資源描述:
《換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng).docx》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、換熱站的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)時間:2011-05-0420:20:00來源:作者:1概述為節(jié)省能源,減少城市污染,在冬季,充分利用火力發(fā)電廠蒸汽輪機發(fā)電后的余熱,可對北方城市集中供熱。這種供熱的過程是,從發(fā)電廠送出來的熱水,到城市中的換熱站經(jīng)過熱交換器后,一次供水熱水溫度從90益左右,下降到60益左右,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,在熱交換器中進行熱交換,然后流回換熱站,進入換熱站熱交換器的二次回水溫度有50益左右,二次供水溫度60益左右。陜西寶雞有許多這樣的換熱站,大部分換熱站設備比較簡
2、單,一般由數(shù)臺熱交換器,幾臺泵組成的循環(huán)泵組和一臺補水泵構成。而這些換熱站的循環(huán)泵和補水泵因為采用人工開、關閥門控制流量,所以使管路的阻尼增大,從而造成電能浪費。隨著變頻技術的發(fā)展,采用變頻器對老舊換熱站進行技術改造,實現(xiàn)自動控制已經(jīng)被越來越多的供暖中心所接受。2換熱站的變頻調(diào)速控制陜西寶雞一換熱站由4臺熱交換器,4臺37kW的管道泵組成的循環(huán)泵組,1臺3.7kW的補水泵組成。陜西寶雞熱力公司在2003年至2004年對換熱站實施了自動化改造,循環(huán)泵和補水泵用變頻調(diào)節(jié),整個供熱系統(tǒng)用計算機進行監(jiān)控,實現(xiàn)了換熱站無人值守。
3、2.1補水泵變頻調(diào)速控制供熱時,熱水通過循環(huán)泵在供熱系統(tǒng)中運行,管道、閥門的泄漏會引起循環(huán)水的水壓降低,如不及時補水,會造成供熱系統(tǒng)運行不正常。補水泵的變頻泵補水方式比較簡單,設定系統(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)上壓力的變化經(jīng)壓力變送器變換為4耀20mA的信號反饋到變頻器的PI調(diào)節(jié)器的輸入端。變頻器的給定值設置為4kg。當供熱系統(tǒng)的壓力低于4kg時,變頻器的輸出頻率上升開始補水;達到4kg時,反饋信號與給定信號基本相等,變頻器輸出頻率下降停止補水。本例選用1臺森蘭變頻器BT12S3.7
4、kW,壓力變送器選用森納斯DG130WBZ-A1MPa,變頻調(diào)速補水系統(tǒng)如圖1所示。2.2循環(huán)泵的變頻調(diào)速控制相對于補水泵的控制,對循環(huán)泵的控制要復雜一些。供熱系統(tǒng)的最終目標是保持熱用戶的室內(nèi)溫度穩(wěn)定,但由于熱用戶沒有室溫調(diào)節(jié)器,且對眾多的熱用戶的室溫不可能形成閉環(huán)控制。為做到經(jīng)濟運行又保證供熱質(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,根據(jù)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。式(2)為二次供水溫度給定值的計算方法。由式(2)確定的t2g能跟蹤室外溫度tw
5、的變化,使熱用戶室內(nèi)溫度不受tw變化的影響,最終實現(xiàn)穩(wěn)定供熱。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,還應相應地調(diào)整循環(huán)水的流量G,避免產(chǎn)生上部室溫嚴重偏高,下部室溫嚴重偏低的“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,與二次回水流量有關,還與環(huán)境溫度有關。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
6、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水與回水的溫差來控制循環(huán)泵變頻器的轉(zhuǎn)速,設定二次進水與回水的溫差為12益。當二次進水與回水的溫差躍12益時,循環(huán)泵變頻器加速,循環(huán)水的流量G增加;當二次進水與回水的溫差約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)水不能供應給最高層的用戶。因此,在溫
7、差控制的基礎上根據(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)對溫差的目標值進行適當?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。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50Hz時,循環(huán)水流量達不到給定要求,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
8、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