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行业应用

英威腾高压变频器在热网循环泵的应用

2017-01-13

某热电公司隶属于中国华能集团——北方联合电力公司。是该地区重要的热电联产企业,发电装机容量110兆瓦,供热面积200万平方米。

公司成立以来,通过合理安排机组运行方式,把节能降耗工作作为降低发电成本,挖掘内部潜力,提高经济效益的有效途径,制定了节能管理制度和具体的实施措施,并与经济效益挂钩,取得了非常好的效果。

截至目前,该热电公司中心站设计为4台800KW循环泵,1台900KW循环泵,扬程为75米,单泵流量为3170m3/h四用一备,供热能力为200万平米,补水定压为0.25MPa。

二、改造情况

1.运行工况

我国北方地区的冬季漫长而寒冷,暖气、地热等供暖方式已经成为这里人民冬季室内御寒的主要手段。随着城市供热管网的改造工程逐步深化,小区锅炉供暖的形式已在逐渐退出舞台,由一个热电厂负责几个片区的供热已经成为目前城市供热的发展趋势。热电厂通过输汽管道将过热蒸汽输送到各换热首站,在换热首站中蒸汽经热交换器将采暖热水加热,循环泵通过供热管道将热水送到二次网及各热用户。因此,换热首站作为热源输出的重要关口,其供热品质的好坏对改善热网热力工况、提高供热质量起着重要作用。

热网循环泵改造前,供热负荷变化时需要通过调节泵的出口门的开度来调节水量,实际上是靠压损来减少给水流量,而电机的出力却没有变化。调速改造后,就可以将出口门全部打开,通过调节转速来控制流量,方便地调整机组的供热量,具有非常大的节能潜力。

2.一次动力系统策略

变频控制为一拖一手动工/变频方案。变频调速系统接于6kV电压等级的主动力电源系统,用于电动机的变频调速。为增加运行安全性,变频系统增加旁路,设计方案如下:

三、控制系统方案

由于各用户的建筑面积、暖气片性能及房屋保温质量各不相同,很难确定一组典型的室内温度作为直接被控量,而供、回水的平均温度从整体上反映了各用户暖气片的平均温度,因此本系统采用根据室外环境温度及不同的供热时段来控制供、回水平均温度的方法来间接控制用户室温。

TO表示室外大气温度5min内的平均值,TS表示供、回水温度的设定值,T1表示供水温度测量值,T2表示回水温度测量值。

为了节约能源,可以根据具体情况将一天分为几个供热时段,不同的供热时段设定不同的Ta。例如:7点至21点为正常供热时段,设定Ta=18℃;23点至早晨5位夜间保温时段,设定Ta=16℃;5点至7点为升温时段,设定Ta=t+11,Ta线性增加;21点至23点为降温时段,设定Ta=39-t,Ta线性减少。

(1)室外温度曲线

将一天分为几个供热时段,每一时段设定一期望室内温度。然后高压变频节能系统根据室大气温度的变化来自动调节供、回水温度的平均值,并根据典型用户室内温度的平均值自动修正供热系数,从而保证室内温度等于设定值。操作员也可以任意设定供水温度曲线或平移已有曲线。采用此方式可以足够精确的设定用户供水温度曲线,同时不需要进行曲率、斜率等复杂计算,从而降低工程和维护工作量。

(2) 温度控制回路

根据室外温度设定二次供水温度设定值,调节流量满足二次侧供水温度的要求。可以通过操作面板和监控系统修改或上下平移温度曲线;也可以通过时间程序移动温度曲线。提供室外温度传感器故障保护。

(3) 二次网循环泵控制

通过采集系统总出、回水温度的温差、各区用户系统回水温度温差与系统设计温差进行比较,通过变频器自动调节循环泵的转速,实现对系统总流量和温度的调节。使循环水泵按照实际负荷输出功率,减少不必要的电能损失,实现小流量大温差的运行模式。通过此举,可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上,消除多余的电能消耗,从而达到良好的节能效果。

系统变频控制的部分信号如下:

端口定义

端口类型

端口定义

端口类型

1#循环水泵启动

DO

1#循环水泵跳闸

DI

2#循环水泵启动

DO

2#循环水泵跳闸

DI

3#循环水泵启动

DO

3#循环水泵跳闸

DI

4#循环水泵启动

DO

4#循环水泵跳闸

DI

1#循环水泵停止

DO

1#循环水泵报警

DI

2#循环水泵停止

DO

2#循环水泵报警

DI

3#循环水泵停止

DO

3#循环水泵报警

DI

4#循环水泵停止

DO

4#循环水泵报警

DI

1#循环水泵速度给定

AO

1#循环水泵速度反馈

AI

2#循环水泵速度给定

AO

2#循环水泵速度反馈

AI

3#循环水泵速度给定

AO

3#循环水泵速度反馈

AI

4#循环水泵速度给定

AO

4#循环水泵速度反馈

AI

管网回水温度信号

AI

管网出口温度信号

AI