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1、变频器在换热站供热系统中的闭环控制作用 魏萍 济宁市东郊热电厂 摘要： 变频调速控制在换热站采暖系统中能起到很好的节能作用。关键词 变频控制 闭环系统 节能1、 引言 随着变频器的推广应用，其在集中供热行业中也越来越被广泛的用于换热站供热系统。如，补水泵、循环水泵变频控制等，其中补水泵变频控制应用较多。变频调速属于无转差损耗的高效调速方法，功率因数能达到90%以上，利用变频器不仅可以直接控制电机转速，而且在变频的同时，电源电压也可以依据负载大小相应调节，利用变频器调节转速来实现对水泵流量、压力的调节，使供热系统运行更加稳定，操作更为方便、灵活，节能效果明显。同时减少了供热系统中阀门、管件、换热
2、器、水泵等设备的维修量，设备使用寿命延长，其综合效益十分显著。2、 换热站补水泵的闭环控制系统 为了保证站内及其管网的运行水压恒定，由补水泵及时补充因流失、泄漏等原因造成的水量损失。在系统补水过程中，换热站内循环热水回水管上的压力变送器或远传压力表，监测系统回水压力。该信号传送到PI调节器，经与设定值比较后，其差值模拟量送入控制补水泵的变频器，来调节补水泵电机的转速。同时也调节了补水泵的补水流量和压力，以保证整个供回水系统内的水压恒定。 补水定压控制点的位置选择及设定值大小：定压控制点的选择，一般有两种方式。一是选在循环水泵入口处，在循环泵的入口处加装压力传感器或远传压力表，通过压力传感器或远
3、传压力表与变频器的联动调节来确定系统恒压点的确切位置；另一种方式是选在最不利环路用户的供水入口处。（1）定压控制点选在循环水泵入口处，其设定值H0为：H0=Hj+Hd+Hg+2030 (Kpa)式中：H0 为系统静压 Kpa； Hj 为整个系统最高建筑物（或最高供热管）高度 Kpa； Hd 为最高建筑物（或供热点）所处地点与换热站的地形标高差（测量高程），Kpa； Hg 相应水温的汽化压力，Kpa； 2030 为安全裕量，Kpa。 （2）压力控制点选在最不利环路用户的供水入口处，其设定值Pn为： Pn=Po+Pr+py Po：热源恒压点的压力值； Pr：在设计工况下，从n用户到热源恒压点的回水
4、干管压降； py：n用户的资用压头。在压力控制点的选择方式中，选在最远用户供水入口处利于节能，而选在循环水泵入口处便于调节。3、 换热站循环水泵的闭环控制作用 在机械循环热水采暖系统中，循环水泵是系统的核心设备，同时又是耗电量较大的设备，合理的选型既能保证系统的正常运行，也降低能耗。在换热站采暖系统中，循环水泵的功率较大，利用变频器调节其转速的节电潜力应比变频补水定压大得多，但是投资比较大。近期设计的几个换热站都是利用变频器调节循环水泵的。如市区新世纪花园换热站等，虽然建设投资比较大，但是节电效果比较明显。在设计的换热站中，循环泵一般是一用一备或两用一备，设计中常采用一台变频器控制多台循环水泵
5、的运行，其中一台循环水泵变频运行，其它循环泵工频运行。利用变频器调节循环水泵，可以由定流量转为变流量运行。 在循环水系统中，水泵的作功通过水泵出水压力P2和回水压力P1的压力差P来描述，即 P= P2P1。 流量Q、管阻R与压力差P之间的关系为 Q=P/R 而水泵作功的功率为 P=P Q= Q2R 因为Qn，所以水泵的功率P与其转速n的平方成正比。即：Pn2。通过理论分析和实际测定可以得出变频器控制水泵运行的优点如下：1） 改善外网运行工况，节能降耗：循环水泵实现变流量调节后，整个采暖期与定流量系统相比至少节电30%50%，节能效果十分显著。2） 变频调速使电动机、水泵经常低于工频状态下运行，
6、减轻机械磨损，降低噪音。3） 电动机直接启动时，启动电流为额定电流的46倍，而变频调速后启动电流是额定电流的1/4，改善了电动机的启动性能，减少了启动电流对电气设备的冲击，延长了设备的使用寿命。 4） 供热系统运行稳定，调节灵活，供热效果较好。4、 结束语 综上所述，从现场实际运行效果来看，在换热站中采用变频器控制补水泵、循环泵，即采用变频调速技术，不仅解决了设备“大马拉小车”的问题，节能效果比开环运行有较明显提高。还能配合自力式平衡阀综合治理变流量系统水力失调，更适应在分户计量控制系统运行。延长供热系统中设备使用寿命，维修工作量减小。变频器质量和应用技术已十分成熟，今后将会得到更为广阔的发展和应用。参考文献： 1、热水采暖设计手册， 山东建筑设计院，山东建筑学会暖通空调专业委员会。 2、电气时代，2005年第1期。作者简介 杨新战，1976年9月生，大学专科，2000年7月毕业于太原电力高等专科学校，助理工程师 272000 济宁市太白路东首济宁市东郊热电厂， 13954796601