集中供熱之循環水泵變頻控制優化探討

    在供熱的熱力系統中，循環水泵的選擇尤為重要。由于供熱公司換熱站主要耗能設備是循環水泵，循環泵的參數是通過對二次網進行水力計算確定的，但實際運行過程中，循環泵各項參數并不能與二次網實現高度的匹配。這是由于管道自身特性、施工差異以及調節方式等因素導致的。

    目前，國內供熱系統二次網側的調節仍處于發展階段，循環泵頻率主要靠運行人員經驗或站內二次側供回水母管壓差進行調節，效果都不理想。

    主要原因是運行人員不知道調節到什么程度而不影響正常的供熱。因此，為保證用戶能夠穩定供熱，換熱站循環泵運行頻率往往高于實際需求值。在二次網平衡的調節中，初步解決了二次網樓棟間水力失調的問題，但該兩種閥門無測量信號輸出，無法準確知道二次網資用壓頭的情況。

    在循環泵工頻運行和依靠運行人員經驗的調節方式中換熱站和二次網分別調節，必然出現循環泵頻率不能與二次網匹配的情況。雖然實現了循環泵的頻率隨二次網的適應性調整，但站內供回水壓差與用戶端的壓差相差很大，該調節方式也不能體現用戶端的實際情況。所以，換熱站循環泵即使實現了變頻運行，我們也無法判定二次網用戶的資用壓頭是否處于合理區間。

    在沒有末端資用壓頭作為依據的情況下，為保證用戶用熱效果，換熱站循環泵運行頻率高于實際需求值，末端資用壓頭較高，須通過平衡閥消耗剩余資用壓頭，而這部分剩余資用壓頭來自于循環泵消耗的電能，這種情況下就造成了電能的浪費。

    從上述分析可以看出，換熱站循環泵調節不能與二次網實現匹配的原因是我們無法獲取末端用戶的資用壓頭以及末端平衡閥的開度情況。因此通過在樓棟熱力入口設置壓力測點測量末端樓棟熱力入口資用壓頭，以此作為循環泵頻率調節的依據，可實現循環泵的精確調節，從而達到節能降耗的目的。

    在二次網末端樓棟熱力入口平衡閥前后各安裝一塊供回水差壓表，分別測量平衡閥前后壓差，以此判定末端資用壓頭是否滿足需求以及平衡閥是否處于全開狀態，控制器采集壓差信號并進行分析，實現循環泵的自動調節。

    在二次網啟動初期，所有平衡閥流量值或壓差值設定完成后，啟動循環泵并逐步提高運行頻率，此時末端平衡閥前后壓差隨循環泵頻率的提高而增加，當水力工況達到樓棟熱力入口流量或壓差設定值時，在平衡閥的作用下平衡閥后用戶側供回水壓差不再變化，平衡閥前壓差仍處于增加狀態，此過程中控制器始終監測平衡閥前后差壓表參數。

    當出現上述情況時，控制器控制循環泵頻率不再增加，此時末端用戶資用壓頭恰能滿足用戶需求。

    隨著供熱系統熱計量方式的推廣，二次網水力工況處于動態變化狀態，用戶可根據需求進行自主調節。

    當用戶供熱需求上升、二次網流量增加時，末端樓棟熱力入口差壓表、壓差值將同時降低，控制器控制循環泵提高運行頻率，當平衡閥后差壓表壓差值恢復至設定值時，控制器穩定循環泵頻率。

    當用戶供熱需求降低、二次網流量減少時，末端樓棟熱力入口差壓表壓差值將增加，在平衡閥的作用下，差壓表壓差值保持不變，出現此情況時，控制循環泵降低運行頻率，當平衡閥后差壓表壓差值開始降低時，停止循環泵頻率調節，并將循環泵頻率恢復至平衡閥后壓差開始降低前的頻率。

     針對上述兩種運行工況，通過控制器對循環泵頻率進行自動精細化調節，二次網系統水力工況進入新的穩定狀態。在二次網負荷的波動情況下，該種調節方式可以及時對整個二次系統的水力工況和熱力工況進行調整，不會對用戶供熱效果產生影響。

    通過以上分析可以看出，以二次網末端資用壓頭為目標進行循環泵頻率調節既不會出現因二次網末端資用壓頭過高而浪費能源的情況，也不會出現資用壓頭過低不能滿足用戶需求的情況發生。因此該種調節方式既能滿足用戶需求，又能達到節能降耗的目的。

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