换热站节能变频调控系统控制方案2.docx

换热站节能变频调控系统控制方案2.docx流体力学大作业专业班级: 安全11-1 姓 名: 任锁学 号: 09换热站节能变频节能系统安全11-1班任锁09摘要:通过流体力学的方法,对训循环水系统进行变频改造,使供暖换热系统进行变频节能控制,从而达到足够供热月•节能的目的一、热交换站的二次供暖循环水概况热交换站的二次供暖循环水运行系统都是通过电机带动定量循环泵来提供循环水的动力。通常设计人员在电机选型时,由于电机按一定模数分级,往往选择功率比水泵输入功率人的电机,功率留有一定余量。我们知道热交换站内二次供暖系统根据流量情况可分为定流量系统和变流量系统,无论那种系统,电机都是直接接市电一直以工频运行,电机都要全速运转,无法随着供暖负荷的变化而变化,循环泵输出流量是恒定的,当根据天气温度或供暖负荷变化需要对循环水流量进行控制和调节时,通常的控制手段是开犬阀门或关小阀门来人为调节,这样在阀门上产生了附加损失,使得能量因为阀门的节流损失消耗掉了,浪费了人量能源。又由于温度是个滞后参数,调节周期长,用阀门调节控制精度受到限制。泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流人、机械冲击、电气保护特性差等缺点,吋常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象,不但浪费能源而II加快了设备损耗。循环水泵采用变频控制能较好地解决这个问题。在满足供热的条件下,调节电机转速,保证一定的系统压差,可获得可观的节电效果。二、变频调速节能原理通过流体力学的基本定律可知:循环泵属平方转矩负载,其n(转速)、Q(流量)、H(压力)以及P(轴功率)具有如下关系:Q-n,H-n2,P-n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。可以看出改变电机转速可以调节循环泵的流量的方法,要比采用阀门调节更为节能经济,设备运行工况也将得到明显改善。电机的转速与工作电源输入频率成正比,即:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数),由于s、p对某一电机是固定值,因此通过改变电动机工作电源频率能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-直-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。对循环水系统进行变频的改造正是基于以上原理。改造后的系统,将室外温度、系统供冋水压差及冋水温度作为输入参数,加上PLC控制器处理下达变频调速指令,通过变频器适吋适量地控制循环泵电机的转速来调节循环泵的输出流量,满足供暖负荷要求。这就使电机在整个负荷和变化过程当中的能量消耗降到最小程度。再有,应用变频器还能提高系统的功率因数,减少电机的无功损耗,并提高供电效率和供电质量。综上所述,不难看出,对供暖换热系统进行变频节能控制能够带来巨人的节能效果。对系统进行变频控制时,为确保安全可靠性,保证系统可以方便地在工频和变频两种运行状态下进行切换。三、供暖换热系统的变频改造节能分析循环水泵是传递流体的装置,这类负载消耗的能量与流量的立方成正比,根据能量消耗与转速的关系式:Q=Kn;H=K2n2;P=QxH=K3n3o式中,K1、,n为电机的转速。又,三相交流异步感应电机八=60f(1-s)/p,式中f为供屯频率,s为滑差率,p为电机极对数。电机一旦选定后,s、p是固定常数,则n可表示为:n=K0f,即与供电频率成线性正比例关系。当电机输入频率为工频50Hz时,n=K0x50转/分;此吋功率P1=K3(K0x50)3=Kx503;当电机输入频率为40Hz吋,n=K0x40转/分,功率P2=K3(K0x40)3=Kx403。P2/P1%=Kx403/Kx503%=51%,由jl匕可见,从理论上计算,当屯机转速降低20%吋,就可以节电49%。四、热交换站二次供暖系统循环水泵变频控制的实际应用换热站安装了节电控制设备,采暖循环泵变频控制,该系统有手动和自动两种变频功能和一种工频功能。在变频模式下,手动时,可以人为随意给定频率,控制循环泵的输出流量,调节供暖温度。自动吋,变频器和PLC控制器进行通讯,PLC控制器根据系统供冋水压差及冋水温度传感器传上来的信号进行处理,按照供热要求给变频器发出控制指令,控制电机转速调节循环泵输出流量,从而达到调节温度的目的。在变频器出故障吋,可手动切换到工频运行,保证继续供热不停产。验证变频控制的实际节电效果,在热交换站进行了相关对比试验。采暖循环水泵型号TB/9616-1999,额定功率35kW额定电流:69A,试验方法:采暖循环泵由软起动控制改为变频控制,检测手段:以48小吋为一检测周期,试验结果:原系统在380V50HZ状态下运行,按照两天试验(48小吋)的记录,,,