供热二次管网循环泵配置：大温差小流量工况的参数确认

上海蓝海泵业制造有限公司在供暖季前的换热站调试中接触较多的一类问题，是二次网循环泵在大温差小流量改造之后参数与新工况不匹配。截至 2026 年 10 月的调试窗口，循环泵若仍沿用改造前的流量扬程选型或旧的控制策略，往往同时出现近端过热、远端不热与电耗偏高。本文按流量、扬程、定压、调节、选型、平衡六个环节给出参数确认口径。

整机采购环节还需按 GB 19762—2025《离心泵能效限定值及能效等级》（2026 年 3 月 1 日实施）核对能效等级，该标准中的能效限定值为强制性指标。需要注意的是，能效等级应按改造后的实际工作点评估，而不是按额定点评估，这一点在大温差小流量改造项目中容易被忽略。

一、二次网循环泵在供热系统中的作用

集中供热系统通常分为热源侧一次网与用户侧二次网，二者在换热站通过板式换热器隔离。一次网承担长距离输热，温差大、流量相对小；二次网覆盖换热站到用户建筑的庭院管网与楼内系统，温差相对小、流量相对大。二次网循环泵的作用，是克服换热站内部阻力与用户侧管网阻力，把设计流量持续送到每一个用户入口。

1. 一次网与二次网的分界

分界面在换热器的一次侧与二次侧。一次侧介质温度高、压力等级高，由热源侧或热网的泵组驱动；二次侧介质温度与压力受用户系统承压能力约束。二次网循环泵只服务二次侧，其流量由二次侧供热负荷与供回水温差决定，不应直接沿用一次网的设计流量。两个回路的水力工况相互独立，这正是大温差小流量改造可以在两侧分别推进的前提。

2. 循环泵克服的阻力构成

循环泵需要克服的阻力包括换热器二次侧阻力、换热站站内管路与阀门仪表阻力、室外庭院管网的沿程与局部阻力、楼内立管与用户系统阻力。闭式循环管网没有几何高差形成的静扬程，管网特性曲线可近似写作 H = S * Q^2，其中 S 为管网综合阻力系数。这一关系决定了流量下降时阻力按平方关系下降，是大温差小流量改造能够降低电耗的根本原因。

现场还经常把循环泵与补水泵的功能混在一起。补水泵只负责向系统补充因泄漏损失的水量并维持定压点压力，流量按系统水容量与允许泄漏率确定，数值远小于循环流量；循环泵负责维持设计循环流量。两者扬程的确定方法也不同，补水泵扬程由定压点设定压力决定，循环泵扬程由管网阻力决定，不应共用一台泵或用同一套参数选型。

• 一次网温差大流量小，二次网温差相对小流量相对大，参数不可互相套用。
• 二次网为闭式循环，泵扬程中不含几何高差形成的静扬程。
• 换热器二次侧阻力随流量的平方变化，是站内阻力的主要组成部分。
• 管网特性曲线可近似写为 H = S * Q^2，是变频调节分析的基准。
• 循环泵布置有回水侧与供水侧两种做法，回水侧布置便于把定压点靠近泵入口。

二、流量计算：按供热负荷与供回水温差

1. G = Q / (c * Δt) 的工程量纲关系

循环泵流量的基本算式来自热量平衡：Q = G * c * Δt，其中 Q 为供热负荷（kW，即 kJ/s），G 为质量流量（kg/s），c 为水的比热容（约 4.187 kJ/(kg*K)），Δt 为供回水温差（K）。换算成常用的体积流量单位后，工程上常用的简化式为 G(m3/h) 约等于 0.86 * Q(kW) / Δt(℃)。该式以水为介质、密度取 1000 kg/m3 为基准，供水温度较高导致密度明显下降时，应按实际密度对体积流量做修正。

使用该简化式时，供热负荷的取值口径同样需要明确。设计阶段通常按建筑面积热指标乘以供热面积估算，运行阶段则宜用热量表的累计热量与供回水温差反算实际负荷。分期建设的换热站还需要分别校核近期与远期两种负荷下的流量，近期负荷远低于远期时，宜用台数或变频覆盖，而不是按远期负荷直接定泵。

2. 大温差小流量改造对流量的影响

大温差小流量改造的思路，是在供热量不变的前提下增大供回水温差，从而降低循环流量。下面用一组说明性数据演算：某换热站供热负荷 7000 kW，改造前设计温差 20℃，按简化式得流量约 0.86 * 7000 / 20 = 301 m3/h；改造后温差提到 30℃，流量约 0.86 * 7000 / 30 = 200.7 m3/h，相当于改造前的约三分之二。该组数据仅用于说明计算口径，具体工程应按实测负荷与供回水温度取值。

流量下降带来的连锁效应需要一并核算。若改造前管网阻力为 28 m，流量降至 0.667 倍后，按 H 与 Q 的平方关系估算，阻力约降至 28 * 0.667^2 约等于 12.5 m；轴功率按 P 与 Q 乘以 H 成正比估算，约降至改造前的 0.667 * 0.445 约等于 0.30 倍。这说明改造后原泵的工作点会大幅右移，若不同步调整泵参数或转速，容易长期偏离高效区运行，节电效果也会打折。

• 流量算式 G 约等于 0.86 * Q / Δt 以水为介质、密度 1000 kg/m3 为基准。
• 供水温度较高时水密度下降，体积流量应按实际密度修正。
• 温差由 20℃ 提到 30℃ 时，同负荷下循环流量约降至三分之二。
• 管网阻力随流量按平方关系下降，泵工作点会明显右移。
• 改造后应按新工况重新校核高效区与电机功率，而不是沿用原选型。

三、扬程计算与裕量控制

用户资用压头的取值是扬程计算中容易被放大的一项。它的作用是保证用户入口之后的楼内系统能够形成设计循环流量，数值取决于楼内系统形式、散热器或地暖盘管阻力以及是否安装户内调节装置。资用压头取值偏大会把扬程整体抬高，取值偏小则远端楼栋流量不足。工程上通常按楼内系统的水力计算结果取值，并在楼栋入口设置调节与测量装置，用现场实测校核计算值。

1. 扬程的四部分构成

循环泵扬程通常按四部分叠加：换热站内部阻力，即换热器二次侧阻力加站内管路、阀门、除污器与热量表阻力；最不利环路阻力，即从换热站到阻力数值居前的用户入口的沿程与局部阻力之和；用户资用压头，即保证用户系统内部循环所需的剩余压头；以及裕量。前三项应由水力计算得出，不应按经验值直接取整，尤其不应按站间距粗略估算。

2. 扬程裕量层层加码的后果

常见的问题是设计、采购、施工各环节各自追加裕量，累计之后泵的额定扬程远高于实际需求。扬程偏大时，泵的工作点沿管网特性曲线右移，实际流量超过设计值，用户侧近端资用压头过剩，表现为近端过热、远端不热，同时电耗上升，阀门长期在小开度下节流并产生噪声与磨损。工程上通常把扬程裕量控制在 5% 至 10% 区间，优先用变频调节来吸收不确定性，而不是靠加大额定扬程。

• 扬程由站内阻力、最不利环路阻力、用户资用压头与裕量四部分叠加。
• 最不利环路应通过水力计算确定，不应按距离远近直接判断。
• 扬程裕量通常控制在 5% 至 10% 区间，避免各环节重复追加。
• 扬程偏大会使工作点右移，近端过热与电耗上升往往同时出现。
• 不确定性宜由变频调节吸收，而不是靠放大额定扬程吸收。

四、定压补水与静水压线

1. 定压点位置的确定

定压点是系统中压力被维持在设定值的那个位置，闭式供热管网通常以循环泵入口侧的回水母管作为定压点。定压点压力需要同时满足两项要求：系统任意点在运行时不汽化、不吸入空气；系统任意点的压力不超过设备与管件的承压上限。把定压点设在泵入口，可以使泵入口在整个运行工况区间内保持正压，避免空气从负压区渗入管网。

2. 补水泵、膨胀装置与静水压线

水受热膨胀与系统泄漏都需要在定压点得到补偿，承担这一任务的装置有高位膨胀水箱、气压罐（定压罐）与变频补水定压装置三类。补水泵的扬程应按定压点设定压力加补水管路阻力、扣除补水箱水位提供的静压后确定。静水压线是系统静止、循环泵停运时的压力线，其高度由定压点压力与几何高差决定，绘制静水压线可以直观检查高点是否出现负压、低点是否超过承压上限。

补水水质与定压方式直接影响循环泵的运行条件。二次网补水通常经过软化或加药处理，硬度与含氧量控制不当会在换热器与用户散热器内形成结垢与氧腐蚀产物，这些产物随水流进入泵体后加速口环与密封面磨损，同时抬高管网阻力系数 S。因此定压补水不只是补水量的问题，它与循环泵的长期运行工况直接相关。

五、变频调节与并联泵工况点

1. 转速变化时工况点的移动

变频调节依靠改变泵的转速来移动泵性能曲线。按泵的相似定律，流量与转速近似成正比，扬程与转速的平方近似成正比，轴功率与转速的立方近似成正比。由于闭式管网的特性曲线 H = S * Q^2 不含静扬程，转速下降之后新工作点仍落在同一条管网特性曲线上，流量与扬程同时下降，这正是二次网循环泵适合采用变频调节的原因。

与阀门节流调节相比，变频调节的优势在于不额外增加管网阻力。节流调节是把阀门关小、人为抬高管网阻力系数 S，使管网特性曲线变陡，工作点沿泵性能曲线左移，泵的输入功率下降幅度有限；变频调节是移动泵性能曲线本身，工作点沿原有管网特性曲线下移，轴功率按转速的立方关系下降。这也是大温差小流量改造通常要求同步配置变频的原因。

2. 台数控制与转速控制的配合

多台泵并联时，合成性能曲线由各台泵在同一扬程下的流量叠加得到，与管网特性曲线的交点即并联工作点。单台泵的性能曲线应当连续下降、不出现驼峰，否则并联运行时可能出现流量分配不稳定与负荷摆动。控制策略上通常先用台数覆盖负荷的粗档变化，再用转速做细调，尽量让运行中的各台泵处于相近的相对流量区间，避免一台满负荷运行而另一台几乎空转。

3. 变频运行的下限与电机散热

变频器输出频率过低时，普通异步电动机自带的同轴风扇风量随转速下降，散热能力明显减弱，长期低频运行会出现绕组温升偏高。工程上常把长期运行的下限频率控制在 25 至 30 Hz 附近，或选用变频专用电机、加装独立冷却风机，并按电机铭牌与厂家资料核对允许的频率范围。此外还应校核泵在低频下的连续运行下限流量，避免长时间在接近关死点的小流量区运行。

• 相似定律给出 Q 与 n 成正比、H 与 n^2 成正比、P 与 n^3 成正比。
• 闭式管网不含静扬程，变频后工作点沿 H = S * Q^2 曲线移动。
• 并联泵应采用连续下降的性能曲线，避免驼峰导致运行不稳定。
• 台数控制负责负荷粗档，转速控制负责细调，两者应协同配置。
• 长期运行下限频率常控制在 25 至 30 Hz 附近，低频运行需核对电机散热。

六、水泵选型：介质温度、密封与轴承冷却

1. 单级双吸离心泵与立式管道泵

换热站二次网循环泵的常见做法有两种。流量规模较大、扬程中等的场合常用单级双吸离心泵，双吸叶轮的轴向力基本平衡，检修时只需揭开泵盖即可检查转子，适合作为区域换热站的主力泵。流量较小或机房面积受限的场合常用立式管道泵，泵进出口在同一轴线上，可直接安装在管道上，占地小、安装简便，但检修需要拆卸管道或整体吊装。

2. 介质温度、密封与轴承冷却

二次网供水温度随系统形式变化，散热器系统的供水温度较高，地板辐射供暖系统的供水温度较低，选型时应按设计供回水温度给出泵的温度上限。介质温度较高时需要核对机械密封的材质与冲洗方案、轴承座的散热条件与润滑方式。常见做法包括在泵与电机之间设置带散热片的连接段或加长联轴器段、在高温部位设置隔热盘、轴承座采用油润滑或加强冷却，具体方案按厂家资料与介质温度确定。

选型阶段还应把噪声与振动要求写入技术协议。循环泵通常布置在居民区附近的换热站内，噪声控制与减振基础、进出口柔性接头的配置往往比泵本体的微小效率差异更影响运行体验。此外，应在技术协议中明确变频运行范围、允许的连续运行下限流量与电机的绝缘等级，避免现场调试阶段才发现电机不适配长期低频运行。

承压件与过流件材质的选择按介质温度与设计压力确定。二次网介质为经软化或加药处理的热水，腐蚀性通常弱于海水与化工介质，泵壳常用球墨铸铁或灰铸铁，叶轮与密封环按水质含砂与除污器配置情况选用铸铁、青铜或不锈钢。核对口径是设计压力与设计供水温度下材料的许用应力，而不是按常温清水试验的参数直接套用。

七、水力平衡与调试顺序

1. 近端过热远端不热的成因

近端过热远端不热是二次网水力失调的典型表现。靠近换热站的用户环路资用压头过剩，实际流量大于设计值，回水温度偏低而室温偏高；远端环路资用压头不足，流量小于设计值，供回水温差被拉大而室温偏低。成因包括管网未按设计做平衡调试、循环泵扬程或流量偏大、局部管段管径偏小或堵塞、立管积气形成气堵、除污器长期未清理等，实际工程中往往是多个因素叠加。

2. 平衡阀选型与调试顺序

静态平衡阀通过改变开度来设定环路的阻力系数，适用于负荷与流量相对稳定的系统；动态平衡阀包括压差控制阀与流量限制阀，可在系统压力波动时维持设定压差或限制流量上限，适合变流量系统与分户计量改造后的场景。调试通常按先粗调后细调推进：先确认各支路阀门与测点位置并排除堵塞与积气，再从最不利环路开始设定流量，逐步向近端推进，每轮调整后复测远端流量。

分户计量与户内温控装置普及之后，二次网由定流量系统转为变流量系统，管网特性曲线不再是固定不变的曲线，而是一簇随阀门开度变化的曲线。此时循环泵若仍按定流量方式运行，会出现末端阀门关小时系统总流量下降、泵工作点左移、扬程升高并抬高近端压差的问题。应对做法是以压差信号作为变频控制依据，把控制点设在最不利环路附近或按换热站进出口压差分段控制。

调试期间的测量与记录同样需要提前安排。应在各支路与典型用户入口设置压力表与测温点，有条件时配置便携式超声波流量计，用实测流量而不是阀门开度作为平衡判据。调试结果应形成书面记录，包含各环路设计流量、实测流量、阀门开度与对应供回水温度，为下一个供暖季的复核提供基准数据。

• 近端资用压头过剩、远端不足是水力失调的直接表现。
• 静态平衡阀用于设定阻力系数，适用于流量相对稳定的系统。
• 动态平衡阀维持压差或限制流量上限，适用于变流量系统。
• 调试通常从最不利环路开始，逐步向近端推进并复测远端。
• 除污器堵塞与立管积气应在平衡调试之前先行排除。

八、常见误区

误区一：按一次网参数选二次网泵。一次网温差大、流量小，二次网温差相对小、流量相对大，直接套用会得到流量严重不足或扬程明显偏离的结果。二次网循环泵必须按二次侧供热负荷与供回水温差独立计算，并单独校核最不利环路。

误区二：扬程裕量层层加码。设计、采购、施工各环节各自追加裕量之后，泵的额定扬程远高于需求，工作点右移、电耗上升、阀门节流噪声增加。裕量应集中在设计环节统一考虑，并优先通过变频调节吸收不确定性，而不是在每一环节各加一次。

误区三：变频泵长期低频运行而忽略电机散热。普通异步电动机的同轴风扇散热能力随转速下降，长期低频运行可能使绕组温升偏高。应核对允许的频率范围，必要时选用变频专用电机或加装独立冷却风机，并校核泵在低频下的连续运行下限流量。

误区四：只做初调节而不做复测。水力平衡是一个迭代过程，近端调整会改变远端的可利用压头，一轮调节之后必须复测最不利环路，否则容易把失调从近端转移到远端，表现为调试完成后不久投诉重新出现。

九、常见问题

问：二次网循环泵流量如何按供热负荷确定？

结论是按 G 约等于 0.86 * Q(kW) / Δt(℃) 计算体积流量。依据是热量平衡式 Q = G * c * Δt，取水的比热容约 4.187 kJ/(kg*K)、密度 1000 kg/m3 换算得到该简化式，供水温度较高时应按实际密度做修正。

问：大温差小流量改造后原有循环泵还能继续使用吗？

结论是需要按新工况重新校核工作点，多数情况下应调整叶轮或更换泵型。依据是流量降至改造前的约三分之二时，管网阻力按平方关系降至约 0.44 倍，原泵工作点会大幅右移并偏离高效区，偏离程度决定是调整叶轮还是整体更换。

问：二次网循环泵的扬程裕量取多少合适？

结论是通常控制在 5% 至 10% 区间。依据是扬程偏大会使工作点沿管网特性曲线右移，造成近端过热、远端不热与电耗上升，而不确定性更适合通过变频调节吸收，不应在设计、采购、施工各环节重复追加。

问：变频泵可以长期在低频下运行吗？

结论是应核对允许的频率范围，长期运行的下限频率常控制在 25 至 30 Hz 附近。依据是普通异步电动机同轴风扇的散热能力随转速下降，低频运行时绕组温升可能偏高，必要时选用变频专用电机或加装独立冷却风机。

问：二次网出现近端过热远端不热应如何处理？

结论是先排除堵塞与气堵，再按最不利环路优先的顺序做水力平衡复调。依据是近端资用压头过剩、远端不足是水力失调的直接表现，而除污器堵塞与立管积气会先于平衡问题造成同样的症状，顺序颠倒会让调试反复无效。