锅炉采暖供热系统现状及变频调速的应用

网址：www.chinazhongchuang.cn      更新时间：2017-01-10 10:38    浏览次数：：160次

　　锅炉采暖供热系统的现状。如今城市建设化发展得越来越快，集中供暖已经成为了我国北方地区冬季城市城市现代化必然采取的步骤。随着供暖面积的不断扩大，如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，俨然成为急需解决的重要课题。

　　锅炉是消耗能源、产生大气污染、事关生产与生活和安全的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城市近3.5亿平方米的供暖调查，锅炉供暖占84%，热力供暖占12%，其他供暖占4%。在今后相当长的时间内，集中热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。

　　目前我国供暖锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃用的主要是中、低质煤，而且锅炉房管理水平不高，一直沿用间断运行方式，由于锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，因此造成了严重的能源浪费和环境污染。

　　1.2变频调速基本原理。随着大规模集成电路和微电子技术的发展，变频调速技术已逐渐发展为了一项成熟的交流调速技术。变频调速器作为该技术的主要应用产品，经过了几代技术更新，已经日趋完善了，能够适应较为恶劣的工业生产环境，目前能提供较为完善的控制功能能满足各种生产设备异步电动机调速的要求。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输人频率成正比的关系:n=60f(1-s)/p

　　其中n表示电机转速;;f为电动机L作电源频率;s为电机转差率;;P为电机磁极对数。

　　变频调速技术就是要通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交一直一交电源变换技术，集电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。

　　13变频调速在供媛锅炉系统中的应用。因为变频调速可以实现电机无级调速，具有异步电机调压调速和串级调速无可比拟的优点，在锅炉系统中能够得到很大程度的应用。变频调速在供热锅炉系统中主要应用在风机调速和水泵调速。

　　通常在锅炉燃烧系统中，根据生产需要对风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应用户要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大刁咪调整受书织寸象。如此一来，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。

　　在供暖锅炉系统中带有循环泵、补水泵等水泵类设备，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅会造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏，还会加速泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备而影响生产。

　　目前，风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。

　　近年来，考虑到节能的迫切需要和对供暖质量不断提高的要求，再加上采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。

　　自二十世}l十年代末开始，变频器来对异步交流电动机调速已经成为了一项高新技术。它有以下优点:调速的机械特性好，调速范围广，调整特性曲线平滑，可以实现连续、平稳的调速，尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可获得显著的节有瞰果。

　　2变频器的闭环控制作用

　　2.1闭环控制的含义。闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。

　　闭环控制从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输人端控制输人量，一般这个取出量和输人量相位相反，所以叫负反馈控制，自动控制通常是闭环控制，比如家用空调温度的控制。在控制论中，闭环通常指输出端通过”旁链”方式回馈到输人，也就是闭环控制。闭环控制的目的是输出端回馈到输人端并参与对输出端再控制，这种目的是通过反馈来实现的。

　　闭环控制常见的两种基本形式是正反馈和负反馈。其中负反馈和正反馈从达于目的的角度讲具有相同的意义。从反馈实现的具体方式来看，正反馈和负反馈属于代数或者算术意义上的”加减”反馈方式，即输出量回馈到输人端后，与输人量进行加减的统一性整合后，作为新的控制输出，去进一步控制输出量。

　　其实，输出量对输人量的回馈并不只是体现在这些方式上。其表现为:在运算上，不止于加减运算，还包括更广域的数学运算;在回馈方式上，输出量对输人量的回馈，也不一定采取与输人量进行综合运算形成统一的控制输出，输出量可以通过控制链直接施控于输人量等等。

　　22变频器在换热站供热系统中的闭环控制作用。循环水泵是机械循环热水采暖系统中的核心设备，也是耗电量较大的设备，合理的选型不仅能保证系统的正常运行，还可以降低能耗。

　　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辛}冰定压大得多，但是投资比较大。

　　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=P2-Pl

　　流量Q、管阻R与压力差0P之间的关系为Q=△P/R

　　而水泵作功的功率为P=△P Q=Q2R

　　因为Q~n,所以水泵的功率P与其转速n的平方成正比。即:P~n2

　　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:第一，改善外网运行工况，节能降耗。第二，变频调速使电动机、水泵经常低于工频状态下运行，减轻机械磨损,阳氏噪音。第三，电动机直接启动时，启动电流为额定电流的月荀倍，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。第四，供热系统运行稳定，调节灵活，供热效果较好。

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