一. 引言
为节省能源,减少城市污染,充分利用火力发电厂蒸汽轮机发电后的余热,在冬季对北方城市集中供热。其供热的方法是,从发电厂送出来的热水,到城市中的换热站时,一次供水热水温度有90多度,经过热交换器后,一次回水热水的温度下降到60多度,然后再流回发电厂。送到城市居民家中的热水,流过各用户的热交换器,在热交换器中进行热交换,然后流回换热站,进入换热站热交换器的二次回水温度有50多度,二次供水温度60多度。陕西宝鸡有许多这样的换热站,换热站设备比较简单,由数台热交换器,几台泵组成的循环泵组,一台补水泵构成。其中有一换热站有四台热交换器,四台37kW的管道泵组成的循环泵组,一台3.7kW的补水泵。循环泵和补水泵采用人工开、关阀门控制流量,使管路的阻尼增大而造成电能浪费。
二. 换热站的变频调速控制
1.补水泵变频调速控制
为更进一步的节能,陕西宝鸡热力公司在2003年至2004年对换热站实施了自动化改造,循环泵和补水泵用变频调节,整个城市供热系统用计算机进行监控,实现了换热站无人值守。通过循环泵使热水在供热系统中运行,管道、阀门的泄漏引起循环水的水压降低,如不及时补水,会造成供热系统运行不正常。补水泵的变频泵补水方式比较简单,系统内热水的水压为0.4MPa,将压力变送器安装在回水主管上,管网上压力的变化经压力变送器变换为4~20mA信号反馈到变频器的PI调节器的输入端。变频器的给定值设置为4Kg。当供热系统的压力低于4Kg时,变频器的输出频率上升开始补水;达到4Kg时,反馈信号与给定信号基本相等,变频器输出频率下降停止补水。本例选用一台森兰BT12S3.7kW变频器,选用森纳斯DG130W-BZ-A 1MPa压力变送器,变频调速补水系统如图1所示:

图1 变频调速补水系统原理图
2.循环泵的变频调速控制
循环泵的控制相对于补水泵的控制要复杂一些。供热系统的最终目标是保持热用户的室内温度的稳定,但由于热用户没有室温调节器,且对众多的热用户的室温不可能形成闭环控制。为做到经济运行又保证供热质量,最有效的方法是控制换热站的二次供水温度。稳态条件下系统的供热量,散热器的散热量及用户的耗热量相等的规律,可得到稳态条件下的二次供水温度:
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