导热油供热系统中循环油泵的选型

1、导热油供热系统中循环油泵的选型Selection of Circulating Pumpin Heat-conducting Oil Heating System摘要：针对导热油供热系统中关于循环油泵选型时在计算和认识上存在的一些误区，给 出了选型方法，并指出了只有选择合适的循环油泵才能使整个导热油供热系统经济运行。关键词：导热油炉；循环油泵；额定流量；流量计算0前言循环油泵为整个导热油供热系统提供动力，强制使导热油在系统管路中循 环，所以循环油泵是整个导热油供热系统中的关键设备。同时循环油泵也是主要 的耗电设备，一般循环油泵的用电量能占到整个导热油锅炉总电耗的60%以上。 对于循环油泵型号选

2、取的合理与否直接关系到系统能否正常运行和电耗成本的 高低。目前在很多的导热油锅炉系统的实际使用中，普遍存在循环油泵与整个管 线系统不匹配的现象，造成运行工况和设计工况严重不符。要么是循环油泵流量 太小，导致系统流量不足流速偏低，使得导热油在管内的油膜层加厚，减弱了换 热效果，直接导致有导热油的加速老化甚至最终发生结焦爆管事故；要么是循环 泵流量太大（循环油泵电机功率也就太大），造成“大流量、小温差”运行，电 耗浪费严重；还有循环油泵扬程偏小，无法保证系统内的导热油强制循环，也会 造成供热量不足、导热油氧化烧坏炉管等事故。由此可见正确合理的选择循环油 泵的参数是非常重要的。1额定温差、循环油泵流

3、量的选定与计算（1）额定供、回油温差的选定以前的资料中一般都建议供、回油的设计温差控制在20C左右，但是随着 生产发展的需要，导热油锅炉正不断向大型化发展，再选用20C的设计温差就 会使额定流量过大。为了满足受热面中的导热油流速，就要保证导热油有足够大 的流通截面积，这给导热油锅炉本体受热面的结构布置带来很大困难，尤其限制 了目前很受欢迎的快装导热油炉的发展。所以为了解决这一矛盾，近年来很多大 功率导热油炉都采用40C左右的设计温差，这就有效的把额定流量降了下来。 以往的资料中大都是建议性的说明导热油运行时的供、回油温差不宜超过40C, 而并未给出具体的理论根据。笔者通过近年来在用户现场观测观

4、察发现，导热油 的供、回油温差在N40C时长期运行并未发现有何异常现象，笔者后来查阅了大 量资料，也未发现有关于导热油在N40C温差下运行的异常记录。(2)额定流量的计算确定了温差，就可以计算额定循环量并进一步选取合适的循环油泵了。然而 现实的情况是很多运行中的循环油泵与供热系统并不匹配，也就是循环油泵选型 不合理。其原因首先是额定流量计算上的不规范，在导热油锅炉额定流量的计算 上，由于没有明确的标准计算方法，所以致使众多锅炉厂家对导热油额定流量的 计算也有多种方法，所采用的计算公式各不相同，有些是不正确的，甚至有的直 接把循环泵铭牌流量当作额定流量，反推计算流动阻力计算。目前各锅炉厂所使 用

5、的计算公式主要有以下几种：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额定流量；Q额定热功率；p 供、回油平均温度下的密度；Cp导热油的比热；Cp0导热油0C时的比热；t导热油温度。其中,下标“ 1”为额定供油温度下的参数；下标“ 2”为额定回油温度下的参数。笔者以型号为YD-340的导热油为例，采用上述四种公式计算出的额定流量 中，由公式计算的额定流量要比由公式算出的小

6、37.5%之多。由此不难看出 为什么众多的锅炉厂家计算出的的额定流量各不相同了。虽然没有相关的标准给 出明确的导热油流量的计算公式，但是在文献4第7.9条有句话是“在计算载热 量时，导热油的比热容以其实测温度下的进、出口油的比热容与在0C时的比热 容的平均值为准。”所以笔者以此为依据建议在计算导热油额定循环量时也应该 以供、回油温度下的比热与0C时的比热的平均值为准，即采用上述公式为准， 而采用其它公式计算出的流量就明显偏小了。计算出导热油的额定流量之后，才能进一步选取出循环泵的铭牌流量。根据 文献1中的说明“循环油泵的输送能力至少应比有机热载体炉额定流量大10%， 即油泵的额定流量值应是锅炉

7、额定流量值的110%以上。”另外在工程计算中，通 常按照额定流量的1.11.2倍来选用循环泵。所以循环油泵的铭牌流量应该按照 额定流量的1.11.2倍来选，即采用下式选取：V 泵(LU2) Q/p - J - (C+ Cp1)/2-t2 - (C+ Cp2)/2然而在实际选泵时常会遇到这样的情况：算出来1.11.2倍的额定循环量后，去 查泵的样本发现未必有合适的泵流量在此范围内(常用泵流量有40、60、80、 100、160、200、260、300、340、400、500等，单位立方米/时)，这时应当就近 选取，前提是要保证不应低于1.1倍的额定流量。另外由于离心导热油泵的性能参数大都是以常压

8、下的常温水测试出来的数 据，实际使用时由于输送的是粘性较大的导热油，泵的实际流量、扬程等都会降 低，所以需要按照输送介质的特性和其工作状况进行换算。流体粘度愈大，泵的 实际流量、扬程等与名牌数值差异就愈大，当输送的导热油粘度大于20mm2/s 时，就必须对泵的名牌参数进行换算了(参见文献文献1第83页)。2 循环油泵扬程的选取关于泵扬程的选择，多数用户是找设计院根据其生产线以及锅炉厂家提供的 锅炉自身的阻力情况来选择的。少数情况是由锅炉厂帮助用户选取的，由于锅炉 厂不是专业的整套导热油循环系统设计单位，所以难免会在计算扬程时产生一些 疏漏或者不规范因素。在导热油循环系统中，计算循环油泵的扬程时

9、要综合考虑 由锅炉、管线、用热设备所组成的整个供热系统的阻力损失，循环油泵的扬程可 按下式选取：H=1.11.2 (H1+H2+H3)式中：H泵的扬程；H1锅炉内部的阻力损失；H2供、回油管线的阻力损失；H3最不利用热设备内部的阻力损失；其实泵在把流体从一点输送到另一点的过程中所需要的能量包括三部分：提高 介质的位能提高介质的压力能克服介质的阻力损失。由于导热油循环系统属 于闭式热力循环系统，对于提高介质压力能的部分可以忽略；而在整个导热油供 热系统中用于提高介质位能的部分要比克服介质阻力损失所消耗的能量小的多 （系统在启动时，泵完全能够将导热油打到系统最高点），并且在系统运行起来 之后属于闭

10、路循环系统，泵的进、出口都在系统中的静压力作用下，所以计算时 位能的部分也不用考虑。3少数用户对流量要求存在误区导热油炉用户和设计院要求提供大流量的导热油锅炉，认为大流量的锅炉能 为用热设备提供更充裕的热量，并且导致行业内的其他用户盲目跟风。近来我公 司就接连遇到多家用户的订单，都是要求设计大循环流量的锅炉，其中某用户需 要600万大卡/时的导热油锅炉却要求800立方米/时的流量的泵。通常600万大 卡/时的导热油锅炉按照供、回油40C的温差计算，额定流量大概在280立方米/ 时左右（2台流量160立方米/时，功率45KW的泵就能满足要求）就能够满足 用热需要。而使用800立方米/时（使用两台

11、400立方米/时，132KW的泵）的流 量推算出供、回油仅有10C左右的温差，这种“大流量、小温差”的运行方式 直接后果就是导致电能的严重浪费。假定一年按照300天运行，将会多耗用电能 300天*24小时/天* （2*132KW2*45 KW） =125.28万千瓦时，按照0.7元每千 瓦时的工业用电标准来计算，仅循环油泵一年就要耗费87.696万元。这还未计 算泵的初期投资费用，市场上大流量的泵要比小流量的泵价格高很多。4结语选择合适的循环油泵，不但能满足系统的用热需求，也能达到节能的目的， 还有利于延长导热油和锅炉的使用寿命，从而获得良好的经济效益。所以用户一 定不要自己随便选用、换用循环油泵，而要通过有经验有资质的正规厂家、设计