变频调速节能技术在集中供热工程的应用

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1、第25卷第2期电力学报Vol.25No.22010年4月JOURNALOFELECTRICPOWERApr.2010文章编号:100526548(2010)02201492033变频调速节能技术在集中供热工程的应用刘亚涛(太原市热力公司热力设计有限公司,太原030012)摘要:为了降低集中供热工程的动力用电量,对热力站循环泵与补水泵进行了变频调速技术改造。简述了变频调速节能技术的节能原理,提出对循环泵和补水泵的改造方案,在太原市集中供热工程中进行了应用,并对其实际使用效果和节能效果进行了分析,具有一定的应用价值。关键词:变频调速;节能技术;水泵;集中供热中图分类号:TV99

2、5文献标识码:B目前,集中供热站大多数采用传统的异步电动(2)循环泵变频控制方案。机直接启动或自耦降压启动方式,运行适应性不强,热力站每台循环水泵由一台变频器控制,变频电耗较高。变频调速节能技术是一项集电力电子技器采用优化空间矢量PWM控制,每个系统通过差术和计算机技术于一体的高效节能技术。凡是可变压变送器,来采集系统中二次网最不利点的供回水转速的拖动电机,采用该项技术就能取得非常显著压差信号,此信号与二次网回水温度一起控制变频地节能效果。器,以实现自动跟踪、智能控制、适时动态调节的目以在热力站循环泵与补水泵运行中采用变频调的。另外,为实现中控室遥测、遥控,实时监控水泵速节

3、能技术为例,讨论变频调速节能技术在太原市及变频装置的工作状态,将相关的信号反馈给热网[1][2]集中供热工程的应用和节能效果。自控系统。(3)补水泵变频控制方案。1节能原理如图1所示,热力站补水泵为恒压控制,每个系(1)变频控制水泵的节能原理。统设一台压力传感器,用来采集水泵入口压力信号,水泵在转速控制时,流量Q、扬程H、轴功率N此信号作为变频控制信号,另将外补水泵的运行状23之间的关系为:Q∝n、H∝n、N∝n。态和变频装置的状态均反馈给自控系统,以实现远由于轴功率与转速的立方成正比,当水泵速度程监控。下降时,其功率将以立方根方式大幅度下降。因此,通过调节水泵转速(即流量

4、)可充分节能。根据水泵的特性曲线可知,在工频运行时,若流量增大,扬程会降低;若流量减小时,扬程会升高。即用户失水量(或补水量)的变化会不断引起管网水压的上下波动。变频设备通过安装在循环泵出口总管上的压力仪表将压力信号转换成电信号,并送至图1热力站变频调速原理图PID调节器进行运算处理。同时与设定值不断进行比较,其输出信号送至变频器进行VVVF控制,自2初步试验动调节变频器的输出频率,从而改变水泵运转速度。2005年3月,针对运行电耗偏高的情况,太原当失水量大时,使水泵运行速度加快;当失水量减小市热力公司第二供暖分公司对部分热力站循环泵进时,使水泵速度降低。从而达到压力稳定、

5、高效节能行了增设变频器的改造实验,经过五个月的实际运的补水效果。行,节能效果明显。改造前后用电情况见表1。3收稿日期:2009211228作者简介:刘亚涛(1982-),男,山西清徐人,助理工程师,主要从事配电设计工作,(E2mail)whoami9884@sina.com150电力学报第25卷表1增设变频器热力站动力用电比较04～05采暖季用电量/(kW·h)05～06采暖季用电量/(kW·h)设计面积差值节约率站号、站名22004年2004年2005年2005年2005年2006年/万m合计合计/(kW·h)/%11月12月1月11月12月1月2101青年宫947039

6、85976847672177823916044832661121501046767831.082107市建122335130473342618808584281025215324340045408161.402232供修所1013107186902098053077440068729484207563232160.892141四中1016582262282474667556119551360222272478291972729.202264机车南3012537013544891573352391552965580812808823919211319932.122405槐园1

7、517188304092996377560102802460018240531202444031.51由表1可见,其中4座热力站节约电量为30%内的302座热力站,其中循环泵981台,补水泵(4左右,2座热力站节约电量超过60%,节能效果显kW以上)204台实行变频控制的改造。据估算改造著。初步估算,已增设变频器的热力站均可在三年完成后每年可节约电能1906.8万kW·h,每千瓦内收回改造投资。时电按0.55元计算,每年可以节约电费1077.06与此同时,太原热力公司东山分公司对T13制万元,平均节电率31%。高于