淺談熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)變頻運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能

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1、淺談熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)變頻運(yùn)行調(diào)節(jié)與節(jié)能摘要：伴隨科技高速度發(fā)展的是地球的溫室效應(yīng)和環(huán)境污染。環(huán)境資源的過(guò)度開發(fā)、能源的浪費(fèi)，使人類的生存環(huán)境轉(zhuǎn)差。節(jié)能減排和低碳生活己經(jīng)成為人們H益關(guān)心的問(wèn)題和努力的方向。本文通過(guò)實(shí)例，重點(diǎn)介紹熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)方法及變頻技術(shù)在節(jié)電中的運(yùn)用。關(guān)鍵詞：供熱系統(tǒng)變頻技術(shù)節(jié)電改造2008年始，國(guó)家在加快淘汰落后生產(chǎn)能力，全面實(shí)施節(jié)能減排重點(diǎn)工程，突出搞好重點(diǎn)企業(yè)節(jié)能減排，推進(jìn)節(jié)能減排科技進(jìn)步方面加大力度。我們的供熱企業(yè)成為節(jié)能減排工作的重點(diǎn)。在最早的城市集中熱水供熱系統(tǒng)中，通常使用的熱

2、水循環(huán)系統(tǒng)是定流量循環(huán)系統(tǒng)，而無(wú)論末端負(fù)荷需求冇怎樣的變化，循環(huán)流量始終維持恒足。冬季，極端寒冷天氣的天數(shù)是有限的，而采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則必須保證在極端寒冷的氣候條件下熱用戶的舒適溫度。因此，在初、末寒等絕大多數(shù)的時(shí)間里，循環(huán)水泵的水系統(tǒng)處于大流量、小溫差運(yùn)行工況，水泵運(yùn)行效率低、熱量輸送效率低。如果能夠根據(jù)建筑物內(nèi)的實(shí)際熱負(fù)荷需求來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整循壞泵的流量，既能保證建筑物內(nèi)的舒適溫度，避免由于外界溫度變化造成室內(nèi)的溫度波動(dòng)，又能有效地節(jié)省大量的電能。此外，對(duì)于純辦公樓類型的建筑物，深夜往往沒(méi)有人員辦公，如果在無(wú)人辦公

3、的時(shí)間內(nèi)適度降低供暖量，將能在保證基木溫度需求的前提下，節(jié)省大量的電能和熱能。一、熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)方法在城市集中熱水供熱系統(tǒng)中，供暖熱負(fù)荷是系統(tǒng)的最主要的熱負(fù)荷，甚至是唯一的熱負(fù)荷。因此，在供熱系統(tǒng)屮，通常按照供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱（暖）調(diào)節(jié)的日的，在于使供暖用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止供暖熱用戶出現(xiàn)室溫過(guò)高或過(guò)低。根據(jù)供熱調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同，供熱調(diào)節(jié)分為集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個(gè)體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。集屮調(diào)節(jié)在熱源處進(jìn)行調(diào)節(jié)，局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶入口

4、處調(diào)節(jié)，而個(gè)體調(diào)節(jié)直接在散熱設(shè)備處進(jìn)行調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)容易實(shí)施，運(yùn)行管理方便，是最主要的供熱調(diào)節(jié)方法。但即使對(duì)只有單一供暖負(fù)荷的供暖系統(tǒng)，也往往需要對(duì)個(gè)別熱力站或用戶進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，調(diào)整用戶的用熱量。集屮供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有下列幾種：質(zhì)調(diào)節(jié)，即改變網(wǎng)路的供水溫度；分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；間歇調(diào)節(jié)，即改變每天供暖小時(shí)數(shù)；質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)，即同時(shí)改變網(wǎng)路供水溫度和流量，進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)。二、變頻技術(shù)的節(jié)電原理在供暖期，用戶熱負(fù)荷隨室外溫度的變化而變化。為保證供暖質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟(jì)合理，必須對(duì)

5、供暖系統(tǒng)的運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。集中調(diào)節(jié)是供熱調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便易行和重耍的手段。當(dāng)室外溫度高于供暖室外計(jì)算溫度時(shí)，利用循環(huán)水泵的變頻調(diào)節(jié)改變熱網(wǎng)循環(huán)流量，可有效地降低供暖系統(tǒng)的輸送能耗。循環(huán)水泵變頻運(yùn)行的節(jié)能性已被業(yè)界認(rèn)可。采用正確的變頻控制策略是實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能的重要前提和基礎(chǔ)。1?變頻器的節(jié)電作用為解決換熱站資用壓頭不足的問(wèn)題，傳統(tǒng)定速泵加流量調(diào)節(jié)閥方式通過(guò)選擇合適的肚速水泵并在相應(yīng)用戶處加裝流量控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。但此種調(diào)節(jié)方式木質(zhì)上增加了用戶支路的阻力，使水泵的能耗增加，總體運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)提高，因此這種調(diào)節(jié)方式的實(shí)

6、現(xiàn)是以更多的能耗為代價(jià)的。液體管網(wǎng)系統(tǒng)的性能曲線II二SQ2（II為揚(yáng)程、S為阻抗、Q為流量）如圖1所示。1,2,3—管網(wǎng)初始狀態(tài)的性能曲線和調(diào)節(jié)后阻力增減的性能曲線；4-泵的性能曲線。當(dāng)關(guān)小管網(wǎng)中的閥門時(shí)，阻力增大，管道性能曲線變陡為曲線2,工況點(diǎn)移到B,相應(yīng)的流量由QA減至QB。當(dāng)開大管網(wǎng)中的閥門時(shí)，阻力較小，管路性能曲線變緩為曲線3,工況點(diǎn)移到C點(diǎn)，相應(yīng)流量增為QC。由于閥門關(guān)小額外增加的壓力損失為AH=HB-HDo因?yàn)樵瓉?lái)管路屮流量為QB時(shí)需耍的壓頭是HD。相應(yīng)多消耗的功率為：AP=QBAH/nBo因此

7、由丁咲小閥門增加了閥門阻力，從而額外增加了壓力損失，是不經(jīng)濟(jì)的。生產(chǎn)中，對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)常用閥門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，增加了局部阻力，電機(jī)仍舊以額定速度運(yùn)行，這時(shí)能量消耗較大。風(fēng)機(jī)?泵類通用設(shè)備的用電占電動(dòng)機(jī)用電的50%左右，那就意味著占全國(guó)用電量的30%。采用電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，比用擋板？閥門之類來(lái)調(diào)節(jié)，可節(jié)電20%?50%,如果平均按30%計(jì)算，節(jié)省的電量為全國(guó)總用電量的9%,這將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。如果用變頻器對(duì)泵類設(shè)備進(jìn)行調(diào)速控制，用變頻調(diào)速水泵取代定速水泵加調(diào)節(jié)閥的方式。變頻調(diào)速水泵可以根據(jù)流量傳

8、感器傳來(lái)的信號(hào)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)相應(yīng)流量控制，控制方式相対簡(jiǎn)單。不需要再用閥門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，將閥門開到最大，使局部阻力最小，可以很大程度上降低水泵的能耗。從以上公式可以看出，水泵的流量與水泵的轉(zhuǎn)速的一次方成正比；揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；輸入功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。由此可見(jiàn)，降低轉(zhuǎn)速減小流量時(shí)，所消耗的功率將大大降低。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速分別降到原速的90%和80%時(shí)，流量也隨之降低到原來(lái)的90