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供热节能中循环水泵的工况调节及其运行中的应用.pdf

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2010年第5期节能 (总第334期)ENERGYCONSERVATION33 供热节能中循环水泵的工况调节及其运行中的应用 孙光,张琛 (沈阳市热力工程设计研究院,辽宁沈阳110014) 摘要:在供热设计及运行中,根据室外温度对循环水泵进行工况调节从而满足实际热负荷的需求是一 个比较重要的问题。通过比较2种循环水泵工况调节方式,介绍水泵变频控制的节能情况和效用分 析。 关键词:节能;工况调节;变频调速 中图分类号:TH3;TU8321文献标识码:A文章编号:1004-7948(2010)05-0033-02 数的三次方,所以用转速调节方法可以得到相当大 引言 的调节范围。改变转速调节并不引起其他附加损 循环水泵运行时工况点的参数是由水泵性能失,只是调节后的新工况点不一定是最高效率点, 曲线与管网性能曲线共同决定的。但是用户需要导致效率有些降低。所以从节能角度考虑,这是一 的流量在采暖期中可能经常会产生变化。为了满种经济的调节方法。最常用的方法是变频调速,即 足这种流量变化的要求,必须进行一定的工况调通过改变电机输入电流频率来改变电机的转数。 节。所用的方法从原理上讲就是设法改变管网性这种方法不仅调速范围宽、效率高,而且变频装置 能曲线或者水泵性能曲线。沈阳市集中供热管网体积小,便于施工安装。 进行全网均匀调节,在二次网系统中利用水泵变频13水泵工况调节方法的对比分析 调速,达到较好的控制效果。改变管网性能曲线、改变水泵性能曲线、调节 水泵工况点的压力流量图如图1所示。 1循环水泵工况调节方法比较 11改变管网性能曲线 改变管网性能曲线的方法是出口节流调节,即 在水泵出口安装调节阀,通过改变调节阀的开度来 改变管网性能曲线,使之变陡或变缓,从而改变管 路的阻力特性,改变水泵的工况点,进行流量的调 节。出口节流的调节方法是增加出口阻力来调节 流量,是不经济的方法。尤其当水泵性能曲线较陡 而且调节的流量(或者压力)又较大时,这种调节 图1水泵工况性能曲线图 方法的缺点更为突出,目前很少采用这种调节方 法。对于液体管网,水泵的调节阀只能安装在出口图1中曲线为转数n时水泵的性能曲线。 管上,这是因为吸口管上设置调节阀,增加吸入口曲线!为管网性能曲线。曲线∀为转数n#时泵的 的真空值,可能引起水泵的气蚀。性能曲线。曲线∃为出口节流调节后的管网性能 12改变水泵性能曲线曲线。A点为设计工况点,转速为n,流量为Qa。 改变水泵性能曲线最常用的方法是转数调节。现需把流量改变为Q#,当采用出口节流调节,关小 当水泵电机转速改变时,其性能曲线也随之改变,管网中阀门,阻力增大,管网特性曲线变陡为曲线 所以可以用这个方法来改变工况点,以满足流量上∃,工况点移到C点;此时阀门关小额外增加的压力 的调节要求。因为水泵电机的功率近似正比于转损失为H=Hc-Ha,相应多消耗的功率N为: 节能2010年第5期 34ENERGYCONSERVATION(总第334期) 控系统中一次网流量控制回路主要通过调节一次 N=Q#H(1), c回水调节阀来实现。二次网的调节回路则是通过 可见,由于增加阀门的阻力,额外增加了压力调节二次网循环泵及补水泵转速来实现。一次网 损失,相应的多消耗了额外功率,是不经济的。的控制指令主要由热网调度中心根据全网平衡算 当采用转数调节水泵特性曲线下移为曲线 ,法下发,而二次网循环泵及补水泵变频器转速则由 流量调节为由于管网性能曲线不变压 ∀,Q#,!,站内PLC系统依据各热力站所带热网的实际情况 头则随着下降,工况点调节为B点。有相似率可计算得出。 知改变水泵的转数可以改变水泵性能曲线从而 ,,,各热力站从控制中心获取对应的二次网供回 使工况点移动,流量随之改变。 水平均温度,站内系统将独立控制回路分为二次网 对于这种转数调节方式,随着所需流量的改 供回水平均温度控制回路和一次网流量控制回路, 变,转速应与流量同比例改变,压头与转速的平方 根据平均温度的偏差确定一次网流量的设定值,然 同比例改变,功率则与转速的立方成比例改变。 后调节阀门开度使流量达到设定值。站内的控制 分别从工况B点和工况C点向横轴、竖轴作 系统还根据热力站的实际情况对二次网循环泵及 垂线,垂线与横轴、竖轴围成的矩形面积即可直观 补水泵进行调速,系统根据二次网供、回水平均温 地反映出各工况点功率的大小。图1中阴影矩形 度的温差,通过变频器自动调节循环泵的转速,实 面积更是直观地反应出改变水泵性能曲线比改变 现对系统总流量和温度的调节。使循环水泵按照 管网性能曲线多节省电机功率的情况。 实际负荷输出功率,