變頻調(diào)速在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用

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1、變頻調(diào)速在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用　　【摘要】介紹變頻調(diào)速節(jié)能的原理，重點(diǎn)介紹變頻調(diào)速在供暖系統(tǒng)中補(bǔ)水和循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用。【關(guān)鍵詞】變頻器；變頻調(diào)速；節(jié)能一、概述目前，我國(guó)能源浪費(fèi)已是非常嚴(yán)重，是世界上第二大能源消耗國(guó)，其中采暖能耗特別是電耗占有相當(dāng)大的比例。近年來(lái)，隨著高層建筑日漸增多和供熱面積不斷擴(kuò)大，區(qū)域供熱負(fù)荷不斷增加，對(duì)供熱系統(tǒng)提出了新的要求。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)品價(jià)格大幅度降低，為變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于供熱系統(tǒng)提供了條件；全國(guó)各地為爭(zhēng)創(chuàng)“全國(guó)文明城市”也為變頻技術(shù)應(yīng)用于供熱系統(tǒng)提供了動(dòng)力。什么叫變頻調(diào)速技術(shù)，它是一種以改變電機(jī)頻率和改變電壓

2、來(lái)達(dá)到電機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)，它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其它交流電機(jī)調(diào)速方式，乃至直流電機(jī)調(diào)速，而成為電氣傳動(dòng)的中樞。1、為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富裕量。當(dāng)電機(jī)不能在滿(mǎn)負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小時(shí)，通過(guò)降低泵和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿(mǎn)足要求。62、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能：無(wú)功功率不但增加線(xiàn)損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線(xiàn)路當(dāng)中，設(shè)備使用效率降低，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置

3、后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無(wú)功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。3、軟啟動(dòng)節(jié)能：電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)，對(duì)擋板和閥門(mén)的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能，使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，最大值也超不過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維修費(fèi)用。4、變頻器節(jié)能效果：風(fēng)機(jī)、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即隨著轉(zhuǎn)速的下降，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成比例減小，而具有節(jié)能控制功能的變頻器設(shè)計(jì)有專(zhuān)用f/V模式，

4、這種模式可改善電動(dòng)機(jī)和變頻器的效率，根據(jù)負(fù)載電流自動(dòng)降低變頻器輸出電壓，從而達(dá)到節(jié)能目的。二、變頻調(diào)速在補(bǔ)水系統(tǒng)中的應(yīng)用6在熱水循環(huán)采暖系統(tǒng)中，由于管路、閥門(mén)有泄漏及正常的排污，會(huì)造成水的損耗，引起管網(wǎng)壓力下降，為了保持管網(wǎng)壓力，使系統(tǒng)正常循環(huán)，補(bǔ)水泵就是必不可少的設(shè)備。過(guò)去老設(shè)備補(bǔ)水控制用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，用電接點(diǎn)壓力表控制繼電器，壓力低時(shí)啟動(dòng)補(bǔ)水泵，壓力高時(shí)停止補(bǔ)水泵。此種控制有很多缺點(diǎn)：1、壓力不穩(wěn)，因水泵是間斷補(bǔ)水，整個(gè)管網(wǎng)的壓力就在設(shè)定的高壓力和低壓力之間反復(fù)波動(dòng)；2、水泵的頻繁啟動(dòng)，對(duì)管路和水泵等設(shè)備造成了沖擊，不但使水

5、泵的密封件很快泄漏，軸承壽命縮短，還容易引起單向止回閥門(mén)失靈，使補(bǔ)水倒流；3、電接點(diǎn)壓力表易損壞，因壓力不穩(wěn)，儀表震動(dòng)及上下限觸點(diǎn)頻繁接通、斷開(kāi)，使觸點(diǎn)粘連或接觸不良，造成控制失效，引起管網(wǎng)壓力超高和過(guò)低，給安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。4、控制功能簡(jiǎn)單，兩臺(tái)補(bǔ)水泵只能有一臺(tái)受壓力控制，當(dāng)采暖初期或者運(yùn)行時(shí)失水過(guò)多，需要向管網(wǎng)大量補(bǔ)水時(shí)，都要手動(dòng)啟動(dòng)另一臺(tái)泵，當(dāng)壓力升高時(shí)，還要手動(dòng)停止，使用很不方便。6隨著科技技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速的日漸成熟，變頻調(diào)速在供暖補(bǔ)水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用；我公司自2010年開(kāi)始引入了由可編程控制器（PLC）、變頻器、恒壓供水控制器和壓

6、力變送器等組成的變頻恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)；控制原理圖如圖一所示本系統(tǒng)可分為“就地”、“遠(yuǎn)程”兩種控制方式，在“就地”時(shí)通過(guò)恒壓供水控制器的PID調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，達(dá)到恒壓供水目的，具體壓力值可在控制器上設(shè)置。當(dāng)系統(tǒng)處于“遠(yuǎn)程”控制模式時(shí)，通過(guò)與PLC相連的觸摸屏設(shè)置供水壓力，靠PLC輸出的4～20mA電流信號(hào)控制變頻器的頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。PLC控制器還可以實(shí)時(shí)采集變頻器和電機(jī)以及其他測(cè)點(diǎn)信號(hào)，通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)，值班人員可隨時(shí)了解到換熱站的運(yùn)行狀況并可通過(guò)GPRS信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行啟動(dòng)、停止操作或者對(duì)供水壓力重新設(shè)

7、置。不但提升了供熱效果而且操作方便，節(jié)約了人力。采用變頻調(diào)速后，實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)、軟停機(jī)，對(duì)電機(jī)和水泵的沖擊都大大減小，而且由于水泵基本上是在額定轉(zhuǎn)速以下運(yùn)行，更能使設(shè)備壽命大幅延長(zhǎng)。同時(shí)水泵運(yùn)行的振動(dòng)和噪音也明顯降低。三、變頻調(diào)速在循環(huán)系統(tǒng)中的應(yīng)用循環(huán)水泵是供熱系統(tǒng)中最主要的動(dòng)力設(shè)備和耗能設(shè)備，為減少采暖系統(tǒng)的電能損耗，常規(guī)循環(huán)水泵的選擇一般按質(zhì)量-流量?jī)?yōu)化調(diào)節(jié)的分階段改變流量調(diào)節(jié)的方式配備泵組；對(duì)大型采暖系統(tǒng)，可按三個(gè)階段設(shè)置泵組，其流量分別為100%、80%和60%，揚(yáng)程為100%、64%和36%；小型采暖系統(tǒng)，可按兩個(gè)階段設(shè)置泵組，其流量分別

8、按100%和75%，揚(yáng)程為100%和51%；但當(dāng)循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)及選型不合理或不符合供熱系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況時(shí)，就需要對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要