应用方案

    概述

 

    集中供热是城市能源建设的一项基础设施，它是以热水和蒸汽为热媒，通过热网向城镇或区域用户供应热能的方式。在东北地区逐步以集中供热取缔供热范围内分散的供热小锅炉，避免因大量新增负荷而将要建设的小锅炉。同时增加了自动控制系统和监控系统，既提高了供热系统的安全可靠性，又保证了供热质量，适应了大城市日益增长的热负荷需要，具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。下面是森岛SD5000系列变频器在沈阳风城市集中供热系统中的应用。该锅炉燃煤控制系统所涉及的炉排和给煤机、鼓风机、引风机、循环水泵和补水泵用变频器全部采用森岛SD5000系列的产品，功率范围从7.5KW到280KW电压等级是380V，整个控制系统采用DCS集中控制，能够实现锅炉的自动燃烧及供热运行。如图所示：

    综合性能比较

 

    在控制上

 

    自动化控制系统配备了现场各类传感器，所有现场数据均通过专用电缆传到计算机及二次显示仪表。水泵、鼓引风机等设备均通过变频器、PLC等来驱动。这样，司炉工完全不必到现场观察数据，调节挡板及阀门等。只需在中央控制室里即可完成全部控制、记录。这样，减轻了工人的工作量又减少了人力资源的浪费。并且操作简单，维护方便，减少事故率。

 

    在节省能源上

 

    由于自动控制系统采用了变频器来调节电机转速，从而也就大量的节省了电能的浪费。在原系统中，每年要有大量的电费浪费在鼓引风机上，这是由其本身 调节方式决定的。

 

    大多数鼓引风都采用老式的降压起动，起动之后投入工频全负荷运行，靠调节风门来达到调节风量的目的。这样既把过多的电能消耗在风门上，又对机械造成了损害。而本系统采用了变频器来达到无级调速改善对机械上的损害。又由于变频器本身的功率因数又较高，并可根据供热系统需要来随时随地改变电机转速，从而达到调节风量的目的。

 

    这样就降低了所需的电量，节省了电能。对于水泵也如此，尤其循环水泵。作为向外网供热并回收冷却水的主力，老式也都是降压起动，全压运行。对于居民来说，并不是所有天气都要求较高的室温。

 

    而且对于逐年的暖冬及变化莫测的天气来说，由变频器来随时调节流量来改变室温，以适应日益苛刻的居民对供暖的要求，实在是迫在眉睫。另外对于补水泵的变频调节，又对锅炉实现了较为准确和安全的压力控制。

 

    而对于炉排的变频控制更是节省了大量的煤炭资源。例如：我公司在吉林地区某45吨锅炉房内3台15吨供热锅炉进行自动化改造后，当地电业部门曾多次更换锅炉房内电表来确认节电的准确性。并最终计算得出，每个采暖期节省的电费要占往年总电费的25%~30%。从而被定为当地标杆暖房。

 

    3 控制原理

 

    该系统的控制算法为模糊控制及智能PID，分析如下

 

    热水锅炉出水温度自动调节

 

    当外部负荷变化时，出水温度随之变化，为了确保锅炉出水水温不随供水量的变化而变化，调节炉排变频器频率输出，控制链条的前进速度，改变进煤量，送风量也随之变化，从而使锅炉出水水温恢复到给定值。

    ① 炉排和分层给煤机

 

    炉排和给煤机控制着锅炉进煤量的变化，为双炉排分层给煤机驱动部分采用森岛SD5000系列3.7KW和2.2KW变频器控制，正常运行时同步调速，也可以单台调试，控制方式采用本柜/现场/DCS三地控制，通过转换开关实现起/停和电机转速调节，并有起停指示，故障报警和急停装置。同时可以通过变频器反馈给DCS系统来监控运行状态。

 

    ② 鼓风和引凤机

 

    鼓风机和引风机控制着锅炉炉膛内的压力，引凤量随着故风量的变化做相应的调整，使锅炉内部始终保持在一定的压力值，确保整个系统的稳定性。其中鼓风机采用森岛SD5000-4T1850G,引风机采用森岛SD5000-4T2800G的变频器控制。故引风机通过外部电路互锁控制，通过转换开关实现三地控制，并且能通过DCS监控到电机的工作状况。