換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)

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1、換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)Variable-FrequencySpeed-controlSystemforHeat-exchangeStation（希望森蘭變頻器制造公司四川成都6100225）杜俊明彭海宇摘　要：本文介紹了城市集中供熱換熱站的補(bǔ)水泵和循環(huán)泵的變頻調(diào)速方式，并用實(shí)例說明控制方法和計(jì)算出節(jié)能率。Abstract:Thisarticleillustratesthevariable-frequencyspeed-controlprincipleforthewater-refillingpumpandcircu

2、latingpumpswhichareusedintheheat-exchangestationoftheurbancentralizedheatsupplysystem.Theamountofenergysavingisalsocalculated.關(guān)鍵詞：補(bǔ)水泵；循環(huán)水泵；變頻調(diào)速；節(jié)能。KeyWords:Water-refillingpump,Circulatingpump,Variable-frequencyspeed-control,Energysaving一.引言為節(jié)省能源，減少城市污染，充分利用火力發(fā)電

3、廠蒸汽輪機(jī)發(fā)電后的余熱，在冬季對(duì)北方城市集中供熱。其供熱的方法是，從發(fā)電廠送出來的熱水，到城市中的換熱站時(shí)，一次供水熱水溫度有90多度，經(jīng)過熱交換器后，一次回水熱水的溫度下降到60多度，然后再流回發(fā)電廠。送到城市居民家中的熱水，流過各用戶的熱交換器，在熱交換器中進(jìn)行熱交換，然后流回?fù)Q熱站，進(jìn)入換熱站熱交換器的二次回水溫度有50多度，二次供水溫度60多度。陜西寶雞有許多這樣的換熱站，換熱站設(shè)備比較簡(jiǎn)單，由數(shù)臺(tái)熱交換器，幾臺(tái)泵組成的循環(huán)泵組，一臺(tái)補(bǔ)水泵構(gòu)成。其中有一換熱站有四臺(tái)熱交換器，四臺(tái)37KW的管道泵組成的循環(huán)泵組

4、，一臺(tái)3.7KW的補(bǔ)水泵。循環(huán)泵和補(bǔ)水泵采用人工開、關(guān)閥門控制流量，使管路的阻尼增大而造成電能浪費(fèi)。二.換熱站的變頻調(diào)速控制1.補(bǔ)水泵變頻調(diào)速控制為更進(jìn)一步的節(jié)能，陜西寶雞熱力公司在2003年至2004年對(duì)換熱站實(shí)施了自動(dòng)化改造，循環(huán)泵和補(bǔ)水泵用變頻調(diào)節(jié)，整個(gè)城市供熱系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了換熱站無人值守。通過循環(huán)泵使熱水在供熱系統(tǒng)中運(yùn)行，管道、閥門的泄漏引起循環(huán)水的水壓降低，如不及時(shí)補(bǔ)水，會(huì)造成供熱系統(tǒng)運(yùn)行不正常。補(bǔ)水泵的變頻泵補(bǔ)水方式比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)內(nèi)熱水的水壓為0.4MPa，將壓力變送器安裝在回水主管上，管網(wǎng)

5、上壓力的變化經(jīng)壓力變送器變換為4～20mA信號(hào)反饋到變頻器的PI調(diào)節(jié)器的輸入端。變頻器的給定值設(shè)置為4Kg。當(dāng)供熱系統(tǒng)的壓力低于4Kg時(shí)，變頻器的輸出頻率上升開始補(bǔ)水；達(dá)到4Kg時(shí)，反饋信號(hào)與給定信號(hào)基本相等，變頻器輸出頻率下降停止補(bǔ)水。本例選用一臺(tái)森蘭BT12S3.7KW變頻器，選用森納斯DG130W-BZ-A1MPa壓力變送器，變頻調(diào)速補(bǔ)水系統(tǒng)如圖1所示：變頻器補(bǔ)水泵壓力變送器主管網(wǎng)給定圖1　變頻調(diào)速補(bǔ)水系統(tǒng)原理圖2.循環(huán)泵的變頻調(diào)速控制循環(huán)泵的控制相對(duì)于補(bǔ)水泵的控制要復(fù)雜一些。供熱系統(tǒng)的最終目標(biāo)是保持熱用戶的室

6、內(nèi)溫度的穩(wěn)定，但由于熱用戶沒有室溫調(diào)節(jié)器，且對(duì)眾多的熱用戶的室溫不可能形成閉環(huán)控制。為做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行又保證供熱質(zhì)量，最有效的方法是控制換熱站的二次供水溫度。穩(wěn)態(tài)條件下系統(tǒng)的供熱量，散熱器的散熱量及用戶的耗熱量相等的規(guī)律，可得到穩(wěn)態(tài)條件下的二次供水溫度：（1）式中：對(duì)（1）式進(jìn)行修正并考慮到室內(nèi)溫度、二次管網(wǎng)實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量之比和回水溫度近似為常數(shù)，則（2）式中:a、b、c為管網(wǎng)所處地區(qū)氣象的有關(guān)參數(shù)式（2）為二次供水溫度給定值的計(jì)算方法。由（2）式確定的能跟蹤室外溫度的變化，使熱用戶室內(nèi)溫度不受變化的影響，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供

7、熱。由于熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)采用的都是上供下回式單管供熱方式，從供熱理論可知，單管供熱最佳調(diào)節(jié)方式應(yīng)為溫度和流量的綜合調(diào)節(jié)。由（1）式可見，隨著室外溫度的變化，不但要及時(shí)地調(diào)整二次供水溫度，還應(yīng)相應(yīng)地調(diào)整循環(huán)水的流量G，避免產(chǎn)生上部室溫嚴(yán)重偏高，下部室溫嚴(yán)重偏低的“垂直失調(diào)”現(xiàn)象。二次供水的水溫與一次供水的溫度和流量有關(guān)，與二次回水流量有關(guān)，還與環(huán)境溫度有關(guān)。一般來說，在這些因素中，一次供水的溫度和流量在換熱站不作調(diào)節(jié)，能夠調(diào)節(jié)就是循環(huán)水的流量G。二次供水溫度自動(dòng)化系統(tǒng)控制的控制策略是這樣的，如果二次供水溫度低，循環(huán)水

8、的流量G增加；反之，如果二次供水溫度高，循環(huán)水的流量G減少。但這里沒有考慮到環(huán)境溫度變化的影響，如果室外溫度改變，要使室內(nèi)的溫度基本恒定，一種控制策略是用二次進(jìn)水與回水的溫差來控制循環(huán)泵變頻器的轉(zhuǎn)速，設(shè)定二次進(jìn)水與回水的溫差為12。當(dāng)二次進(jìn)水與回水的溫差大于12時(shí)，循環(huán)泵變頻器加速，循環(huán)水的流量G增加；當(dāng)二次進(jìn)水與回水的溫差小于12時(shí)，循環(huán)泵變