1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鍋爐房循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分摘要：分布式變頻循環(huán)系統(tǒng)是一種新型的循環(huán)泵運(yùn)行系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的供熱循環(huán)系統(tǒng)相比，具有節(jié)約電能、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。本文對(duì)兩種運(yùn)行方式進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)分布式循環(huán)系統(tǒng)的適應(yīng)性提出分析。關(guān)鍵詞：供熱 分布式變頻 節(jié)能1前言循環(huán)系統(tǒng)是集中供熱鍋爐房非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前廣泛使用的是集中循環(huán)系統(tǒng)，隨著集中供熱鍋爐房的供熱規(guī)模和供熱面積不斷擴(kuò)大，循環(huán)系統(tǒng)的能耗增加較大，同時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)也比較困難。分布式變頻循環(huán)系統(tǒng)開(kāi)始得到逐步應(yīng)用。2集中循環(huán)系統(tǒng)目前，集中供熱鍋爐房循環(huán)系統(tǒng)主要是采用在鍋爐房設(shè)循環(huán)水泵，根據(jù)系統(tǒng)最大循環(huán)水量和最不利環(huán)路阻力損失來(lái)選擇循環(huán)水泵的流量、

2、揚(yáng)程和臺(tái)數(shù)。以?xún)膳_(tái)鍋爐和三個(gè)熱用戶(hù)的供熱系統(tǒng)為例，常規(guī)集中循環(huán)系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖和水壓圖見(jiàn)下圖。循環(huán)水泵流量q為系統(tǒng)總的循環(huán)水量，循環(huán)水泵揚(yáng)程h承擔(dān)鍋爐的壓力損失、最不利環(huán)路的管網(wǎng)壓力損失和最不利用戶(hù)的資用壓頭。近端熱用戶(hù)1和用戶(hù)2采用調(diào)節(jié)閥增加管路的壓力損失，以消耗掉該用戶(hù)的剩余壓頭h1、h2，以消耗更多的電能為代價(jià)，達(dá)到各熱用戶(hù)的水力平衡。這種循環(huán)方式還存在以下缺點(diǎn)：由于近端熱用戶(hù)過(guò)多的資用壓頭沒(méi)有很好的調(diào)節(jié)手段，僅靠調(diào)節(jié)閥無(wú)法準(zhǔn)確的控制各熱用戶(hù)的循環(huán)水量，造成熱用戶(hù)用熱不均衡。由于水力失衡容易造成末端用戶(hù)資用壓頭不足，為改善供熱效果，往往實(shí)際循環(huán)水量高于設(shè)計(jì)循環(huán)水量，進(jìn)而形成大流量、小溫差的運(yùn)

3、行方式。鍋爐房低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，最低循環(huán)水量往往大于運(yùn)行鍋爐循環(huán)水量，為確保鍋爐安全運(yùn)行，通常打開(kāi)其它鍋爐作為旁路進(jìn)行循環(huán)，浪費(fèi)電能。3分布式變頻泵系統(tǒng)近幾年出現(xiàn)了循環(huán)系統(tǒng)分段設(shè)水泵，在熱源和熱用戶(hù)處分別設(shè)循環(huán)泵，分布式變頻泵系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖和水壓圖見(jiàn)下圖。分布式變頻泵系統(tǒng)的基本原理是：利用分布在熱力站的循環(huán)水泵取代熱力站的調(diào)節(jié)閥。每臺(tái)鍋爐分別設(shè)置鍋爐循環(huán)水泵，鍋爐循環(huán)泵僅需克服鍋爐及鍋爐房?jī)?nèi)部的壓力損失。用戶(hù)循環(huán)泵需提供熱力站的資用壓頭和外部管網(wǎng)的壓力損失，所有泵均設(shè)置變頻，使熱力站的循環(huán)水量滿(mǎn)足實(shí)際需求，做到量體裁衣。和集中循環(huán)系統(tǒng)最大的區(qū)別在于熱源端的供水溫度、循環(huán)水量和用戶(hù)端的供水溫度、循環(huán)水

4、量均可不同。熱源端和用戶(hù)端的供水溫度和流量均可根據(jù)要求自行調(diào)節(jié)。熱源端運(yùn)行是量調(diào)節(jié)，熱源端根據(jù)實(shí)際熱負(fù)荷確定鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)，同時(shí)確保鍋爐進(jìn)出水溫差接近鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)，運(yùn)行時(shí)單爐配單泵，鍋爐的循環(huán)水量按設(shè)計(jì)循環(huán)水量運(yùn)行，使鍋爐在高效區(qū)運(yùn)行。用戶(hù)端運(yùn)行是質(zhì)調(diào)節(jié)的方式，用戶(hù)端供水溫度即鍋爐房供水溫度根據(jù)室外環(huán)境溫度確定。循環(huán)水量是根據(jù)鍋爐房的供水溫度和室外環(huán)境溫度、二級(jí)管網(wǎng)的供回水溫度通過(guò)變頻控制用戶(hù)側(cè)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速來(lái)確定。在系統(tǒng)供回水管網(wǎng)合適的位置設(shè)置均壓管。均壓管是分布式變頻泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)鍋爐房供水溫度（熱源端供水溫度)和鍋爐供水溫度的混水裝置，同時(shí)也能起到穩(wěn)壓作用，減少管路間水力工況相互干擾。分布式變頻

5、泵系統(tǒng)克服了集中循環(huán)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時(shí)和集中循環(huán)系統(tǒng)相比，安全性更高。鍋爐循環(huán)泵的揚(yáng)程減少了約2/3, 使鍋爐房?jī)?nèi)管道運(yùn)行壓力降低。一級(jí)管網(wǎng)壓力也隨之降低, 有利于供熱系統(tǒng)安全運(yùn)行。分布式變頻泵供熱系統(tǒng)的循環(huán)系統(tǒng)耗電根據(jù)管網(wǎng)形式不同耗電不同，循環(huán)系統(tǒng)耗電與常規(guī)集中循環(huán)系統(tǒng)相比可減少2050%，節(jié)電效果顯著。系統(tǒng)水力狀況得到改善, 避免了一級(jí)管網(wǎng)水力失調(diào),。鍋爐可運(yùn)行在高效區(qū)，燃燒效率高，一般可節(jié)約燃煤10%左右，節(jié)約燃料。4設(shè)計(jì)實(shí)例分析根據(jù)分布式循環(huán)系統(tǒng)原理對(duì)2個(gè)已建集中供熱鍋爐房進(jìn)行改造。通過(guò)對(duì)2個(gè)已建的供熱鍋爐房的分布變頻改造節(jié)能比較，分析分布式變頻循環(huán)系統(tǒng)的適應(yīng)性。4.1 1號(hào)鍋爐房1號(hào)鍋

6、爐房總規(guī)模為145mw。鍋爐房目前帶7座熱力站，總供熱面積108×104m2。鍋爐房供熱管網(wǎng)示意圖見(jiàn)圖3。改造后鍋爐房原有循環(huán)水泵停用，在鍋爐房供回水母管上設(shè)置均壓管。每臺(tái)鍋爐分別設(shè)置2臺(tái)循環(huán)水泵，一用一備，每臺(tái)水泵流量?jī)H承擔(dān)單臺(tái)鍋爐的循環(huán)水量，揚(yáng)程承擔(dān)鍋爐至平衡管間的壓降。每座熱力站一次水供水增加2臺(tái)變頻循環(huán)水泵，一用一備，循環(huán)水泵流量承擔(dān)熱力站的一次水循環(huán)水量，揚(yáng)程承擔(dān)熱力站至鍋爐房均壓管間的壓降。鍋爐房原有運(yùn)行2臺(tái)280kw水泵，最大運(yùn)行功率560kw，循環(huán)系統(tǒng)總耗電為222×104kw.h，改為分布式變頻循環(huán)系統(tǒng)后，最多運(yùn)行12臺(tái)循環(huán)水泵，最大運(yùn)行功率472kw，所

7、有水泵均變頻運(yùn)行，循環(huán)系統(tǒng)耗電148×104kw.h。年節(jié)電74×104kw.h，年節(jié)電33%，年節(jié)約電費(fèi)50.23萬(wàn)元。總投資720萬(wàn)元，投資回收期為14年，回收期較長(zhǎng)，是一個(gè)節(jié)電不節(jié)錢(qián)的項(xiàng)目。4.2 2號(hào)鍋爐房2號(hào)鍋爐房供熱規(guī)模為3×46+3×70mw。帶20座換熱站，供熱面積為345.3×lo4m2。已有4臺(tái)280kw和3臺(tái)710kw循環(huán)水泵。鍋爐房供熱管網(wǎng)示意圖見(jiàn)圖4。改造后，鍋爐房原有的循環(huán)水泵停用，鍋爐和各換熱站設(shè)一次水循環(huán)水泵。循環(huán)系統(tǒng)的計(jì)算用電負(fù)荷從1917kw降至887.7 kw，節(jié)電53%。由于改造后新增水泵均采用變頻運(yùn)行，

8、還將節(jié)能2530%，預(yù)計(jì)年節(jié)電479.3×104kwh，年節(jié)約電費(fèi)325.9萬(wàn)元。總投資1753.87萬(wàn)元，投資回收期為5.38年。投資回收期短，經(jīng)濟(jì)效益好。5結(jié)論集中循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)最不利環(huán)路的壓力損失來(lái)確定循環(huán)水泵的揚(yáng)程。在設(shè)計(jì)工況下，為了滿(mǎn)足最不利環(huán)路的資用壓頭，其它支路的壓頭往往大于實(shí)際需求，且離熱源愈近，富余的壓頭愈大。對(duì)于這些富余的壓頭，往往是通過(guò)減小支路管徑，或采用閥門(mén)節(jié)流等增大阻力的方式消耗的，以達(dá)到環(huán)路之間的平衡。而最不利環(huán)路的流量往往只占系統(tǒng)總流量的很小一部分，為了這一小部分的流量，其它流量只好通過(guò)水泵達(dá)到較高的勢(shì)能，再用增大阻力的方式消耗掉，造成很大的浪費(fèi)。分布式變

9、頻循環(huán)系統(tǒng)換熱站循環(huán)泵需提供換熱站的資用壓頭和外部管網(wǎng)的壓力損失，所有泵均設(shè)置變頻，使熱力站的循環(huán)水泵揚(yáng)程滿(mǎn)足實(shí)際需求，做到量體裁衣。分布式變頻泵系統(tǒng)節(jié)電主要是靠減少了集中供熱系統(tǒng)中近端用戶(hù)閥門(mén)減壓消耗的電能。當(dāng)熱網(wǎng)中需要減壓近端熱用戶(hù)較多，遠(yuǎn)端熱用戶(hù)少的系統(tǒng)可獲得較高的節(jié)能效果。從1號(hào)鍋爐房供熱管網(wǎng)示意圖（圖3)可以看出鍋爐房位于整個(gè)供熱區(qū)域的中部，各熱力站供熱管網(wǎng)壓力損失相差不大，因此1號(hào)鍋爐房分布式變頻泵系統(tǒng)改造節(jié)能效果不能達(dá)到分布式變頻泵系統(tǒng)的理想效果。2號(hào)鍋爐房位于整個(gè)供熱區(qū)域的東北角，采用集中供熱循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)于近端用戶(hù)，由于外網(wǎng)提供的壓頭過(guò)高，如：14號(hào)換熱站外網(wǎng)的壓頭高達(dá)493.2kpa，而14號(hào)換熱站實(shí)際僅需要35.8kpa，則外網(wǎng)提供的壓頭92.7%都屬于富余壓頭；15號(hào)、16號(hào)換熱站的外網(wǎng)壓頭高達(dá)712.2kpa，而15號(hào)、16號(hào)換熱站實(shí)際僅需要13.6kpa，則外網(wǎng)提供的壓頭98.1%都屬于富余壓頭，只有通過(guò)閥門(mén)減壓。經(jīng)過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，循環(huán)泵提供的揚(yáng)程60.66%都被調(diào)節(jié)閥所消耗掉，造成極大的浪費(fèi)。分布式循環(huán)系統(tǒng)可以避免該部分能耗，改造節(jié)能效果明顯。隨著分布式