供热系统中热源设备的技术改造应用及对比分析

【前言】供热系统中热源设备的技术改造应用及对比分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。前言：供热热源锅炉及管网、用户系统是一个多参量、多分支、产、供、需紧密联系的复杂系统。就热源来讲，采用自动化控制及相应技术改造，对于设备经济运行和安全运行起到很好的效果。运行中风机和水泵电机一直采用工频运行方式，风机在运行时是依靠风机风门挡板来调节...

摘要：针对供热热源设备运行效率低、设计不合理、能量浪费现象采取相应技术措施进行改造以达到节能环保、安全运行的目的。

关键词：自动化控制；节能降耗；降低运行成本；提高设备效率；

Abstract: based on the heat source heating equipment running the efficiency is low, the design is not reasonable, energy waste phenomenon take corresponding measures improvement in achieving energy conservation, environmental protection, safety operation purpose.

Keywords: automation control; Saving energy and reducing consumption; Reduce the operating cost; Improve equipment efficiency;

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

前言：供热热源锅炉及管网、用户系统是一个多参量、多分支、产、供、需紧密联系的复杂系统。就热源来讲，采用自动化控制及相应技术改造，对于设备经济运行和安全运行起到很好的效果。运行中风机和水泵电机一直采用工频运行方式，风机在运行时是依靠风机风门挡板来调节风量，维持锅炉负压，大量的能量浪费在风机挡板上，造成用电率居高不下；热源厂启运循环水泵常常根据外网工况运行来满足生产，但运行中水泵往往处在非满负荷运行状态，因此水泵运行效率低、耗电高；供热热源车间设计安装照明不合理，造成耗电量高，浪费严重；对于这些问题，有针对性的采取技术和管理措施进行改造，先后对1#鼓风机电机和4#循环水泵以及热源厂生产照明系统、配电变压器等效率低、耗电高设备采取技术措施，有效降低了能耗、提高了运行效率，保证了生产安全运行。

一、概况：青山厂是隶属于供热总公司的热源厂，共有四台29MW热水锅炉，设计供热面积140万平方米，配电室进线电源为10KV，采用双电源供电，一用一备，总计算负荷2855KVA。

建厂初期，风机和水泵电机一直采用工频运行方式，风机在运行时是依靠风机风门挡板来调节风量，而大部分时间是在风门开度50%的情况下低效运行，大量的能量浪费在风机挡板上，造成用电率居高不下；锅炉运行中循环水泵往往在变负荷运行状态，通常需启运2-3台循环水泵以保持循环水流量的要求来满足生产运行工况，但运行中水泵往往处在非满负荷运行状态，因此水泵运行效率低、耗电高，为解决这种状况先后对1台鼓风机和6000伏容量下的1台循环水泵电机进行技术改造。通过对电机调速改造来实现风机和循环水泵的变速运行，分别对风量和循环水量进行合理调节，以达到改善工艺和节能的目的。

二、原理选择及应用比较

Ⅰ、调速方式的选择应用：

异步电动机的调速方式主要有以下几种：变频器调速、液力耦合器调速和串级调速等，根据厂内设备的系统结构和运行特点，在选择风机和水泵调速方式时，依据其性能、容量大小、检修维护难易程度以及运行工况等多种因素进行分析，对1台鼓风电机和1台循环泵电机分别采用变频器调速和串级调速改造。

1、变频调速：

三相笼型异步电动机的转速公式为：n=60f(1-s)/p------(1)

式中n-电机转速

f-电源频率

s-转差率

p-电级对数

由式（1）知道，如果改变电源的频率就可以达到对电机转速的调节。变频器的控制方式主要有开环控制和闭环控制，开环控制中可以改变频率同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，在较广泛的范围内调速运转时电动机的功率因数和效率不下降，尤其适用风机。为了使风机运行时达到最佳节能效果，必须对风机风量控制进行调整保证灵敏、可靠。

依据资料对比分析，采用变频调速具有以下优点：

第一：变频器调速能够实现软启动，启动电流小

第二：变频器调速有精确的频率分辨率和高的调速精度，能满足生产工况要求。

第三：变频器调速能使电机启动时间连续可调，可以减少对电网的影响。

第四：变频器具有电子保护和电气保护功能，能够在变频器和电机正常运行或故障时实现设备自我保护。

第五：变频器调速使风机风门挡板的损耗减小到零，减少了设备检修维护费用，增长了设备使用寿命，提高了生产运行效率。

变频调速的特点是效率高，没有因调速带来的附加转差损耗，调速范围大、精度高、可以利用现有电动机结构简单，可靠耐用，维护方便的优点，又能达到节电的显著效果，是风机节能理想方法。

2、串级调速：

由于循环水泵在热源厂的运行状况与设计初期锅炉运行参数相匹配，因此循环水泵所选型号与运行中工况有所不同，循环水泵常常根据外网工况运行来满足生产，实际运行中循环水泵往往处在非满负荷运行状态，因此水泵运行效率低、耗电高，为了有效降低循环水电耗指标，对一台循环水泵采用串级调速改造。

串级调速应用在水泵上优点主要有：

第一：串级调速方式能够有效回收转差功率，使循环水泵调速效率保持较高水平。

第二：调速范围较大，容易达到运行要求。

第三：串级调速能实现闭环控制，运行稳定。

第四：串级调速通过内补偿可以提高电机功率因数，能有效抑制谐波对电网的污染。

第五：采用PLC控制。如调速运行时出现故障，串级调速装置可以通过自动检测系统将故障部分切除，转换到工频运行，使运行安全可靠。

但串级调速同时存在以下缺陷：不能实现软启动，启动电流较大；电动机的调速绕组上碳刷属磨损件，需定期更换。

Ⅱ、经济性比较：

1、对1#鼓风机实现变频器调速改造后，使生产运行成本大大降低，其节电效果十分显著，其中以06-07年度采暖期生产指标为例，鼓风变频与鼓风工频在等同运行条件下做对比分析：

其中1#变频鼓风电机供热电耗为：7.172/19.8023=0.36KWH/GJ，

其他 工频鼓风电机平均用电量为：12.8KWH

平均供热量为：21.35GJ

所以工频鼓风电机供热电耗为：12.8/21.35=0.6 KWH/GJ，

1#变频鼓风总节电量为：21.35*（0.6—0.36）=5.124万KWH，以用电单价0.45元/KWH计算，变频鼓风电机总节约电费为：5.124*0.45=2.3058万元，可以看出1#变频鼓风电机节电量和节电费用要远低于工频电机，效果显著。

2、循环水泵实现串级调速改造后，有了很好节电效果，其中以采暖期中生产指标为例(由于循环水泵在实际运行过程中受外网流量影响，为准确测算出串级调速装置的数据指标，根据调速泵和定速泵在并列运行时流量及出口压力相同的一段时间内的运行数据，做了耗电对比记录)计算出实际节电数据（如下表）：

循环泵运行参数如下：

注：3#、4#、5#水泵电机均为300KW电动机，4#水泵电机是经过串级调速技术改造的电动机。