導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)中循環(huán)油泵的選型

1、導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)中循環(huán)油泵的選型Selection of Circulating Pumpin Heat-conducting Oil Heating System摘要：針對導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)中關(guān)于循環(huán)油泵選型時在計算和認(rèn)識上存在的一些誤區(qū)，給 出了選型方法，并指出了只有選擇合適的循環(huán)油泵才能使整個導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱油爐；循環(huán)油泵；額定流量；流量計算0前言循環(huán)油泵為整個導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)提供動力，強(qiáng)制使導(dǎo)熱油在系統(tǒng)管路中循 環(huán)，所以循環(huán)油泵是整個導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。同時循環(huán)油泵也是主要 的耗電設(shè)備，一般循環(huán)油泵的用電量能占到整個導(dǎo)熱油鍋爐總電耗的60%以上。 對于循環(huán)油泵型號選

2、取的合理與否直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常運(yùn)行和電耗成本的 高低。目前在很多的導(dǎo)熱油鍋爐系統(tǒng)的實(shí)際使用中，普遍存在循環(huán)油泵與整個管 線系統(tǒng)不匹配的現(xiàn)象，造成運(yùn)行工況和設(shè)計工況嚴(yán)重不符。要么是循環(huán)油泵流量 太小，導(dǎo)致系統(tǒng)流量不足流速偏低，使得導(dǎo)熱油在管內(nèi)的油膜層加厚，減弱了換 熱效果，直接導(dǎo)致有導(dǎo)熱油的加速老化甚至最終發(fā)生結(jié)焦爆管事故；要么是循環(huán) 泵流量太大（循環(huán)油泵電機(jī)功率也就太大），造成“大流量、小溫差”運(yùn)行，電 耗浪費(fèi)嚴(yán)重；還有循環(huán)油泵揚(yáng)程偏小，無法保證系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱油強(qiáng)制循環(huán)，也會 造成供熱量不足、導(dǎo)熱油氧化燒壞爐管等事故。由此可見正確合理的選擇循環(huán)油 泵的參數(shù)是非常重要的。1額定溫差、循環(huán)油泵流

3、量的選定與計算（1）額定供、回油溫差的選定以前的資料中一般都建議供、回油的設(shè)計溫差控制在20C左右，但是隨著 生產(chǎn)發(fā)展的需要，導(dǎo)熱油鍋爐正不斷向大型化發(fā)展，再選用20C的設(shè)計溫差就 會使額定流量過大。為了滿足受熱面中的導(dǎo)熱油流速，就要保證導(dǎo)熱油有足夠大 的流通截面積，這給導(dǎo)熱油鍋爐本體受熱面的結(jié)構(gòu)布置帶來很大困難，尤其限制 了目前很受歡迎的快裝導(dǎo)熱油爐的發(fā)展。所以為了解決這一矛盾，近年來很多大 功率導(dǎo)熱油爐都采用40C左右的設(shè)計溫差，這就有效的把額定流量降了下來。 以往的資料中大都是建議性的說明導(dǎo)熱油運(yùn)行時的供、回油溫差不宜超過40C, 而并未給出具體的理論根據(jù)。筆者通過近年來在用戶現(xiàn)場觀測觀

4、察發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)熱油 的供、回油溫差在N40C時長期運(yùn)行并未發(fā)現(xiàn)有何異?，F(xiàn)象，筆者后來查閱了大 量資料，也未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于導(dǎo)熱油在N40C溫差下運(yùn)行的異常記錄。(2)額定流量的計算確定了溫差，就可以計算額定循環(huán)量并進(jìn)一步選取合適的循環(huán)油泵了。然而 現(xiàn)實(shí)的情況是很多運(yùn)行中的循環(huán)油泵與供熱系統(tǒng)并不匹配，也就是循環(huán)油泵選型 不合理。其原因首先是額定流量計算上的不規(guī)范，在導(dǎo)熱油鍋爐額定流量的計算 上，由于沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)計算方法，所以致使眾多鍋爐廠家對導(dǎo)熱油額定流量的 計算也有多種方法，所采用的計算公式各不相同，有些是不正確的，甚至有的直 接把循環(huán)泵銘牌流量當(dāng)作額定流量，反推計算流動阻力計算。目前各鍋爐廠所使 用

5、的計算公式主要有以下幾種：V = Q/p %Cp2tJV = Q/p -S-tJ (1+ CpJ/2V = Q/ (p - C - t -p - C - t )Oy p 1 七1 L1 p 2 p2 2V = Q/p - J - (Cp0+ Cpi)/2-t2 - (Cp0+ CpJ/2式中：v額定流量；Q額定熱功率；p 供、回油平均溫度下的密度；Cp導(dǎo)熱油的比熱；Cp0導(dǎo)熱油0C時的比熱；t導(dǎo)熱油溫度。其中,下標(biāo)“ 1”為額定供油溫度下的參數(shù)；下標(biāo)“ 2”為額定回油溫度下的參數(shù)。筆者以型號為YD-340的導(dǎo)熱油為例，采用上述四種公式計算出的額定流量 中，由公式計算的額定流量要比由公式算出的小

6、37.5%之多。由此不難看出 為什么眾多的鍋爐廠家計算出的的額定流量各不相同了。雖然沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)給 出明確的導(dǎo)熱油流量的計算公式，但是在文獻(xiàn)4第7.9條有句話是“在計算載熱 量時，導(dǎo)熱油的比熱容以其實(shí)測溫度下的進(jìn)、出口油的比熱容與在0C時的比熱 容的平均值為準(zhǔn)?！彼怨P者以此為依據(jù)建議在計算導(dǎo)熱油額定循環(huán)量時也應(yīng)該 以供、回油溫度下的比熱與0C時的比熱的平均值為準(zhǔn)，即采用上述公式為準(zhǔn)， 而采用其它公式計算出的流量就明顯偏小了。計算出導(dǎo)熱油的額定流量之后，才能進(jìn)一步選取出循環(huán)泵的銘牌流量。根據(jù) 文獻(xiàn)1中的說明“循環(huán)油泵的輸送能力至少應(yīng)比有機(jī)熱載體爐額定流量大10%， 即油泵的額定流量值應(yīng)是鍋爐

7、額定流量值的110%以上?！绷硗庠诠こ逃嬎阒?，通 常按照額定流量的1.11.2倍來選用循環(huán)泵。所以循環(huán)油泵的銘牌流量應(yīng)該按照 額定流量的1.11.2倍來選，即采用下式選?。篤 泵(LU2) Q/p - J - (C+ Cp1)/2-t2 - (C+ Cp2)/2然而在實(shí)際選泵時常會遇到這樣的情況：算出來1.11.2倍的額定循環(huán)量后，去 查泵的樣本發(fā)現(xiàn)未必有合適的泵流量在此范圍內(nèi)(常用泵流量有40、60、80、 100、160、200、260、300、340、400、500等，單位立方米/時)，這時應(yīng)當(dāng)就近 選取，前提是要保證不應(yīng)低于1.1倍的額定流量。另外由于離心導(dǎo)熱油泵的性能參數(shù)大都是以常壓

8、下的常溫水測試出來的數(shù) 據(jù)，實(shí)際使用時由于輸送的是粘性較大的導(dǎo)熱油，泵的實(shí)際流量、揚(yáng)程等都會降 低，所以需要按照輸送介質(zhì)的特性和其工作狀況進(jìn)行換算。流體粘度愈大，泵的 實(shí)際流量、揚(yáng)程等與名牌數(shù)值差異就愈大，當(dāng)輸送的導(dǎo)熱油粘度大于20mm2/s 時，就必須對泵的名牌參數(shù)進(jìn)行換算了(參見文獻(xiàn)文獻(xiàn)1第83頁)。2 循環(huán)油泵揚(yáng)程的選取關(guān)于泵揚(yáng)程的選擇，多數(shù)用戶是找設(shè)計院根據(jù)其生產(chǎn)線以及鍋爐廠家提供的 鍋爐自身的阻力情況來選擇的。少數(shù)情況是由鍋爐廠幫助用戶選取的，由于鍋爐 廠不是專業(yè)的整套導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計單位，所以難免會在計算揚(yáng)程時產(chǎn)生一些 疏漏或者不規(guī)范因素。在導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)中，計算循環(huán)油泵的揚(yáng)程時

9、要綜合考慮 由鍋爐、管線、用熱設(shè)備所組成的整個供熱系統(tǒng)的阻力損失，循環(huán)油泵的揚(yáng)程可 按下式選?。篐=1.11.2 (H1+H2+H3)式中：H泵的揚(yáng)程；H1鍋爐內(nèi)部的阻力損失；H2供、回油管線的阻力損失；H3最不利用熱設(shè)備內(nèi)部的阻力損失；其實(shí)泵在把流體從一點(diǎn)輸送到另一點(diǎn)的過程中所需要的能量包括三部分：提高 介質(zhì)的位能提高介質(zhì)的壓力能克服介質(zhì)的阻力損失。由于導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)屬 于閉式熱力循環(huán)系統(tǒng)，對于提高介質(zhì)壓力能的部分可以忽略；而在整個導(dǎo)熱油供 熱系統(tǒng)中用于提高介質(zhì)位能的部分要比克服介質(zhì)阻力損失所消耗的能量小的多 （系統(tǒng)在啟動時，泵完全能夠?qū)?dǎo)熱油打到系統(tǒng)最高點(diǎn)），并且在系統(tǒng)運(yùn)行起來 之后屬于閉

10、路循環(huán)系統(tǒng)，泵的進(jìn)、出口都在系統(tǒng)中的靜壓力作用下，所以計算時 位能的部分也不用考慮。3少數(shù)用戶對流量要求存在誤區(qū)導(dǎo)熱油爐用戶和設(shè)計院要求提供大流量的導(dǎo)熱油鍋爐，認(rèn)為大流量的鍋爐能 為用熱設(shè)備提供更充裕的熱量，并且導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)的其他用戶盲目跟風(fēng)。近來我公 司就接連遇到多家用戶的訂單，都是要求設(shè)計大循環(huán)流量的鍋爐，其中某用戶需 要600萬大卡/時的導(dǎo)熱油鍋爐卻要求800立方米/時的流量的泵。通常600萬大 卡/時的導(dǎo)熱油鍋爐按照供、回油40C的溫差計算，額定流量大概在280立方米/ 時左右（2臺流量160立方米/時，功率45KW的泵就能滿足要求）就能夠滿足 用熱需要。而使用800立方米/時（使用兩臺

11、400立方米/時，132KW的泵）的流 量推算出供、回油僅有10C左右的溫差，這種“大流量、小溫差”的運(yùn)行方式 直接后果就是導(dǎo)致電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。假定一年按照300天運(yùn)行，將會多耗用電能 300天*24小時/天* （2*132KW2*45 KW） =125.28萬千瓦時，按照0.7元每千 瓦時的工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)來計算，僅循環(huán)油泵一年就要耗費(fèi)87.696萬元。這還未計 算泵的初期投資費(fèi)用，市場上大流量的泵要比小流量的泵價格高很多。4結(jié)語選擇合適的循環(huán)油泵，不但能滿足系統(tǒng)的用熱需求，也能達(dá)到節(jié)能的目的， 還有利于延長導(dǎo)熱油和鍋爐的使用壽命，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。所以用戶一 定不要自己隨便選用、換用循環(huán)油泵，而要通過有經(jīng)驗(yàn)有資質(zhì)的正規(guī)廠家、設(shè)計