2018立冬已過,冬季正式來臨,北方某些地方已經(jīng)開始大雪紛飛。在北方,鍋爐供暖關(guān)系到千家萬戶的日常工作和生活。尤其是大片集中供熱系統(tǒng)中,對恒壓恒溫控制及可靠性要求高。新科瑞c500-z中壓變頻器系列(功率范圍:45kW~800kW)可滿足鍋爐大功率風(fēng)機水泵的需求,成熟的技術(shù)和穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝,確保了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
下圖是新科瑞400kw變頻器在山東某市供熱有限公司項目的應(yīng)用現(xiàn)場圖片:
中國是一個高速發(fā)展中的發(fā)展中國家,獨特的國家狀況要求我們國家的城市化率保持在一個較高的水平上,同時,在較快的實行城市化率保持在一個較高的水平上,同時,在較快的實行城市化的同時不能造成環(huán)境的污染,并且在城市中大力推行節(jié)能技術(shù),在這種大背景下,中國北方地區(qū)的冬季采暖問題上大力推廣集中供熱的技術(shù)。
集中供熱通常是指熱源廠(發(fā)電廠或者大型鍋爐房)通過城市高溫?zé)峁艿缹崴椭粮骶用裥^(qū),企業(yè)中的換熱站,在換熱站內(nèi),高溫管道中的熱水與供熱用戶室內(nèi)暖氣片的熱水管通過換熱器交換熱量。經(jīng)過換熱后,二次網(wǎng)中熱水流入各熱用戶。
熱源廠、換熱站的鍋爐鼓、引風(fēng)機、補水泵、循環(huán)水泵往往是耗能大戶,如果采用直接啟動或普通軟啟動器啟動,由于不能調(diào)速運行,所以往往需要用閥門進行節(jié)流控制,造成了能源浪費。如果采用變頻調(diào)速的方法,雖然初期采購成本高一些,但是由于變頻調(diào)速的節(jié)能特點,在當(dāng)今全世界范圍內(nèi)能源緊缺的形勢下,變頻器具有很好的推廣價值。
1、變頻器的選型方法
選擇變頻器時必須要充分了解變頻器所驅(qū)動的負載特性。生產(chǎn)機械分為3中類型:恒轉(zhuǎn)矩負載、恒功率負載、風(fēng)機水泵負載。集中供熱行業(yè)大部分負載屬于風(fēng)機水泵負載,例如鍋爐送、引風(fēng)機、循環(huán)水泵、換熱站循環(huán)水泵等。在各種風(fēng)機、水泵、油泵中,隨葉輪的轉(zhuǎn)動,空氣或液體在介質(zhì)一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度平方成正比。隨著速轉(zhuǎn)的減小,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小。這種負載所需的功率與速度的三次方成正比。
當(dāng)所需風(fēng)量、流量變化時,利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量,可以大幅度的節(jié)約電能,由于高速時所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快,與速度的三次方成正比,所以通常不應(yīng)使風(fēng)機、泵類負載在工頻一下運行。
電動機在拖動這類負載時,應(yīng)以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。另外,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電動機的功率因素和效率變壞。因此用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時,應(yīng)考慮到這種情況,適當(dāng)留有余量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。
此外,還須注意以下幾點:
(1)變頻器若要長電纜運行時,此時應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
(2)選擇變頻器時,一定要注意其防護等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則到現(xiàn)場的灰塵、水會影響變頻器的長久運行。
(3)關(guān)于進線電抗器的選擇,一般廠家介紹電抗器的選擇標(biāo)準(zhǔn)時,往往要求計算系統(tǒng)的短路容量,實際上經(jīng)常因為缺少參數(shù)而導(dǎo)致這個值無法計算。所以,一般情況下還是加上進線電抗器較為妥當(dāng),一來對變頻器是個保護,二來也可以減小諧波對周圍設(shè)備的影響。變頻器生產(chǎn)廠家一般都同時生產(chǎn)變頻器裝置和變頻器柜機,如果選用柜機產(chǎn)品,一定要根據(jù)實際需要選擇好需要的附件,例如操作面板、電抗器,甚至接線端子排等都是作為附件或選件供貨,如果不提前約定選好,供貨以后再增加就困難了。如果選用變頻器裝置,就要和成套商約定成柜的標(biāo)準(zhǔn),包括進線開關(guān)、接觸器、控制按鈕、指示燈等的品牌,還要按照變頻器特點選擇電抗器、操作面板等。
2、變頻器的調(diào)試
在風(fēng)機水泵的變頻器應(yīng)用中,一般功能不太復(fù)雜,所以調(diào)試也簡單?,F(xiàn)在變頻器生產(chǎn)廠家較多,品牌也較多,但是調(diào)試步驟都大同小異,只是叫法不太一樣。一般來說,新變頻器進行調(diào)試應(yīng)該包括幾個步驟。
首先,拿到變頻器后應(yīng)該先進行工廠復(fù)位操作,將參數(shù)復(fù)位到出廠缺省設(shè)置,做到心里有底,以防萬一有人動過參數(shù),避免不必要的失誤。
其次,為了使變頻器參數(shù)適應(yīng)所對應(yīng)的電動機,應(yīng)該按照產(chǎn)品說明書的步驟對電機進行參數(shù)設(shè)置和電動機辨識。參數(shù)設(shè)置是將電機銘牌數(shù)據(jù)輸入變頻器;電動機辨識需要啟動變頻器,由變頻器進行電動機的參數(shù)計算和測量。如果用到矢量控制,好需要進行調(diào)節(jié)器的自動優(yōu)化。需要注意的是,辨識是需要將電機同風(fēng)機、水泵等負載脫開的。
做完上述工作后,就需要對其進行功能設(shè)置,例如啟??刂?、調(diào)速給定以及反饋信號的設(shè)置等等。將上述工作一一做好,就可以投入運行了。
3、變頻器的使用維護注意事項
集中供熱行業(yè)的特點非常明顯,通常每年停機檢修時間較長。為了安全穩(wěn)定運行,保證可靠供暖,變頻器的使用維護方面需要多加注意。
首先,變頻器的安裝位置切記要遠離有可能出現(xiàn)淋水的地方。例如,不要把變頻器安裝在水管的下面,因為水管的表面有可能結(jié)露。禁止把變頻器安裝在濕度過大和有可能出現(xiàn)結(jié)露的地方。
如果變頻器的存放時間超過2年后進行安裝,您必須對其中的電容器重新進行處理。
在每年投運之前,一定要檢查變頻器是否具備送電條件,尤其防止經(jīng)過夏天停運造成的潮濕。還有留意鼠患,查看電纜等部位是否有老鼠咬過。
在檢修時,可以按照下述步驟進行:
(1)環(huán)境狀況:環(huán)境溫度、濕度、腐蝕性氣體,油霧,導(dǎo)電粉塵等;
(2)主回路電壓,控制電路電壓是否正常;
(3)主回路接線端子接觸是否良好,有無松動,過熱跡象;
(4)主回路接線端子與接地端子間電阻;
(5)柜內(nèi)母排有無移位現(xiàn)象,是否有異物,線路表皮有無破損,裂縫,劣化,變色等;
(6)端子排有無脫落,損傷,修飾;
(7)電容器組有無漏液,破損,膨脹,安全閥是否突出;
(8)整流與逆變模塊有無短路,斷路,裂縫或變色;
(9)預(yù)充電阻有無變色,破裂,斷裂;
(10)撥動風(fēng)機轉(zhuǎn)動是否靈活,是否有異響,異常震動;
(11)電路板元件有無相碰,線路板有無銹蝕,有無集塵;
(12)操作面板有無變淡缺劃現(xiàn)象;
(13)電動機及電纜的接線端子是否松動,過熱現(xiàn)象,對地的絕緣電阻;
(14)裝置運行時是否有異常聲響,異常震動,異味味道及異常溫升;
(15)裝置運行時變壓器及電抗器是否有異常聲響,異常味道及異常溫升;
(16)裝置運行時風(fēng)機是否有異常聲響,異常震動。風(fēng)量是否足。(風(fēng)機有使用壽命);
(17)裝置運行時電動機是否有異常聲響,異常味道及異常溫升,異常震動;
(18)停機后是否有凝露現(xiàn)象,若有,一定不能上電及運行。需配加熱裝置或空調(diào)。
4、關(guān)于變頻器的節(jié)能
目前我國北方供熱期變?yōu)槲鍌€月,在較為暖和的月份,實際是有節(jié)能空間的。
風(fēng)機、水泵的負載特性屬于平方轉(zhuǎn)矩型,其性能參數(shù)的變化遵循比例定律:流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比;壓頭(揚程)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比;軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。
當(dāng)通過降低電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量時,可以大幅降低電機輸出功率,達到節(jié)能的目的。
但在實際應(yīng)用中,由于風(fēng)機(水泵)受系統(tǒng)參數(shù)及運行工況限制,不能簡單套用比例定律估斷節(jié)能效果,應(yīng)將實際工況轉(zhuǎn)化成相似的工況后,再用比例定律計算。在節(jié)能效果的考核方面,除考慮變頻調(diào)速節(jié)約能源外,還需要綜合考慮應(yīng)用變頻器的綜合經(jīng)濟效益。應(yīng)用變頻器后,抵消除供水系統(tǒng)中的水錘效應(yīng),從而延長水泵、管路、閥門的使用壽命。采用變頻調(diào)速后,生產(chǎn)機械在運行過程中的平均轉(zhuǎn)速下降,故磨損減少,壽命延長。而且,有經(jīng)驗表明,當(dāng)鍋爐鼓、引風(fēng)機采用變頻控制,可以使煤燃燒充分,煙囪里不再冒黑煙,并且因為平均轉(zhuǎn)速降低了,噪音也大為下降。
5、采用變頻器時市場的要求
近年來,我國城市建設(shè)迅猛發(fā)展,在城市的局部拆遷與建設(shè)不確定因素增加,低層建筑與高層建筑交錯并存,它們對于供熱介質(zhì)—熱水的參數(shù)要求差別很大,特別是出回水的壓力及補水的壓力,如果達不到各自用戶的要求,將造成一定的社會矛盾,同時,有的開發(fā)商開發(fā)面積很大,但供熱面積卻是每年增加,特別是第一年供熱面積占總開發(fā)面積的比例很低,為此,供熱設(shè)備應(yīng)有較強的可調(diào)節(jié)性,直流調(diào)速設(shè)備由于各種原因在熱力工程中不具備使用條件,只有變頻器才能滿足實際需求。
6、采用變頻器是技術(shù)進步的要求
由于我國的技術(shù)進步,各行各業(yè)都盡量節(jié)約人力,將原先人工的部分工作智能化,傳統(tǒng)的設(shè)備無法接受模擬量的自動信號,變頻器的產(chǎn)生解決了這一問題。
近年來,國家及地方的規(guī)范也隨著技術(shù)進步不斷提高。所有新建的住宅樓都要求分戶計量,但老住宅卻無法實現(xiàn)分戶計量,試想一下,在一定的區(qū)域內(nèi),在相同的時段內(nèi),新住宅住戶都關(guān)閉或調(diào)小自家的供熱閥門,舊住宅戶卻無法調(diào)節(jié)自家的熱水流量,那么,整個的供熱管網(wǎng)將處于失控的狀態(tài)。國家越來越將供熱服務(wù)商品化,以低成本提供高品質(zhì)的服務(wù),只能系統(tǒng)被大量運用,傳統(tǒng)的設(shè)備不能與之匹配,只能被淘汰。