PE SD700系列變頻器在換熱站中的應(yīng)用(一)
一.引言
我國北方大部分地區(qū)冬季時(shí)間長,為滿足城鎮(zhèn)居民的取暖需求,供暖期一般都比較長,因此供暖行業(yè)是一個(gè)能源消耗和污染影響較大的行業(yè)。近些年,國家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保,集中供熱在許多城市得到了普及和發(fā)展,它一方面給城鎮(zhèn)居民提供了可靠的熱源保障,同時(shí)在節(jié)約能源、減少大氣污染等方面也都具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
山西省沁源縣常住人口約4萬人,居民冬季取暖以燃煤為主,不僅浪費(fèi)了大量資源,還會(huì)造成了空氣污染。沁源縣政府從治理環(huán)境污染、改善居民生活出發(fā),以沁新集團(tuán)下屬煤矸石電廠、余熱電廠為熱源廠,從汽輪機(jī)抽汽作為熱源,將發(fā)電后的蒸汽換成高溫水為縣城集中供熱。沁新集團(tuán)對(duì)新上的換熱站采用了變頻技術(shù)和自控技術(shù),不僅提高了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平,而且節(jié)能效益明顯。本文著重介紹SD700系列變頻器在換熱站中的應(yīng)用。
二.換熱站供暖系統(tǒng)的構(gòu)成
通常換熱站有幾套供暖換熱機(jī)組成。每套機(jī)組由換熱器、循環(huán)水泵、各種閥門及一、二次管網(wǎng)和一些測(cè)控儀表等組成。換熱站的作用是從汽輪機(jī)抽蒸汽作為熱源,將一次管網(wǎng)中的熱源通過換熱器使二次管網(wǎng)中的循環(huán)水制熱,再通過循環(huán)泵將二次管網(wǎng)中的高溫水送到十幾公里外的城鎮(zhèn),供應(yīng)居民和單位取暖使用之后,低溫回水又被送回到換熱器再次進(jìn)行熱交換。如果循環(huán)水在循環(huán)過程中發(fā)生不足,補(bǔ)水泵將自動(dòng)啟動(dòng),調(diào)節(jié)二次管網(wǎng)回水狀態(tài),維持水循環(huán)系統(tǒng)的平衡。
本換熱站采用了3臺(tái)400KW的循環(huán)泵組成循環(huán)水系統(tǒng),2臺(tái)5.5KW的補(bǔ)水泵組成補(bǔ)水系統(tǒng)以及3臺(tái)37KW的凝結(jié)泵來輸送冷凝器產(chǎn)生的凝結(jié)水,所有這些水泵的控制,采用的都是西班牙PE電氣公司的低壓交流變頻器,每臺(tái)循環(huán)泵采用一臺(tái)SD700系列450KW,690V低壓變頻器控制,每臺(tái)補(bǔ)水泵采用一臺(tái)SD250系列5.5KW,380V變頻器控制,每臺(tái)凝結(jié)泵采用一臺(tái)SD450系列37KW,380V變頻器控制。在自動(dòng)狀態(tài)時(shí),通過DCS控制系統(tǒng)采集管網(wǎng)壓力和溫度等信號(hào),按照供熱需求給變頻器發(fā)出4-20mA的控制指令,控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和循環(huán)泵輸出流量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的;在手動(dòng)狀態(tài)時(shí),操作員可以通過現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的按鈕進(jìn)行起/停、加/減速控制,人為調(diào)整循環(huán)泵的輸出流量,調(diào)節(jié)供暖溫度。
三.以循環(huán)泵為例,介紹SD700系列變頻器的性能與應(yīng)用
1)控制線路簡(jiǎn)單靈活
有6路多功能數(shù)字信號(hào)輸入和1路電機(jī)PTC輸入。這些數(shù)字輸入可以依照預(yù)設(shè)的配置,進(jìn)行組合編程或者獨(dú)立編程,通過其中一路數(shù)字輸入可以切換DCS控制和手動(dòng)控制功能。另外還有兩路的模擬量輸入,可以接收來自控制系統(tǒng)的控制信號(hào)和反饋信號(hào),它們與數(shù)字輸入端子都帶有光電隔離功能。內(nèi)置的比較器功能可以對(duì)外部變量進(jìn)行比較,比較的結(jié)果能夠激活數(shù)字輸出或者直接控制變頻器的輸出,無須增加輸入輸出信號(hào)和增加外部配線。
2)全面的諧波抑制
由于換熱站自控系統(tǒng)采用了大量的傳感器、變送器,及其他測(cè)控儀器儀表,而變頻器的總?cè)萘坑窒鄬?duì)較大,一般的大功率變頻器如果處理不當(dāng),在運(yùn)行過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾和對(duì)電網(wǎng)的諧波污染,嚴(yán)重時(shí)造成其他設(shè)備的誤動(dòng)作,以及控制和測(cè)量上的誤差,因此,所使用的大功率變頻器必須滿足工業(yè)場(chǎng)合下EMC電磁兼容性的要求,將電磁干擾和諧波控制在一定范圍內(nèi),確保整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。
PE公司的SD700系列變頻器采用了內(nèi)置的交流進(jìn)線電抗器,內(nèi)置的EMC濾波器,內(nèi)置的dv/dt輸出濾波器,全面有效地抑制了諧波和電磁干擾的影響,變頻器柜體采用帶絕緣的全金屬屏蔽層,完全符合EMC工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
我國北方大部分地區(qū)冬季時(shí)間長,為滿足城鎮(zhèn)居民的取暖需求,供暖期一般都比較長,因此供暖行業(yè)是一個(gè)能源消耗和污染影響較大的行業(yè)。近些年,國家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保,集中供熱在許多城市得到了普及和發(fā)展,它一方面給城鎮(zhèn)居民提供了可靠的熱源保障,同時(shí)在節(jié)約能源、減少大氣污染等方面也都具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
山西省沁源縣常住人口約4萬人,居民冬季取暖以燃煤為主,不僅浪費(fèi)了大量資源,還會(huì)造成了空氣污染。沁源縣政府從治理環(huán)境污染、改善居民生活出發(fā),以沁新集團(tuán)下屬煤矸石電廠、余熱電廠為熱源廠,從汽輪機(jī)抽汽作為熱源,將發(fā)電后的蒸汽換成高溫水為縣城集中供熱。沁新集團(tuán)對(duì)新上的換熱站采用了變頻技術(shù)和自控技術(shù),不僅提高了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平,而且節(jié)能效益明顯。本文著重介紹SD700系列變頻器在換熱站中的應(yīng)用。
二.換熱站供暖系統(tǒng)的構(gòu)成
通常換熱站有幾套供暖換熱機(jī)組成。每套機(jī)組由換熱器、循環(huán)水泵、各種閥門及一、二次管網(wǎng)和一些測(cè)控儀表等組成。換熱站的作用是從汽輪機(jī)抽蒸汽作為熱源,將一次管網(wǎng)中的熱源通過換熱器使二次管網(wǎng)中的循環(huán)水制熱,再通過循環(huán)泵將二次管網(wǎng)中的高溫水送到十幾公里外的城鎮(zhèn),供應(yīng)居民和單位取暖使用之后,低溫回水又被送回到換熱器再次進(jìn)行熱交換。如果循環(huán)水在循環(huán)過程中發(fā)生不足,補(bǔ)水泵將自動(dòng)啟動(dòng),調(diào)節(jié)二次管網(wǎng)回水狀態(tài),維持水循環(huán)系統(tǒng)的平衡。
本換熱站采用了3臺(tái)400KW的循環(huán)泵組成循環(huán)水系統(tǒng),2臺(tái)5.5KW的補(bǔ)水泵組成補(bǔ)水系統(tǒng)以及3臺(tái)37KW的凝結(jié)泵來輸送冷凝器產(chǎn)生的凝結(jié)水,所有這些水泵的控制,采用的都是西班牙PE電氣公司的低壓交流變頻器,每臺(tái)循環(huán)泵采用一臺(tái)SD700系列450KW,690V低壓變頻器控制,每臺(tái)補(bǔ)水泵采用一臺(tái)SD250系列5.5KW,380V變頻器控制,每臺(tái)凝結(jié)泵采用一臺(tái)SD450系列37KW,380V變頻器控制。在自動(dòng)狀態(tài)時(shí),通過DCS控制系統(tǒng)采集管網(wǎng)壓力和溫度等信號(hào),按照供熱需求給變頻器發(fā)出4-20mA的控制指令,控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和循環(huán)泵輸出流量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的;在手動(dòng)狀態(tài)時(shí),操作員可以通過現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的按鈕進(jìn)行起/停、加/減速控制,人為調(diào)整循環(huán)泵的輸出流量,調(diào)節(jié)供暖溫度。
三.以循環(huán)泵為例,介紹SD700系列變頻器的性能與應(yīng)用
1)控制線路簡(jiǎn)單靈活
有6路多功能數(shù)字信號(hào)輸入和1路電機(jī)PTC輸入。這些數(shù)字輸入可以依照預(yù)設(shè)的配置,進(jìn)行組合編程或者獨(dú)立編程,通過其中一路數(shù)字輸入可以切換DCS控制和手動(dòng)控制功能。另外還有兩路的模擬量輸入,可以接收來自控制系統(tǒng)的控制信號(hào)和反饋信號(hào),它們與數(shù)字輸入端子都帶有光電隔離功能。內(nèi)置的比較器功能可以對(duì)外部變量進(jìn)行比較,比較的結(jié)果能夠激活數(shù)字輸出或者直接控制變頻器的輸出,無須增加輸入輸出信號(hào)和增加外部配線。
2)全面的諧波抑制
由于換熱站自控系統(tǒng)采用了大量的傳感器、變送器,及其他測(cè)控儀器儀表,而變頻器的總?cè)萘坑窒鄬?duì)較大,一般的大功率變頻器如果處理不當(dāng),在運(yùn)行過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾和對(duì)電網(wǎng)的諧波污染,嚴(yán)重時(shí)造成其他設(shè)備的誤動(dòng)作,以及控制和測(cè)量上的誤差,因此,所使用的大功率變頻器必須滿足工業(yè)場(chǎng)合下EMC電磁兼容性的要求,將電磁干擾和諧波控制在一定范圍內(nèi),確保整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。
PE公司的SD700系列變頻器采用了內(nèi)置的交流進(jìn)線電抗器,內(nèi)置的EMC濾波器,內(nèi)置的dv/dt輸出濾波器,全面有效地抑制了諧波和電磁干擾的影響,變頻器柜體采用帶絕緣的全金屬屏蔽層,完全符合EMC工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
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