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分布式變頻系統方案

分布式變頻泵供熱系統是指在熱力站換熱器一次側回水管上設置回水加壓泵,代替閥門完成流量調節的供熱系統。分布式變頻泵供熱系統中存在零壓差點,該點供回水壓力相等。采用變流量調節時,存在定零壓差點和變零壓差點兩種運行調節方式。采用定零壓差點運行調節方式時,供熱系統在整個供暖期的各種工況均屬于相似工況,運行調節較為簡單,輸送能耗也較小。見圖1。
  

 

   

    分布式變頻泵供熱系統中的零壓差點
   
根據水力計算結果,可繪制出分布式變頻泵供熱系統從熱源至最不利換熱站的一級管網水壓圖(見圖2)。

 

由圖2可知,分布式變頻泵供熱系統中存在供水壓力與回水壓力相等的現象,即圖中供、回水動水壓線的交點,該點的資用水頭為0,稱為零壓差點。零壓差點的位置與各熱力站的流量分配、熱網總流量及主循環泵提供的熱網總供回水壓差等因素相關。
     
由于供熱系統采用質、量并調的調節方式,因此熱網總流量在整個供暖期內會隨室外溫度發生變化。與之對應,分布式變頻泵供熱系統運行調節方式可分為變零壓差點的運行調節方式、定零壓差點的運行調節方式。

運行調節方式

變零壓差點的運行調節方式
   
變零壓差點的運行調節方式是指盡量利用主循環泵來滿足供熱系統輸送要求的運行調節方式。在供暖室外計算溫度下,主循環泵按設計工況運行,各熱力站的回水加壓泵適當調節以獲得本站所需要的設計流量,實現熱量的均勻分配。隨著室外溫度的升高,由于供熱系統采用質、量并調的調節方式,熱網總流量和熱網總供水溫度隨之降低,此時調節主循環泵維持熱網總供回水壓差不變,而零壓差點則隨著熱網總流量的減小向遠端偏移,直至某工況下,熱力站不需要開啟回水加壓泵,僅依靠站內閥門的調節即可滿足要求,該工況稱為臨界工況。
   
對于供熱系統,當熱網總流量約達到設計流量的87%時為臨界工況,這時所有熱力站資用壓頭均大于等于站內消耗的壓頭,最不利熱力站位置仍位于熱網遠端。
   
當室外溫度繼續升高,熱網總流量和熱網總供水溫度繼續降低,供熱系統中將不存在零壓差點,僅依靠站內閥門的調節,且主循環泵也無需達到最大出力即可滿足供熱系統輸送的要求。
    
供熱系統從供熱開始至臨界工況屬相似工況,平衡后閥門相對開度可不變,仍可保持系統平衡。但臨界工況至設計工況,雖然供熱系統中各熱力站的流量等比變化,但資用壓頭不再保持等比變化。因此,此時供熱系統中所有熱力站閥門的相對開度或回水加壓泵的轉速隨熱網總流量不斷變化,這是一個相當復雜的調節過程,對操作人員的要求較高。

 
定零壓差點的運行調節方式
   
定零壓差點的運行調節方式是指通過主循環泵調節熱網總供回水壓差,保持零壓差點位置基本不變的運行調節方式。在供暖室外計算溫度下,主循環泵按設計工況運行,熱力站的回水加壓泵工作,以獲取本站所需要的流量。隨著室外溫度的升高,熱網總流量減小,調節主循環泵保持零壓差點不變,熱力站的回水加壓泵適度調節以獲取本站所需要的流量。通過分析可知,在定零壓差點運行調節方式下,雖然在整個供暖期水力工況不斷變化,但屬相似工況。供熱系統在整個供暖期運行中,有如下特點:
    ①
減少了開啟和停止回水加壓泵的次數,降低了操作人員的工作強度。
    ②
供熱系統調節平衡后,回水加壓泵隨熱網總流量的變化調節轉速,降低了熱網運行調節的難度。
    ③
主循環泵可采用液力耦合器等調速裝置,這樣主循環泵的功耗可大為降低。雖然熱力站回水加壓泵功耗有所增加,但從整體考慮,總的功耗還是有所下降。

總結
    ①
分布式變頻泵供熱系統中存在著零壓差點,該點供回水壓力相等。采用變流量調節的供熱系統存在定零壓差點和變零壓差點兩種運行調節方式。
    ②
采用變零壓差點運行調節方式時,熱力站經歷閥調節-回水加壓泵啟動-回水加壓泵停止-閥調節的運行調節過程。在調節過程中,臨界工況至設計工況的變化過程并非相似工況,運行調節較困難,對操作人員的要求較高。
    ③
采用定零壓差點運行調節方式時,供熱系統在整個供暖期的各種工況均屬于相似工況,減少了開啟和停止回水加壓泵的次數,運行調節也較為簡單。通過調節主循環泵轉速可降低功耗,因此推薦采用定零壓差點運行調節方式。

 


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