應(yīng)用方案

    概述

 

    集中供熱是城市能源建設(shè)的一項基礎(chǔ)設(shè)施，它是以熱水和蒸汽為熱媒，通過熱網(wǎng)向城鎮(zhèn)或區(qū)域用戶供應(yīng)熱能的方式。在東北地區(qū)逐步以集中供熱取締供熱范圍內(nèi)分散的供熱小鍋爐，避免因大量新增負荷而將要建設(shè)的小鍋爐。同時增加了自動控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，既提高了供熱系統(tǒng)的安全可靠性，又保證了供熱質(zhì)量，適應(yīng)了大城市日益增長的熱負荷需要，具有顯著的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。下面是森島SD5000系列變頻器在沈陽風(fēng)城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用。該鍋爐燃煤控制系統(tǒng)所涉及的爐排和給煤機、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、循環(huán)水泵和補水泵用變頻器全部采用森島SD5000系列的產(chǎn)品，功率范圍從7.5KW到280KW電壓等級是380V，整個控制系統(tǒng)采用DCS集中控制，能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐的自動燃燒及供熱運行。如圖所示：

    綜合性能比較

 

    在控制上

 

    自動化控制系統(tǒng)配備了現(xiàn)場各類傳感器，所有現(xiàn)場數(shù)據(jù)均通過專用電纜傳到計算機及二次顯示儀表。水泵、鼓引風(fēng)機等設(shè)備均通過變頻器、PLC等來驅(qū)動。這樣，司爐工完全不必到現(xiàn)場觀察數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)擋板及閥門等。只需在中央控制室里即可完成全部控制、記錄。這樣，減輕了工人的工作量又減少了人力資源的浪費。并且操作簡單，維護方便，減少事故率。

 

    在節(jié)省能源上

 

    由于自動控制系統(tǒng)采用了變頻器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而也就大量的節(jié)省了電能的浪費。在原系統(tǒng)中，每年要有大量的電費浪費在鼓引風(fēng)機上，這是由其本身 調(diào)節(jié)方式?jīng)Q定的。

 

    大多數(shù)鼓引風(fēng)都采用老式的降壓起動，起動之后投入工頻全負荷運行，靠調(diào)節(jié)風(fēng)門來達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。這樣既把過多的電能消耗在風(fēng)門上，又對機械造成了損害。而本系統(tǒng)采用了變頻器來達到無級調(diào)速改善對機械上的損害。又由于變頻器本身的功率因數(shù)又較高，并可根據(jù)供熱系統(tǒng)需要來隨時隨地改變電機轉(zhuǎn)速，從而達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。

 

    這樣就降低了所需的電量，節(jié)省了電能。對于水泵也如此，尤其循環(huán)水泵。作為向外網(wǎng)供熱并回收冷卻水的主力，老式也都是降壓起動，全壓運行。對于居民來說，并不是所有天氣都要求較高的室溫。

 

    而且對于逐年的暖冬及變化莫測的天氣來說，由變頻器來隨時調(diào)節(jié)流量來改變室溫，以適應(yīng)日益苛刻的居民對供暖的要求，實在是迫在眉睫。另外對于補水泵的變頻調(diào)節(jié)，又對鍋爐實現(xiàn)了較為準確和安全的壓力控制。

 

    而對于爐排的變頻控制更是節(jié)省了大量的煤炭資源。例如：我公司在吉林地區(qū)某45噸鍋爐房內(nèi)3臺15噸供熱鍋爐進行自動化改造后，當(dāng)?shù)仉姌I(yè)部門曾多次更換鍋爐房內(nèi)電表來確認節(jié)電的準確性。并最終計算得出，每個采暖期節(jié)省的電費要占往年總電費的25%~30%。從而被定為當(dāng)?shù)貥藯U暖房。

 

    3 控制原理

 

    該系統(tǒng)的控制算法為模糊控制及智能PID，分析如下

 

    熱水鍋爐出水溫度自動調(diào)節(jié)

 

    當(dāng)外部負荷變化時，出水溫度隨之變化，為了確保鍋爐出水水溫不隨供水量的變化而變化，調(diào)節(jié)爐排變頻器頻率輸出，控制鏈條的前進速度，改變進煤量，送風(fēng)量也隨之變化，從而使鍋爐出水水溫恢復(fù)到給定值。

    ① 爐排和分層給煤機

 

    爐排和給煤機控制著鍋爐進煤量的變化，為雙爐排分層給煤機驅(qū)動部分采用森島SD5000系列3.7KW和2.2KW變頻器控制，正常運行時同步調(diào)速，也可以單臺調(diào)試，控制方式采用本柜/現(xiàn)場/DCS三地控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)起/停和電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，并有起停指示，故障報警和急停裝置。同時可以通過變頻器反饋給DCS系統(tǒng)來監(jiān)控運行狀態(tài)。

 

    ② 鼓風(fēng)和引鳳機

 

    鼓風(fēng)機和引風(fēng)機控制著鍋爐爐膛內(nèi)的壓力，引鳳量隨著故風(fēng)量的變化做相應(yīng)的調(diào)整，使鍋爐內(nèi)部始終保持在一定的壓力值，確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其中鼓風(fēng)機采用森島SD5000-4T1850G,引風(fēng)機采用森島SD5000-4T2800G的變頻器控制。故引風(fēng)機通過外部電路互鎖控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)三地控制，并且能通過DCS監(jiān)控到電機的工作狀況。