模擬運行工況
齊市雙熱源一次系統采暖面積262萬㎡：非節能建筑面積153.9066萬㎡，設計負荷指標52.93W/㎡。節能建筑面積108.9034萬㎡，設計負荷指標33.69W/㎡。一次系統加權平均設計熱負荷指標：
QBJ=33.69×(153.9066/262)+52.93×(108.0934/262)=41.63W/㎡
一次系統模擬流量運行工況（歷年運行流量演變歷程）
|
工況 |
頻率 |
揚程 |
循環流量 |
供水 |
回水 |
溫差 |
泵效率 |
平米耗電 |
電耗降到 |
|
編號 |
HZ |
mH20 |
m3/h |
℃ |
℃ |
℃ |
% |
KW/㎡ |
% |
|
2*918 |
50 |
47 |
3120 |
80 |
45 |
35 |
80 |
0.808 |
|
|
①918 |
50 |
12 |
2946.15 |
69.33 |
45 |
24.33 |
26.55 |
0.875 |
100 |
|
②918 |
40.5 |
12/7.87 |
2386.38 |
75.03 |
45 |
30.03 |
26.55 |
0.524 |
66.75 |
|
③918 |
35.5 |
12/6.04 |
2091.77 |
79.27 |
45 |
34.27 |
26.55 |
0.383 |
48.78 |
|
④918 |
30.5 |
12/4.46 |
1797.15 |
84.88 |
45 |
39.88 |
26.55 |
0.295 |
37.57 |
|
⑤918 |
25.5 |
12/3.12 |
1502.53 |
92.7 |
45 |
47.7 |
26.55 |
0.238 |
30.31 |
|
⑥918 |
24.147 |
12/ 2.79 |
1422.81 |
95 |
45 |
50 |
26.55 |
0.228 |
29.04 |
|
⑦918 |
21.94 |
24/2.31 |
21.94 |
100 |
45 |
55 |
50.51 |
0.212 |
27 |
|
⑧946 |
41 |
10/6.72 |
1194.74 |
105 |
45 |
60 |
79 |
0.079 |
10.06 |
一次系統模擬流量運行工況的解析
1、工況水泵電機處在“危險”之中
918#循環水泵電機280KW，該泵工頻12mH20揚程運行時，水泵工作點嚴重“右偏”水泵效率26.55%，水泵電機功率達350KW遠超280KW電機功率。運行很短時間會發生電機過熱燒壞事故！這種工況只在調試期間出現。
2．變頻成為事故“救災”措施
②918工況水工頻12mH20揚程40.5HZ變頻運行時，流量2386.38 m3/h，揚程
降至7.87mH20，電機功率降至209.587KW小于280KW電機功率。變頻成為電機過熱燒壞事故的“救災”措施，水泵可長期安全運行。
3．循環水泵降頻運行是省電有效措施
②918到⑤918工況清楚展出：“頻率階梯降低，流量階梯降低，溫差階梯升高，水泵電耗階梯降低”的變化規律。
頻率越小循環流量越小供回水溫差越大循環水泵電耗越小
4．“定點模式”還是高能耗工況
⑤918工況如圖001所示。安全無事采暖投訴很少，眾供熱企業省心及政府主
管供熱人員安心，成為目前雙熱源一次系統“定點模式”采暖。
①918 ～⑤918工況是齊市雙熱源一次系統十數年管理進步的歷程。水泵平米電耗從0.875KW/㎡降到0.238KW/㎡⑤918工況電耗達到最低。
但是，“定點模式”工況還是高能耗工況
明顯表現之一：水泵26.55%低效費電運行低級錯誤還在繼續
明顯表現之二：130T/H鍋爐按60℃溫差要求運行時鍋爐效率85%，而鍋爐實際運行溫差48℃，鍋爐還在低溫差低效率浪費燃料狀態運行。
正是因為對《水泵低效率費電低級錯誤不糾正，對鍋爐低溫差低效費煤技術問
圖001----大泵變頻運行工況
題不理解無知無作為》，所以⑤918工況仍然是費電費煤的高能耗工況。
5．北方采暖一次系統運行真實現狀寫照：
①918 ～⑤918工況，同樣是北方地區一次系統現狀真實寫照。簡單可從一次系統供回水溫度溫差來判定：
一次系統有雙泵并聯供回水溫差不到30℃運行的，能源浪費最為嚴重。
也有一次系統單泵“右偏”工況變頻供回水溫差30℃上下運行的，管理有進展能源浪費還是很大。
就是一次系統按供回水溫差45℃左右運行，管理進步很大也還是高能耗系統。
北方地區一次采暖系統與齊市雙熱源一次系統的進步是同程的。①918 ～⑤918工況反映的“水泵低效和鍋爐低效”工作，也是共同的普遍的。
6．“定點模式”工況的等效水泵
918#循環水泵工頻12mH20揚程25.5HZ變頻運行：水泵《流量1502.53m3/h 揚程3.12效率26.55%》工況，與《流量1502.53m3/h 揚程3.12效率26.55%》功率為95.308KW的水泵在工作效果相等。
7．一次系統阻力很小
一次系統運行流量1502.53m3/h時系統阻力為3.12mH20，當系統運行1039m3/h設計流量時系統阻力只有1.49mH20。說明一次系統管徑極大阻力系數極小。
8．一次系統最佳循環流量：
雙熱源一次系統應按60℃溫差設計，綜合考慮采暖建筑熱負荷及外網輸送熱損需要，設計循環流量為：GJ=1039 ×1.15=1194.74 m3/h
從⑤918工況知，一次系統循環流量按1502.53 m3/h運行時，系統的阻力為3.12mH20，系統循環流量以1194.74 m3/h運行時系統阻力為:
HJ=3.12×(1502.53/1194.74)2=1.97 mH20
9．一次系統最佳循環水泵
一次系統設計流量1194.74 m3/h，系統設計阻力1.97mH20。
⑧946#水泵《額定流量1457m3/h額定揚程10 mH20效率79%》電機55KW。水泵流量和揚程均準確符合設計參數，并且循環水泵的型號能力足夠大電機最小。
10．最佳循環水泵的最佳工況
⑧946工況水泵工頻10mH20揚程變頻41HZ運行，水泵《流量1195m3/h揚程6.72 mH20效率79%》工況，是最佳循環水泵最佳工況。如圖002--標準流量工況所示。
11．最佳循環流量鍋爐高效工作
一次回水進入鍋爐加熱，得熱水比重變輕上升冷水比重大下降，爐內形成自然循環主導有組織流動。
進入鍋爐流量與爐內自然循環流動強度成反比。進入鍋爐流量越小，上一頁1
