供熱系統(tǒng)換熱站中的變頻調(diào)速控制

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1、供熱系統(tǒng)換熱站中的變頻調(diào)速控制（克拉瑪依市獨(dú)山子華茂實(shí)業(yè)建筑安裝公司833699）摘要：現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)工藝對交流調(diào)速傳動(dòng)要求越來越廣泛，同時(shí)生產(chǎn)過程中節(jié)能控制也需要進(jìn)行變頻調(diào)速。變頻器以絕緣柵雙極性晶體管作為主開關(guān)器件,采用微處理器和大規(guī)模集成電路控制，具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行效率高且具有多種外部接口，與可編程控制器或者計(jì)算機(jī)通訊，能夠完成各種自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，滿足工業(yè)現(xiàn)場調(diào)速控制的需要，變頻器已成為交流調(diào)速傳動(dòng)的主流，在供熱系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)速控制的換熱站中得到了廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速頻率電動(dòng)機(jī)變頻器調(diào)速1前言我岡丙北地區(qū)的每年冬季供暖期約占全年總天數(shù)的

2、1/2,供暖期間系統(tǒng)運(yùn)行要消耗大量的煤炭、天然氣、電、水等資源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)保與節(jié)能要求越來越高，我國城市己大量采用集中供熱方式。為保證供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行,提高供熱的效率，降低各種能耗成木及熱量損失，同時(shí)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、合理分配熱量，必須采用一系列的檢測計(jì)量及調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。2換熱站主要工藝流程換熱站主要設(shè)備有：換熱器（板式或管殼式）、循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、水箱、除污器、測量儀表、各類控制閥門等。一、二次網(wǎng)通過換熱器進(jìn)行逆流換熱，自換熱站出來的二次網(wǎng)高溫采暖水去區(qū)域內(nèi)公用及民用建筑采暖，返回?fù)Q熱站的二次網(wǎng)低溫?zé)崴?jīng)循環(huán)泵送至換熱

3、器換熱后溫度升高，再外送采暖以此循環(huán)反復(fù)。釆暖熱水循環(huán)時(shí)系統(tǒng)存在一定量的水損失，為了保持循環(huán)水量，換熱系統(tǒng)中設(shè)有自動(dòng)補(bǔ)水設(shè)施，補(bǔ)水采用軟化水，循環(huán)泵入口總線設(shè)有補(bǔ)水線，根據(jù)回水壓力調(diào)節(jié)變頻補(bǔ)水泵的頻率，當(dāng)冋水壓力小于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，變頻補(bǔ)水泵工作向系統(tǒng)補(bǔ)充新水。3換熱系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制3.1二次網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)換熱站基本控制方法就是確保二次網(wǎng)出水有一個(gè)恒定的設(shè)定溫度，控制元件是一次網(wǎng)出水的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，該閥門控制換熱器的一次網(wǎng)供水流量。將預(yù)設(shè)定溫度作為給定值，二次網(wǎng)供水線的溫度變送器的溫度信號作為反饋值，閥門的開度作為輸出值，保證二次網(wǎng)供水溫度的恒定。預(yù)設(shè)溫度根據(jù)室外溫度和

4、換熱站給定值計(jì)算得出，每個(gè)換熱站均在室外安裝了室外溫度傳感器，通過公式計(jì)算得出當(dāng)前預(yù)設(shè)定溫度，這個(gè)設(shè)定點(diǎn)是隨著室外溫度的變化和換熱站給定值而改變。3.2二次網(wǎng)供水流量調(diào)節(jié)建筑物采暖的室內(nèi)溫度不僅與二次網(wǎng)出水溫度有關(guān)，還與供水流量奮密切關(guān)系。當(dāng)溫度設(shè)定值達(dá)到上限，單純調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供水流量已無法滿足要求吋，通過調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供水流量，加快系統(tǒng)二次網(wǎng)循環(huán)、減小出口與進(jìn)口溫度差，能夠補(bǔ)償室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。循環(huán)泵的出U流量調(diào)節(jié)采用電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速開環(huán)控制，分階段改變流量的調(diào)節(jié)，在不同的室外溫度階段調(diào)整循環(huán)泵的輸出功率及運(yùn)行臺數(shù)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍v史氣溫及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氣溫在0°C以上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為

5、額定轉(zhuǎn)速的80%;氣溫在-I5°c?o°c吋，兩臺循環(huán)泵運(yùn)行，其中一臺滿負(fù)荷運(yùn)行另一臺為額定轉(zhuǎn)速的50%;氣溫在-15°C以下吋，兩臺循環(huán)泵均滿負(fù)荷運(yùn)行。通過對電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，既達(dá)到了補(bǔ)償室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)作用，而且又實(shí)現(xiàn)整個(gè)供熱系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行0的。對于驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵的大容量電動(dòng)機(jī)，采用變頻調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)開泵、停泵的軟起動(dòng)和軟停車，減少較大的起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊，水錘作用對系統(tǒng)管網(wǎng)的損害。3.3二次網(wǎng)冋水壓力控制為了保持熱網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，二次網(wǎng)補(bǔ)水系統(tǒng)還應(yīng)保持一定的水壓即保持系統(tǒng)恒壓點(diǎn)的壓力穩(wěn)定，通過循環(huán)泵入口的壓力變送器的冋水壓力作為反饋值,采用補(bǔ)水泵電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速閉環(huán)控制補(bǔ)

6、水泵轉(zhuǎn)速，從而改變系統(tǒng)補(bǔ)水量，維持供水系統(tǒng)壓力恒定。4變頻調(diào)速的基本原理4.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子側(cè)的電流不從外部引入，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，故而具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、里量輕、價(jià)格低廉、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)過程中對調(diào)速的要求越來越高。對于籠形異步電動(dòng)機(jī)，要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，只有通過改變冋步轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)的定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速nO稱為同步轉(zhuǎn)速，n0=60（f-電流的頻率，p-旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)）。由此可知，調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速的途徑有兩種:1、改變磁極對數(shù)p定子磁場的磁極對數(shù)取決于定子繞組的結(jié)構(gòu)，改變p必須將

7、定子繞組繞制為可以換接成兩種磁極對數(shù)的特殊形式。這種調(diào)速方法為有級的iL級數(shù)少，調(diào)速平滑性較差，降低了電動(dòng)機(jī)的效率。2、調(diào)節(jié)電源頻率f變頻調(diào)速就是改變電源頻率，這種調(diào)速方法調(diào)速范圍廣，穩(wěn)定性和平滑性較好、機(jī)械特性較硬（即加上額定負(fù)載轉(zhuǎn)速下降很少），屬于無級調(diào)速。4.2電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速由變頻器來完成，變頻器輸入端為工頻5OHz的三相或單相交流電，輸出端是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（多數(shù)為0?400Hz）的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。當(dāng)頻率f連續(xù)可調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速nO也連續(xù)可調(diào)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nM總是比同步轉(zhuǎn)速nO略低一?些，所以當(dāng)nO連續(xù)可調(diào)吋，nM也連續(xù)可