換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
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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)。由式（1）可見，隨著室外溫度tw的變化，不但要及時地調(diào)整二次供水溫度t2g，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)的就是循環(huán)水的流量G。二次供水溫度自動化系統(tǒng)的控制策略是，如果二次供水溫度低，循環(huán)水的流量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益。當(dāng)二次進(jìn)水與回水的溫差躍12益時，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)水與回水的溫差約12益時，循環(huán)泵變頻器減速，循環(huán)水的流量G 減少。再考慮到循環(huán)水的流量G 較小時，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速較低，循環(huán)水不能供應(yīng)給最高層的用戶。因此，在溫差控制的基礎(chǔ)上根據(jù)熱用戶所處的高度要求的最低揚程，可以在一定范圍內(nèi)對溫差的目標(biāo)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。變頻器調(diào)速的控制信號由自動化系統(tǒng)給出。循環(huán)泵變頻調(diào)速系統(tǒng)圖如圖2 所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162114.htm
圖中，BP1 為森蘭BT12S37kW變頻器，BU 為軟起動器（自耦減壓起動器），系統(tǒng)采用循環(huán)投切方式，溫差信號送入PLC，經(jīng)過PLC 處理后，到變頻器作為調(diào)速控制信號。系統(tǒng)啟動時，電機M1變頻調(diào)速，頻率升到50 Hz時，循環(huán)水流量達(dá)不到給定要求，則電機M1 投工頻，M2變頻運行；如果循環(huán)水流量仍達(dá)不到給定要求，則電機M2投工頻，M3 變頻運行……由于某種原因，循環(huán)水流量超過給定要求，那就停止電機M1，M2……任何時候只有1臺循環(huán)泵電機在變頻運行。若只有1臺電機M3 在變頻運行，循環(huán)水流量達(dá)不到給定要求時，則電機M3 投工頻，M4變頻運行；M4 投工頻，M1 變頻運行，又到了初始狀態(tài)。電機M1~M4總是在工頻—變頻之間循環(huán)投切。BU1 用于備用，整個系統(tǒng)的運行信息由PLC 送到計算機上。
3 循環(huán)泵的節(jié)能
換熱站設(shè)計過程中過多考慮建設(shè)前、后長期供熱容量，并考慮長期運行過程中可能發(fā)生的各種問題，所以使裕量過大。實際上大多數(shù)換熱站的供熱并非一開始就達(dá)到設(shè)計的最大容量，而是隨著城市建設(shè)的發(fā)展，供熱的面積逐步達(dá)到設(shè)計容量；另一方面，設(shè)計過程中很難準(zhǔn)確地計算出供熱容量，通?？偘严到y(tǒng)的最大供熱容量作為循環(huán)泵選型的依據(jù)，但循環(huán)泵的系列是有限的，往往是選不到合適的循環(huán)泵型號就往上靠，故而使裕量進(jìn)一步增大。而在實際操作時，常用閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，這樣就增加了系統(tǒng)的阻力，耗能較大。
循環(huán)泵變頻調(diào)速后，所有的閥門開度最大，系統(tǒng)的阻力最小。根據(jù)用二次進(jìn)水與回水的溫差和熱用戶所處的高度要求的最低揚程來控制循環(huán)泵變頻器的轉(zhuǎn)速，可大大地減少循環(huán)泵的流量，當(dāng)平均流量是設(shè)計流量的80%時，節(jié)電率可按B12497《三相異步電動機經(jīng)濟(jì)運行》強制性國家標(biāo)準(zhǔn)實施監(jiān)督指南中的計算公式計算。
即節(jié)電率為
可見節(jié)約電能的效益十分可觀。
4 結(jié)語
我國是能源貧乏的國家之一，節(jié)能降耗是我們的國策。在全國各城市中集中取暖的換熱站成千上萬，如果都進(jìn)行節(jié)能改造，節(jié)約的電量不可小視。而且，既可使系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，又實現(xiàn)了無人值守，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益明顯。
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