分布式變頻動(dòng)態(tài)平衡節(jié)能改造方案探討

吳梅花

【摘 要】文中首先對(duì)比了分布式變頻調(diào)節(jié)方法和傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法，指出采用分布式變頻優(yōu)勢(shì)及存在的問題，然后提出采用平衡罐對(duì)分布式變頻熱網(wǎng)進(jìn)行改造，并通過工程實(shí)例，對(duì)改造后的熱網(wǎng)和傳統(tǒng)熱網(wǎng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)比較。

【關(guān)鍵詞】分布式變頻;平衡罐;節(jié)能

中圖分類號(hào)： TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）04-0140-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.056

【Abstract】In this paper，we first compare the distributed frequency conversion adjustment method and the traditional adjustment methods，points out that adopting distributed variable frequency advantages and existing problems，and then puts forward the balancing tank for distributed variable frequency modification of heating network，and through the project example，we do the economic comparison.of ?the modified heating ?network and traditional network.

【Key words】Distributed variable frequency;Balance tank;Energy saving

1 傳統(tǒng)熱網(wǎng)調(diào)節(jié)方法和分布式變頻調(diào)節(jié)方法對(duì)比

傳統(tǒng)的熱網(wǎng)設(shè)計(jì)方案是鍋爐房用一臺(tái)循環(huán)泵克服整個(gè)管路系統(tǒng)和熱源和用戶的阻力，這樣為了滿足末端用戶的資用壓頭，循環(huán)泵采用大流量、大揚(yáng)程運(yùn)行，而為了滿足熱網(wǎng)的阻力平衡，前端用戶采用調(diào)節(jié)閥消耗掉了過剩壓頭，電能被白白消耗掉。對(duì)一個(gè)熱網(wǎng)來說，循環(huán)泵的電耗占到整個(gè)系統(tǒng)能耗的30%。

分布式變頻調(diào)節(jié)方法，是把一個(gè)大的循環(huán)泵，變成一個(gè)熱源泵加幾個(gè)小的用戶泵（回水加壓泵），熱源泵只需克服熱源的阻力，用戶泵克服各自回路的阻力。采用分布式變頻系統(tǒng)消除了閥門的無效能耗。實(shí)踐證明，水泵裝機(jī)容量與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相比，降低至少30%，采用這種方法可以節(jié)約電耗30%～40%。

2 采用回水加壓泵方式的分布式變頻存在問題

圖1為采用回水加壓泵方式的分布式變頻水壓圖，假定外網(wǎng)提供的壓力只用來克服第一個(gè)用戶的阻力，后面的用戶端加了回水加壓變頻泵。

從水壓圖可以看出，采用回水加壓方式的分布式變頻調(diào)節(jié)方法有幾點(diǎn)問題難以解決

1）壓差控制點(diǎn)的選擇，也就是分布變頻泵的揚(yáng)程選擇。

2）直接在回水加變頻泵，對(duì)整個(gè)管網(wǎng)有影響。

3）從水壓圖可以看到，管網(wǎng)過大，后面用戶的變頻泵選擇過大，會(huì)造成初投資過大。

4）補(bǔ)水點(diǎn)處的補(bǔ)水定壓值應(yīng)不易確定，當(dāng)將分布泵布置在站內(nèi)時(shí)，對(duì)于分支線較長(zhǎng)時(shí)，有可能引起補(bǔ)水點(diǎn)的飄移。

3 加平衡罐裝置改進(jìn)后的分布式變頻

為了解決直接加回水加壓泵存在的問題，我們進(jìn)行了改進(jìn)，如圖2所示，改進(jìn)后的分布式變頻我們現(xiàn)在在接入每一個(gè)用戶的入口加了平衡罐裝置（相當(dāng)于混水裝置），混水裝置后加了變頻定壓泵，其工作原理是根據(jù)計(jì)算得出用戶所需的資用壓頭和流量，選擇水泵、變頻器型號(hào)，在用戶的供回水裝了壓差變送器，將供回水的壓差信號(hào)傳給PLC來控制變頻器讓用戶側(cè)的壓差恒定，作用相當(dāng)于自力式壓差平衡閥。

從改進(jìn)后的水壓圖水壓圖圖3可以看出：

1）簡(jiǎn)化了變頻泵和循環(huán)泵的定壓點(diǎn)的確定。水泵有熱源泵和用戶泵組成，熱源泵克服熱源和從熱源到最遠(yuǎn)端用戶干管阻力，用戶變頻定壓泵只需克服用戶的阻力，這樣，選擇變頻泵只需根據(jù)用戶的阻力計(jì)算。選擇循環(huán)泵根據(jù)主干管的和熱源阻力。

2）簡(jiǎn)化了水力平衡問題。由于加裝了平衡裝置屏蔽了分布式變頻泵對(duì)整個(gè)管網(wǎng)的影響，我們通過實(shí)驗(yàn)得出二次網(wǎng)的壓力變化對(duì)一次網(wǎng)的影響幾乎為零，由于有變頻泵的存在，用戶需要多少流量取多少，消除了水力失調(diào)現(xiàn)象。

3）降低系統(tǒng)能耗。第一，如上所述，和傳統(tǒng)方案比較，我們降低了由于調(diào)節(jié)閥消耗多余壓頭所浪費(fèi)的能量。第二，消除了由于系統(tǒng)的阻力不平衡所造成的能量損失。第三，這套系統(tǒng)里一個(gè)大循環(huán)泵變成了許多小泵，因?yàn)樗玫墓β屎土髁繐P(yáng)程的乘積成正比，這樣降低了整個(gè)管網(wǎng)的水泵能耗。

4）為實(shí)行分戶計(jì)量以后的變流量運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了一個(gè)平臺(tái)。由于實(shí)行分戶計(jì)量以后，用戶按需取熱，整個(gè)系統(tǒng)流量都是變化的，任何一個(gè)用戶的調(diào)節(jié)都會(huì)影響其他用戶，有可能造成管網(wǎng)壓力過大，對(duì)管件造成破壞，這套系統(tǒng)使用戶壓力恒定，非常適用于分戶計(jì)量。

5）相對(duì)其他方法的優(yōu)點(diǎn)。一般都是在回水分支加平衡閥來減輕水力失調(diào)，平衡閥是有阻力的，系統(tǒng)里加很多平衡閥，會(huì)加大系統(tǒng)的能耗。而裝了這套系統(tǒng)，不需要平衡閥。

4 工程實(shí)例

我們對(duì)新疆烏魯木齊某小區(qū)供熱二次管網(wǎng)進(jìn)行了加平衡罐的分布式變頻的改造。以A、B區(qū)為例，A、B兩區(qū)共用一個(gè)換熱站，其中A、B兩區(qū)建筑面積為10.81萬㎡，總熱負(fù)荷約7.6MW，采暖形式為低溫地輻射采暖。其供熱系統(tǒng)分低、中、高三個(gè)區(qū)，低區(qū)供暖面積53220㎡，中、高區(qū)合計(jì)供暖面積54880㎡。

4.1 采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：

通過工程實(shí)例對(duì)比分析可以看出，采用加平衡罐的分布式變頻相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式，二次網(wǎng)的初投資節(jié)約了17.33%，電耗節(jié)約了42.76%?？梢?，采用加平衡罐的分布式變頻節(jié)能效果顯著，同時(shí)解決了回水加壓泵分布式變頻壓差控制點(diǎn)選擇、分戶計(jì)量變流量存在的問題。

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