分散式變頻泵系統的設計與應用

分類  >  >變頻泵 >
tags: 變頻泵    時間:2014-03-12 02:26:36
分散式變頻泵系統的設計與應用簡介
    一、分散式變頻泵系統的原理   在傳統的供熱枝狀管網系統中,一般是在熱源處或換熱站內設有一組循環泵,根據管網系統的流量和最不利環路的阻力選擇循環泵的流……
分散式變頻泵系統的設計與應用正文

    

一、分散式變頻泵系統的原理


在傳統的供熱枝狀管網系統中,一般是在熱源處或換熱站內設有一組循環泵,根據管網系統的流量和最不利環路的阻力選擇循環泵的流量、揚程及台數;管網系統各用戶末端設手動調節閥或自力式流量控制閥等調節設備,以消耗掉該用戶的剩餘壓頭,達到系統內各用戶之間的水力平衡;個別既有熱網由於用戶熱負荷的變化,資用壓頭不夠,增裝了供水或回水加壓泵,但由於不易調節,往往對上游或下游用戶產生不利的影響。


隨著新型調節設備和控制手段的出現,使得對水泵的數字控制成為可能,這樣理論上可以取消管網中的調節設備,代之以可調速的水泵,在管網的適當節點設置,以滿足其後的水力工況要求。如果控制管網中適當節點的壓差,該點稱之為壓差控制點,對於主循環泵的選擇,只要能夠滿足流量和熱源到壓差控制點的阻力即可,這樣可大大降低循環泵的揚程,使得主循環泵電機功率下降許多;經濟控制點之後的每個用戶設置相應分佈變頻泵,成為分散式變頻泵系統,使得原來閥門節流的能量不再白白地損失,由於水泵可用變頻器調速,主循環泵可大大降低電能消耗,理論上可省去調節設備,同時供熱系統可工作在較低的壓力水平,系統更加安全。中國城鎮供熱協會也已將分散式變頻泵系統的研究開發列為「十五」科技規劃。

二、分散式變頻泵系統的設計


在分散式變頻泵系統中,設計時應按以下步驟進行:


1、管網系統設計,計算管網的阻力。

2、選擇壓差控制點,不同的壓差控制點對應不同的設備初投資和管網運行費用,應按技術經濟分析進行選擇。

3、選擇主循環泵,主循環泵的選擇考慮兩方面:

A:流量要求,應能提供管網的全部循環流量;

B:揚程要求,應滿足熱源到壓差控制點間管網阻力。

4、分佈泵的選擇,主要考慮滿足該分支用戶的阻力和流量。

三、分散式變頻泵系統的實現


按照以上思想,唐山市熱力總公司對所屬龍東鍋爐房供熱系統進行了改造。本文以此為例來說明分散式變頻泵系統的實現過程。


1、龍東供熱系統由一座4×10t/h熱水鍋爐房和兩個間供站組成,基礎參數如下:


(1)供熱建築面積:


龍南站:181814.31m2

龍北站:139891.62m2

合計:321705.93m2


(2)設備:主循環泵兩台,開一備一,ISR200-150-400,功率N為90KW,流量Q為400m3/h,揚程H為50m水柱。


(3)管網:

1-2管徑DN300,溝長L=500m

2-3管徑DN250,溝長L=536m

3-4管徑DN250,溝長L=650m

根據近幾年實際運行情況,取熱源供回水溫度105℃/65℃,鍋爐房內部阻力損失10m水柱,龍北站內阻力損失10m水柱,龍南站內部阻力損失5m水柱,建築熱指標取55kcal/m2h。


2、經計算選擇實驗改造方案如下:


1鍋爐房主循環泵換成H=24m,Q=480m3/h,N=45KW變頻泵

2龍南站一次供水加一台變頻泵,H=12.5m Q=200m3/h N=15KW

3龍北站一次供水加一台變頻泵,H=24m Q=240m3/h N=22KW

4龍南、龍北站變頻泵與原有管段並聯,並在原有管段增加閥門。


需要指出的是,由於水泵的參數不可能完全正好滿足管網的需要,在設備選擇過程中均有不同程度的取整。


3、按照鍋爐房主循環泵提供鍋爐房內部和1-2點阻力損失,各站分佈變頻泵分別克服2-3、2-4及站內阻力損失的原則,本年度我公司對改造后的龍東供熱系統進行了調試運行。在調試過程中,我們本著在滿足供熱要求的前提下,盡量使兩個熱力站的一次回水溫度平衡,並且在可能的情況下盡量提高分佈變頻泵的負荷,減少主循環泵的負荷,以期儘可能節約電能消耗。分散式變頻泵系統投運后,與原有單點設置循環泵系統相比,電流消耗實測如下:


系統單點循環泵一台運行時消耗電流為130A;
4、分散式變頻泵系統投運前後主循環泵出口壓力由0.6Mpa下降為0.39Mpa。


5、分析


幾台泵電機的功率因數差別不大,均在0.78-0.81之間,如不考慮其差異,節能率為(130-56-17.1-26.8)/130×100%=23.15%

四、結論


分散式變頻泵系統是一種新型的水泵布置型式,與傳統的單點布置相比具有如下優點:


1、節約電能;


2、系統整體壓力水平較低,系統更加安全。

五、幾點體會


1、由於主循環泵一般布置在熱源回水,對於分佈泵的布置(除主循環泵以外)應在熱力站的供水或盡量靠近經濟控制點處的供水管。

2、對於補水點處的補水定壓值應重新核算,由於一般情況下將分佈泵布置在管網經濟控制點處時有困難,當將分佈泵布置在站內時,對於分支線較長時,有可能引起補水點的飄移。對於此種工況,一種辦法是將補水點設在管網壓力最低點,另一種辦法是仍在熱源總回水處集中補水,適當提高補水定壓值。


3、在設備選擇上,主循環泵技術參數應適當留有裕量。


4、壓差控制點處壓差的控制:由於供熱管網距離較遠,信號傳輸不易實現或實現成本較高,採用計算值折算到主循環泵進出口;或在壓差控制點供回水管安裝壓力表,參考壓力表數值調整主循環泵進出口的壓差。


5、在分散式變頻泵系統中,由於水泵產品的技術參數是不連續的,不可能正好滿足實際需要,即使進行變頻調節也不可能正好滿足,系統中個別點的閥門調節仍然是有需要的。

Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “分散式變頻泵系統的設計與應用