供暖系统变频调速技术的应用

1、供暖系统变频调速技术的应用【摘要】杨村煤矿供暖系统主要供暖设备包括：三台szl 20-1.6-ah型蒸汽锅炉、三台37kw鼓风机、三台110kw引风 机，锅炉鼓风机和引风机采用变频控制。为了提高供暖系统运行的安 全性和可靠性，减轻对供暖设施及管网的冲击损坏，杨村煤矿对供暖 系统进行变频改造。改造后实现了锅炉鼓风机、引风机、热水循环泵 和补水泵的变频运行，保持恒定供暖压力，大大提高了供暖系统运行 的安全可靠性。【关键词】供暖系统控制鼓风机引风机变频调速节能1引言杨村煤矿供暖采用热水供暖方式，锅炉产生的蒸汽分别 输送至工广区热交换站和生活区热交换站，在热交换站通过热交换器 汽水交换后产生热水，再通

2、过管道输送至各用户。在工广区热交换站 安装4台热交换器、两台45kw热水循环泵、两台5.5kw补水泵，生 活区热交换站安装八台热交换器、三台55kw热水循环泵、2台 4kw补水泵，水泵均为为工频启动、工频运行，运行中输出压力波动 大，以及启动、停运对供暖管道冲击大，造成供暖设施损坏快、供 暖压力不稳定。由于水泵始终处于全速运行，无法根据供暖管网的压 力与用水量调节水泵的转速、出水压力，造成对供暖设施的冲击， 而且造成电量的大量浪费。2方案确定(1)供暖系统变频改造的方法：在工广区热交换站安 装1台5. 5kw变频器和1台变频控制柜、2台45kw变频器和2台变频控制柜，生活区热交换站安装3台55

3、kw变频器和3台变频控制柜、1台4kw变频器和1台变频控制柜，在工广 区和生活区热交换站的供暖管网各安装1只压力变送器，利用变频 器和压力变送器实现热水循环泵及补水泵的变频起动、变频运行，变 频器控制水泵的运行速度，压力变送器反馈给变频器供暖管网输出压 力，实现控制水泵转速，方便根据供暖管网的压力与用水量调节水泵 转速、供暖压力，把供暖出口压力控制在0.55mpa,保证供暖管网的 供水压力及用水。(2)供暖系统变频调速技术的原理：热水循环泵实现变频调速的 原理是按照供暖管网循环水的压力，改变热水循环泵的电机频率，从 而调整热水循环泵的转数和循环水量，实现供暖管网保持恒定的压力。 补水泵实现变频

4、调速的原理是按照供暖管网补给水的压力，改变补水 泵的电机频率，从而调整补水泵的转数和管网的补给水量，实现供暖 管网补给水恒定的压力。供暖管网安装的压力变送器将循环水和补给 水的工作压力反馈到调节器内，与供暖管网设定的压力进行比较，经 过计算输出一个信号输入到变频器内，变频器再根据输入的信号值， 调整热水循环泵和补水泵电机的频率(一般为0-50hz),从而实现调整 热水循环泵和补水泵的转数和流量。(3)供暖系统变频器的选择：变频器选用三垦力达电气有限公 司生产的变频器，选择变频器时，变频器的功率要比热水循环泵的补水泵的电机功率稍高一些，这样节电效果 要同功率的要好一些。为了 能更好的节电，热水循

5、环泵、补 水泵要做到频率升高时，能迅速达到 高频率、高速度，频率降低时，能迅速达到低频率、低速度，最终保持 恒频低耗运 行。如果选择的变频器功率与电机功率相同，会使变频器 很难实现热水循环泵和补水泵的电机迅速升频或降频，而减少了节电 效果。如果将变频器的功率选高一些，可使变频器实现热水循环泵和 补水泵电机迅速升频或降频，大大减少升频和降频阶段的电能消耗， 从而大大提高了节电效果。一般选择的变频器功率比热水循环泵和补 水泵的电机功率高10%20%即可。3锅炉风机的变频调速技术应用锅炉风机的变频调速技术应用 分为鼓风机的变频调速技术应用和引风机的变频调速技术应用。3.1 鼓风机的变频调速技术应用鼓

6、风机的变频调速技术应用， 是为了合理调整锅炉燃烧，提高锅炉的经济运行，鼓风机和引 风机的特性是指鼓风机和引风机在一定的转数和一定的介质密 度下，风压、功率及效率与风量之间的关系。烟道、风道的特 性是指烟道、风道的阻力和风量之间的关系。烟道、风道的阻 力与风量成正比，风量增加，则烟道、风道的阻力也增大，所 以必须采取适当的措施加以平衡。鼓风机的变频调速技术应用 就是采取了保 持用煤量与送风量一定的比例，再根据锅炉烟气 的含氧量调整送风量。3.2 引风机的变频调速技术应用引风机的变频调速技术应用和 鼓风机的变频调速技术应用相类似，引风机的变频调速技术是以锅炉 炉膛负压作为反馈信号进行调节，因为需要

7、以鼓风量为前进行校对， 所以变频器只是作为操作器人为的对引风机的钻速进行调节，以实 现节能的目的。当鼓风机和引风机使用变频调速电动机时，电动机的 转速可以通过风量来进行调节，如果风量减少，电动机的转速就会降 低，耗电量也会减少，从而达到节电的效 果。4供暖系统变频调速技术的优点供暖系统变频调速技术有许多 优点，主要表现在以下几 个方面：(1)变频调速的效率较高，变频调速主要是利用改变电动机 的频率后，电动机按照该频率的同步转速运行，这样转速损失不会增 加，因此变频调速技术是一种高效率的调速方式。(2)变频器的调速范围较大。变频器的调速范围可达1%100%,并在整个调速范围内具有较高的调速效率，

8、当调速范围小 于30%时，变频器效率可达90%o因此变频调速技术对于调速范围 广、常处于低负荷状态下运行的设备，非常适用。(3)变频调速运行的启动电流较小。适用变频调速运 行时，设 备的启动电流较小，对设备起到很大的保护作用，可以提高设备的使 用寿命。(4)变频调速技术应用比较方便，使用变频调速技术，只需 要对原设备的电动机进行变频调速改造，安装变频器、变频控制柜和 变送器就可实现。(5)变频调速装置可兼作启动设备。在实际运行中，通过变频 电源将电动机启动到设定的转速，再断开变频电源，由工频电源把电动机加速到全速。5使用变频器的好处使用变频器的好处很多，可以对设备起到很好的保护，主要体 现在以

9、下几个方面：(1 )变频器具有过电压保护作用：使用变频器后，可以自动调整输出电压，使设备不承受过 电压，当设备的输出输出电压超过正常电压的110%时，变频器就会 自动停止设备运行，从而对设备起到保护作(2)变频器具有欠电压保护作用：当运行设备的电压 低于正 常电压的90%时，变频器也会自动停止设备运行，从而对设备起到保 护作用。(3)变频器具有过电流保护作用：当设备的运行电流超过额 定电流的200%/10微秒,变频器就会自动停止设备运 行，从而对设 备起到保护作用。(4)变频器具有缺相保护作用：变频器会自动监测输出电 压，当输出出现缺相时，变频器就会报警，然后会自动 停止该设备运 行，从而对设

10、备起到保护作用。(5)变频器具有过负荷保护作用：使用变频器后，变 频器就 会自动监测设备的运行电流，当设备的运行电流超过额定电流的 120%/1分钟时，变频器会自动停止该设备运行，从而对设备起到保 护作用。(6)变频器具有接地保护作用：变频器配置了专门的接地保 护电路，由接地保护互感器和继电器组成，当发生一相或两相接地 时，变频器会自动报警，从而对设备起到保护作用。（7）变频器具有短路保护作用：当变频器输出发生短路后， 必然引起过流，在10微秒内变频器就会自动停止该 设备运行，从而 对设备起到保护作用。8）变频器具有超频保护作用：变频器具有限制电机 最大频率和最小 频率的功能，使电机的频率只能在规定的范围内，从而起到超频保护 的作用。6节能效果估算（1）供暖系统应用变频调速技术后，实现锅炉鼓风机、引风 机、热水循环泵和补水泵的变频运行，保持恒定供暖压力，减轻对供 暖设施及管网的冲击损坏，每年可以节约维修 费用26000元；（2）实现供暖经济运行，实现节能，根据锅炉鼓风机、引风 机和水泵实际运行情况，每天可节约用电700 kwh,每月可节约用电21000 kwh,每月可以节约资金10920元，一年可以节 约资金131040元。7结语（1 ）目前我国供暖、供电用设施使用的电动机大多