浅谈供热管网技术管理几问题

原文转自：
http://www.bdhg.com.cn/tec%20doc/lw3.htm

五、大力发展调频变速技术
实现循环水泵的变流量调节，核心问题是发展水泵的变转速技术。改变水泵转速的调节方法有多种：如转子串电阻、定子调压、电磁偶合、变极对数、可控硅串级等，这些方法，或者是转差损耗大，转速调节范围小，或者功率因数比较低、不是无级变速。目前在供热行业采用比较多的调速方法是液力偶合和变频调速两种。液力偶合是一种液力传动装置，通常装在电机与水泵之间。依靠油液的动能与机械能的转换，实现水泵的变速要求。这种变速方法，功率适应范围大，水泵功率从几十千瓦到上万千瓦都可以。而且运行可靠、维修方便、价格适中。主要不足，是存在转差功率损耗，高转速时效率高，但随着转速的下降，效率呈线性下降的趋势。为了提高变转速效率，可以采用热回收措施，将油温的冷却热量进行再利用，效率明显提高。从变转速的调节性能考虑，最理想的方法就是变频调速。其原理是通过变频器，改变电机的供电频率，进而改变水泵的转速。对于水泵、风机这类轻型负载而言，一般通过"交－直－交"的过程，在变频器中改变电源频率。变频调速属于无转差损耗的高效调速方法，功率因数能达到90％以上。在变频的同时，电源电压也可以根据负载大小作相应调节。此外，还可以在额定电流下起动电机，因而能降低配用变压器的容量。变频器体积小巧，运行平稳，自保护功能强，可靠性高。功率可从0.75KW到几百KW。额定电压一般为380V。当功率在几百 KW，电机电压为6千伏高压时，常常通过"高－低－高"的变压方式与变频器连接。目前这种调速方法已在国内外广泛采用。国内采用变频调速，较多的场合是用于锅炉鼓引风机和供热系统补水定压以及给水恒压。凡已采用变频调速技术的单位，普遍感受到了节电的明显效果外，在技术上的效益是改进了传统的工艺流程。如自来水和生活热水供应，普遍取消了高位开式水箱，提高了水质的卫生条件。在供热空调的水系统补水定压中，采用变频调速定压方式代替传统的膨胀水箱和定压罐定压方式，已逐渐成为业内人员的共识。在采用变频调速补水定压方式中，有一些单位定压效果并不理想。主要原因是系统恒压点的位置选择不当。人们通常认为循环水泵的入口点即是恒压点，这是一种误解。对于膨胀水箱定压，因为膨胀水箱的膨胀管与循环水泵的入口相连接，自然这点无疑就是恒压点。然而采用变频调速补水定压以后，由于取消了开式膨胀水箱，系统成为完全意义上的闭式环路，系统的压力分布，与以前截然不同。此时系统的恒压点位置在绝大多数的情况下不在循环水泵的入口处，而是管网回水管上的某一点，具体的确切位置与系统结构，最高用户的建筑位置有关。由于系统真正的恒压点位置难以确定，我们极力主张采用旁通定压的方式。即在循环水泵上加装一个口径很小的旁通管，作为待调压力的取压管。通过压力传感器与变频控制柜联动调试，确定系统恒压点的确切位置，这种控制方法，效果相当理想。系统循环水泵的变流量调节中，目前在我国采用变频调速方案的还比较少，即使采用也多为手动控制。也就是循环水泵是靠变频器的变频调节转速的，但变频器的频率设定值是由运行人员现场给定的。我曾经走访过一些单位，采用这种调节方法，自然也能达到一定的节电效果，但应该承认这是一种低层次的调频变速方法。因为变频器属于高新技术，只有在调节器的匹配下，实现智能化的控制，才能充分发挥循环水泵变流量的节电潜力，也才能实现全自动化无人职守的运行。现在，通过软件设计，调节器可以实现很强的控制功能：如随着热负荷的变化，完成不同控制决策的流量调节；也可以执行节假日、夜间不同运行制度的自动转化。这些控制功能靠手工调节无论如何都是难以实现的。供热系统循环水泵的调频变流量控制，随着计量收费的执行，一定会有一个比较大的发展。由于循环水泵的功率比较大，它的节电潜力比补水变频定压要可观的多，因此，必将受到人们的更多关注。现在，在循环水泵的调频变流量的控制应用中，人们还有一个比较关心的问题是初投资问题。如果单台变频器对应单台循环水泵，那么初投资比较大，但现在可以实现单台变频器控制多台循环水泵的运行，这样，价格就会明显减少，一般其成本当年即可回收。在单台变频器控制多台循环水泵时，其中一台循环水泵变转速运行，其它循环水泵实行工频运行即在50HZ下最高转速运行。当单台循环水泵功率大于75KW时，设置降压启动装置，当单台循环水泵功率为55KW以下时，无需降压启动，可由变频器直接控制实现软启动。 六、冷凝水的回收技术推广应该提到议事日程我国供热工程设计规范规定，蒸汽系统的凝结水回收率宜在70％以上。可是多少年来，实际运行结果，大多数系统冷凝水回收率连30％都达不到，有的甚至连冷凝水回收系统都不于设计，而是直接放空。究其原因，除了人们对节能缺乏足够认识外，从技术上考虑，主要是没有成熟过关的冷凝水回收设备。以往冷凝水回收，大多采用开式系统，再加上疏水器质量不过关，常常出现汽水"顶牛"汽蚀现象、管道腐蚀、凝水二次污染，由于跑冒滴漏，不但大量浪费能源（约占蒸汽热量的10－17％），而且对环境造成严重的热污染。目前国外冷凝水回收技术有了很大发展，普遍采用闭式回收系统。疏水器的质量也都有了长足的进步。英国斯派莎克、美国阿姆斯壮，都采用蒸汽加压的闭式凝水回收装置。其原理是利用一次蒸汽的压力，间断性地把高温冷凝水输送回热源。其优点是不用附加电源，缺点是消耗一次蒸汽。日本大风珠式会社的产品是属于低温闭式凝水回收装置。其基本特点是就地引出冷凝水的二次蒸发汽，利用喷射泵原理将冷凝水引射回热源。我国大连工学院有其仿制品生产。上述产品在我国已有销售，一般在工厂用的较多。我国北京凝水动力技术有限责任公司发明了独特的高温凝水回收器。基本原理是利用多级水封原理，在回收器中始终保持凝水压力大于相应蒸汽的饱和压力，并通过水泵适时将高温凝水输送回热源。为保证冷凝水畅通地进入回收器，还同时设计了自动加压器和高低凝水共网设置。有了这些配套设备，就能保证不同压力的蒸汽用热设备能共网回收，而且防止了因地形起伏，导致凝水回收不畅的故障。冷凝水回收，是一个很复杂的系统工程，必须保证各个环节不出疏漏，才能收到好的效果。该公司生产的产品体现了这一指导思想，因此赢得了客户的赞扬。国家计委非常重视这一技术的应用，并在1999年专门召开了新闻发布会，把冷凝水回收装置作为重要的节能设备在全国进行推广。目前在供热界，蒸汽管道的直埋技术的研制，方兴未艾。作为蒸汽系统的配套系统，冷凝水的回收也应该列入研究的议事日程。很显然，只有冷凝水的回收率有了显著提高，蒸汽供热系统的能效才能提高。因此，冷凝水回收技术的推广、应用，应该是执行《民用建筑节能管理规定》的重要组成部分。