全预混冷凝锅炉系统配套之水泵

近年来，全预混冷凝锅炉以热效率高、烟气氮氧化物浓度低、符合国家环保节能政策等优势，迅速取代传统钢制锅炉成为采暖市场宠儿。全预混冷凝炉一般单机功率不大，可以单机使用，也可以多台模块组合使用，方便灵活且具有普通钢制锅炉不可比拟的优势。但是，全预混冷凝炉的优势要通过配置合理的辅机设备才能表现出来。

热水锅炉采暖系统是以管网循环回路为主要供暖通道，循环水泵作为热水采暖系统中的驱动装置，其工作效率与工作状态决定了整个热水采暖系统的工作成效。科学正确地选择循环水泵，保障热水采暖系统的安全稳定，对于热水采暖系统的有效运行相当重要。而全预混冷凝炉多是以常压热水运行，要遵循一般常压锅炉供暖系统对循环水泵的要求，也有其不同的一面。
本文就热水采暖系统中循环水泵的选型及全预混冷凝炉配套的水泵（热水循环泵和系统补水泵）应注意的事项发表一下浅见。

一、热水循环泵
热水循环泵的专业名词解释是：为循环使用的热载体提供稳定压力及流速的机械设备。简单说热水循环泵的目的就是把锅炉（热源）产生的热水输送到用热末端。热水循环泵的两个主要技术指标为流量和扬程。
1、热水循环泵流量
计算公式：G=1.1G′

式中：
G—循环水泵的质量流量，单位为kg/h，1.1为安全储量；
G′—系统流量计算值，单位为kg/h；R—热损失系数，一般取1.05～1.1；F—采暖系统所需热量，也就是热水锅炉或者热交换器所产生的热量，单位为kcal/h；C—水的比热，单位为kcal•；
T1—系统回水水温，单位为；
T2—热水锅炉或者热交换器出口水温，单位为；
G0—旁通流量，单位为kg/h，当不设旁通管时，G0=0。

2、热水循环泵扬程（封闭式系统）
计算公式：
H=1.1～1.2(H锅+H系+H网)
式中：
H—循环水泵扬程，单位为mH2O，1.1～1.2为安全储量；
H锅—锅炉或者热交换器内部压力损失，单位为mH2O；H系—用户系统的压力损失，单位为mH2O；
H网—系统供水干管的压力损失，单位为mH2O。
上述三项热损失可应用局部损失、沿程损失的公式精确计算。对于（0.7～7）MW，即（60～600）*104kcal/h的热水锅炉或者热交换器可用估算的方法，H锅一般不超过10mH2O，H系一般为0.8mH2O～1mH2O，H网一般为去回长度（m）*5%～7%，单位为mH2O。

二、系统补水泵
补水泵的作用是补充系统的失水，保持定压点的压力，其补水量应根据供热系统失水量来确定，而扬程（H）不应小于最高补水点的压力加3mH2O～5mH2O。
其公式为：
H=H1+H2-b+(3～5)m
式中：
H1为补水定压点压力值，单位m；
H2为水泵吸、出压口压力损失，单位m；
b为补水箱比补水点高出的距离，单位m。
流量一般按循环量的3%～8%来确定，小型供暖系统补水可采用自来水直接补水，无需补水泵。

三、在选择循环泵和补水泵时应注意以下几点：
1、水泵的G-H曲线应平缓，且工作点位于最佳或接近最佳工作点，以保证水泵的高效率工作。
2、循环泵尽可能一台运行，一台备用。若两台以上运行时，泵的效率将下降。
3、热水热力网采用分阶段改变流量时，循环水泵不应少于3台，其流量、扬程不宜相同。
4、在封闭式供暖系统中，建筑物高低与循环水泵扬程没有直接关系，切不可以按楼层的高低选择热水循环泵的扬程。
5、在常压锅炉使用启闭阀，系统有压运行时，热水循环泵的扬程要高于最高补水点的压力加3mH2O～5mH2O。
6、补水泵的流量过大，将使补水泵频繁启动；流量过小则无法及时补水。扬程过大易产生不安全隐患，补水泵最好采用变频调速电控系统控制。
7、补水点最好选在循环水泵的吸口处，补水点就是系统的定压点。
8、用户或者设计院为了让循环水泵节电运行，针对大功率水泵进行变频器的配备，采用循环水泵变速运行。
实验数据表明，在节电运行方面，基于同一循环水泵的运行下，变频器的配备，可以调节其转速，产生不同的流量与扬程、功率与效率，但由于流量与转速比一次方的关系是成正比，而扬程与转速比二次方也是成正比，此种情况下，其产生的效率是不尽相同的。从这一点来说，循环水泵的变速运行对于节电效率这一块表现不明显。

四、全预混冷凝炉的技术特性和结构特性对水泵的要求

1、热水循环泵和系统补水泵的防爆要求
全预混冷凝炉的燃料一般为天然气，锅炉房一旦发生燃气泄露就会很危险，所以有些地区的供气企业或者消防部门对锅炉房内的电器都有防爆要求。对于水泵而言，当水泵和锅炉设备在同一个锅炉间时，要求水泵必须是防爆水泵。当有单独的辅助间放置水泵时，才可以使用普通水泵。

2、热水循环泵的配置
因为全预混冷凝炉结构的特殊性，一般炉体不承压，对热媒水质要求高，所以锅炉生产厂家大多要求在热水系统中（包括采暖和生产生活热水）增加热交换器（一般用平板式热交换器），以保护全预混冷凝炉炉体。
增加板换对全预混冷凝炉本体及运行固然好，但是会增加设备投资成本和水泵运转耗电费用，对于小型供暖系统而言有过度配置之嫌。在实际锅炉安装使用过程中，我们的经验是：生产生活热水时，全预混冷凝炉必须通过热交换器获得热水，否则水垢会在冷凝炉炉体水路表面累积，造成传热能力下降，进而损害炉体结构。供暖用时，热功率不超过700kW的全预混冷凝炉因为系统水量较小，可以不用热交换器而直接供暖；热功率超过700kW的全预混冷凝炉因为系统水量大，需要增加热交换器以保护冷凝炉炉体，来实现供暖（关于板换和热媒水质下次讨论）。
当全预混冷凝炉不经过板换直接供热时，只需使用一组热水循环泵（一般2台，1备1用）。当全预混冷凝炉经过板换间接供热时，就需要有两组热水循环泵：一次侧热水循环泵和二次侧热水循环泵（板换与锅炉间为一次侧，板换与系统末端间为二次侧）。

3、循环水泵与锅炉联动
为了防止全预混冷凝炉炉体局部过热，一定要设置循环水泵与锅炉联动控制，如果循环水泵不启动，锅炉就不能启动。

总结
常压热水锅炉供暖系统，水泵是不可或缺的主要辅机设备，要针对锅炉产品本身的特点，还要结合采暖系统的特点进行选型，做到科学使用，才能够保证采暖系统整体高效、安全的运行，取得良好的经济效益和社会效益。