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1、以“分布變頻泵技術(shù)”為特征的供熱系統(tǒng)研究 祝賀內(nèi)蒙古自治區(qū)暖通空調(diào)協(xié)會(huì)成立,李 志 高昆生 谷守棣 2008年11月15日,一、前言,近年間，我們參于設(shè)計(jì)和運(yùn)行了多套“分布變頻供熱系統(tǒng)”和 “二級(jí)泵供熱系統(tǒng)”。通過對(duì)這些系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到運(yùn)行的全過程跟蹤，我們認(rèn)為：充分利用“分布變頻供熱系統(tǒng)”和“二級(jí)泵供熱系統(tǒng)”的合理組合不僅可以發(fā)揮它們節(jié)約輸送電能和降低“熱源熱網(wǎng)”匹配電耗的各自優(yōu)點(diǎn)之外，實(shí)際上我們認(rèn)為 “這種更能夠適應(yīng)我國供熱特點(diǎn)的新的供熱工藝系統(tǒng)正在醞釀大規(guī)模的發(fā)展” ！其生命力之強(qiáng)大表現(xiàn)為：每位參于這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的熱力公司都表現(xiàn)出了興奮的應(yīng)用和推廣熱情，它帶給供熱良好的調(diào)節(jié)性和大幅度的成本

2、下降具有不能抗拒的號(hào)召力。 組合使用“分布變頻供熱系統(tǒng)”和“二級(jí)泵供熱系統(tǒng)”特別適用于大型集中鍋爐房供熱系統(tǒng)。利用二級(jí)泵系統(tǒng)把熱源和一次網(wǎng)柔性的連接方式很好的解決了初、末寒期啟動(dòng)部分鍋爐的小流量運(yùn)行和一次網(wǎng)運(yùn)行流量的不一致難題，熱源和熱網(wǎng)之間的連接僅呈現(xiàn)為能量的傳遞、其流量可以獨(dú)立運(yùn)行、互不影響；而利用分布變頻供熱系統(tǒng)又可以方便的面對(duì)供熱對(duì)象的不斷變化，甚至可以啟動(dòng)量調(diào)節(jié)供熱運(yùn)行，顯然這正是大型集中鍋爐房節(jié)能供熱希望的特點(diǎn)。 對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)供熱網(wǎng)通常可以直接使用“分布變頻供熱系統(tǒng)方案”，在利用它原理性節(jié)電傳輸能量優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)可以方便的面對(duì)用戶網(wǎng)的變化、快速的完成熱網(wǎng)的粗平衡調(diào)節(jié)。但對(duì)一些特定的熱電

3、供熱網(wǎng)情況，巧妙使用“分布變頻供熱系統(tǒng)”和“二級(jí)泵供熱系統(tǒng)”的組合也會(huì)收到很好的效果。 總之，“分布變頻供熱系統(tǒng)”和“二級(jí)泵供熱系統(tǒng)”的供熱系統(tǒng)方案為我們提供了一種供熱系統(tǒng)的全新工藝結(jié)構(gòu)方案。本文在概括的回顧了這兩種系統(tǒng)的工作原理基礎(chǔ)上進(jìn)一步介紹了它們的一些應(yīng)用，也希望通過對(duì)這些實(shí)例的介紹能夠引起大家的關(guān)注、對(duì)大家的供熱工作有所幫助。,二、分布變頻泵供熱系統(tǒng)技術(shù)的節(jié)電運(yùn)行原理,分布變頻供熱系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)，它的基本系統(tǒng)特點(diǎn)是把傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中包含熱源和一次網(wǎng)的集中大循環(huán)水泵分解為安裝在各熱力站一次網(wǎng)側(cè)的多個(gè)配套了變頻控制器的小水泵，如下圖1“傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)循環(huán)水泵配置和分布變頻供熱系

4、統(tǒng)的循環(huán)水泵配置”所示。 (a)傳統(tǒng)供熱系統(tǒng) （b）分布變頻泵系統(tǒng) 圖1 傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)循環(huán)水泵配置和分布變頻供熱系統(tǒng)的循環(huán)水泵配置,由圖1可見，配置傳統(tǒng)循環(huán)水泵供熱系統(tǒng)需要在確定了供熱系統(tǒng)的水壓圖基礎(chǔ)上通過確定一次網(wǎng)最大循環(huán)水量Qmax和滿足最不利環(huán)路壓力要求的系統(tǒng)揚(yáng)程Hmax后確定。 傳統(tǒng)循環(huán)水泵的功率N1為式（1） N1= Qmax * Hmax （1） 而對(duì)于由各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水泵組成循環(huán)水系統(tǒng)的分布變頻 供熱系統(tǒng)，其循環(huán)水量 由各熱力站流量求和確定，式（2） Qmax = Qi = Q1+ Q2 + + Qn （2） 由各個(gè)熱力站小循環(huán)泵確定的供熱水系統(tǒng)總功率N2可由式（3）

5、確定 N2(Qi * Hi)= Q1*H1 + Q2*H2 + + Qn*Hmax （3） 因此可以得到不等式（4） N1 N2 （4） 由不等式（4）給出了分布變頻供熱系統(tǒng)降低了把熱能傳輸?shù)礁鳠崃φ镜碾娔芟牡墓ぷ髟怼ｏ@然，其節(jié)電的本質(zhì)是解決了集中熱源循環(huán)泵方案根據(jù)最不利環(huán)路壓力要求的設(shè)計(jì)帶給其余所有熱力站過大的資用壓力（這些過大的資用壓力幾乎全部需要安裝在各熱力站的閥門消耗）。進(jìn)一步分析表明：比較一個(gè)優(yōu)秀的集中熱源循環(huán)泵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和分布變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，僅就水泵裝機(jī)功率比較集中熱源循環(huán)泵系統(tǒng)也比分布變頻系統(tǒng)多出20以上，若考慮到實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生的節(jié)能效果，實(shí)際節(jié)約的比例會(huì)更大。,三、二級(jí)泵供熱系統(tǒng)

6、技術(shù)的節(jié)電運(yùn)行原理,熱源和熱網(wǎng)的運(yùn)行流量通常是不一致的，并且經(jīng)常以熱網(wǎng)的運(yùn)行流量為設(shè)計(jì)依據(jù)要求熱源與其相適應(yīng)，而這實(shí)際是辦不到的。因此就有即造成了電能浪費(fèi)、又影響了熱源高效率運(yùn)行的結(jié)果。 二級(jí)泵供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)很好的解決了這個(gè)難題。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示 圖2 二級(jí)泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案,分析一座由四臺(tái)百噸鍋爐熱源、供熱面積500萬平米的供熱系統(tǒng)的運(yùn)行。 （例如、呼和浩特富泰熱力公司光明網(wǎng)）,四、混合應(yīng)用分布變頻泵技術(shù)和二級(jí)泵系統(tǒng)技術(shù)的供熱系統(tǒng)實(shí)例,例1、圖3是我們?yōu)閺埣铱陂_發(fā)區(qū)熱力公司的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱網(wǎng)設(shè)計(jì)的一個(gè)混合使用了分布變頻泵供熱系統(tǒng)和二級(jí)泵供熱系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。實(shí)際運(yùn)行情況表明了這個(gè)設(shè)計(jì)是可靠和實(shí)用的。

7、 圖3 張家口雙熱源 “分布變頻泵兩級(jí)泵” 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱系統(tǒng)方案,例2、圖4是我們給朝陽開發(fā)區(qū)熱力公司500萬平米鍋爐供暖系統(tǒng)和土哈油田140萬熱網(wǎng)的總體方案，這也是包含了分布變頻泵和二級(jí)泵系統(tǒng)的柔性供熱系統(tǒng)，圖中熱源是6臺(tái)80噸往復(fù)爐排鍋爐（土哈熱網(wǎng)的熱源是7臺(tái)20噸鏈條爐）。 圖4、土哈油田和朝陽開發(fā)區(qū)熱力公司500萬平米鍋爐供暖系統(tǒng)的總體方案,五 、特點(diǎn)綜合 1、分布變頻泵技術(shù)方案通過在各熱力站安裝小循環(huán)泵的運(yùn)行方式取代傳統(tǒng)的統(tǒng)一大循環(huán)泵的運(yùn)行方式有效的解決了各熱力站富裕資用壓力造成的大量電能浪費(fèi)，降低了供熱成本； 2、二級(jí)泵技術(shù)方案以混水方式實(shí)現(xiàn)了熱源向熱網(wǎng)傳遞熱量的同時(shí)解決了熱源運(yùn)行

8、流量長期受困于熱網(wǎng)運(yùn)行流量的難題。從而很好的解決了在供熱運(yùn)行中熱網(wǎng)流量超出鍋爐額定流量引起的電能浪費(fèi)。也解決了鍋爐可以根據(jù)供熱量需要的合理組合運(yùn)行和高效運(yùn)行問題。 3 、組合應(yīng)用“分布變頻泵技術(shù)方案”和“二級(jí)泵技術(shù)方案”的供熱系統(tǒng)在上述優(yōu)點(diǎn)的支持下實(shí)質(zhì)性的改變成了一種柔性的供熱系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)允許熱網(wǎng)可以根據(jù)平衡需要，隨意調(diào)節(jié)各熱力站的運(yùn)行流量（也可以在計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下方便的實(shí)現(xiàn)大溫差的量調(diào)節(jié)供熱），并且不會(huì)出現(xiàn)管道壓力大幅度波動(dòng)的安全問題。 4、 在“分布變頻泵技術(shù)方案”的支持下，這種組合應(yīng)用“分布變頻泵技術(shù)方案”和“二級(jí)泵技術(shù)方案”的供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)大局粗平衡調(diào)節(jié)工作實(shí)際上可以隨著各熱力