城市集中供热分布式变频系统

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1、城市集中供热分布式变频系统-同方股份有限公司核心提示：技术产品名称：分布式变频系统 技术产品所属类别： 控制系统 技术产品应用领域： 城市集中供热 技术产品原理： 提高系统的动力输送效率主要有两个途径：a.  通过对系统形式和运行方式的合理选择尽量降低阀门的节流损失和系统的旁通损失；b.  通过对水泵的合理选配和调度提高水泵的系统效率。下面从这几个方面分别探讨提高系统动力输送效率的具体措施。减少阀门的节流损失                                           图1-1   阀门调节的VWV

2、系统及其设计工况下的水压图图4-5是通常采用的VWV系统的形式，主循环泵采用变频调节控制末端压差，各末端采用阀门调节来控制各用户的流量。从水压图可以看出，在设计工况下，为了满足系统最末端用户的资用压头要求，近端用户不得不用阀门将大量的剩余压头消耗掉，各用户虚线上面的部分就是阀门消耗的压头。从水压图可以看出，这部分节流损失是很大的。而在部分负荷时，由于各用户负荷变化的不一致性，节流损失的比例又会远远大于设计工况下的节流损失。通常，整个运行季阀门的节流损失要占到整个网络能耗的40%以上。假定水泵的综合效率为0.7，则这种系统的

3、动力输送效率不足0.42.可见，对于通常的VWV系统，阀门的节流损失是影响动力输送效率的主要因素之一。为此，设想选择一个小的主循环泵并将各用户支路的阀门取消，代之以变频泵调节，主循环泵提供的压头不足的部分由用户支路的变频泵补齐，从而减少了阀门的节流损失，大幅提高系统的动力输送效率。改造后的系统形式如图4-6所示，系统下方是设计工况对应的水压图。这种系统形式作者称之为分布式变频泵系统。                                          图1-2   分布式变频泵系统及其设计工况下的水压图由于没

4、有了阀门的节流损失，只要在设计时充分考虑系统的运行工况变化，选择合适的水泵，保持各水泵在调节过程中能在高效率点工作，其节能效益是不言而喻的。在杭州望江门冷热联供工程的方案论证过程中发现，采用分布式变频泵系统，输配系统的全年动力输送效率能达到0.65以上，较各末端采用阀门调节的系统提高50％以上。 技术产品优势： 采用分布式变频泵系统有如下好处：1)     适应管网热负荷的变化能力强分布式变频泵的方案，由于站回水加压泵功率小、扬程低，移动动力强，适应管网热负荷变化的能力也强。2)     降低管网管道公称压力，大幅度减少管

5、网管道投资；采用一般的阀门调节的方法时，主循环泵须满足系统最不利用户资用压头的要求，采用分布式变频泵系统时，主循环泵只需提供系统循环的部分动力，其余动力由各热力站的回水加压泵进行调节，这使得主循环泵的扬程降低，管网总供水压力降低，由于降低了管道公称压力，使得管道投资下降。3)     增加管网输送效率，降低管网输送能耗。采用一般阀门调节的方法时，为了满足系统最末端用户的资用压头要求，近端用户不得不用阀门将大量的剩余压头消耗掉，节流损失很大，输送效率低下。采用分布式变频泵系统时，热力站采用回水加压变频泵进行调节，这种系统的综

6、合动力输送效率较高。 节能率（区间）： 节能率区间在20%至50%之间。 技术产品应用案例： 案例一：分布式变频控制系统解决方案——太原西山分布式变频泵系统太原西山集中供热系统由于地处采矿区，各热力站和热源相互间相对高差较大，其管网的设计和运行难度相对较大。某采矿区正计划建设集中供热热源（热电厂）和集中供热网，以取代目前矿区中众多小锅炉供热系统，这可形成能源的梯级利用，节约一次能源，降低采暖费用，也有利于采矿区的大气环境保护。该集中供热系统的管网拓扑结构图如下图所示：                            

7、            图1集中供热系统拓扑结构图及标高（单位：米）图中所示圆形图标代表各热力站，方形图表代表热源，数字代表管网中各点的标高。从图中可看出，由于采矿区地处山区，各热用户分步在高低不一的丘陵或小山上，且高差相差较大。集中供热网中绝对标高最高的热力站为1073米，最低的为846.3米，热源绝对标高为976.5米，最高最低高差达226.7米。如此巨大的高差，为热网的设计和运行均带来了较大的难度。为降低难度，水力计算时将系统划分为两个独立的水力工况区：上半区和下半区。上半区包括1＃、2＃和3＃热力站，最高最低相差9

8、6.5米；下半区则为其余19个热力站，最高最低相差129.7米。在前期方案论述时，清华同方利用利用自主研发的的水力计算软件HACNet，分析了采用一般的阀门调节的方法和分布式变频泵系统两种不同的方法时系统的基本特点。采用一般的阀门调节的方法所谓一般的阀门调节的方法，即为在各热力站设置阀门进行流量调节的方