差壓變送器

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某小區(qū)換熱站二次網(wǎng)差壓變送器節(jié)能運(yùn)行方式分析

作時(shí)間:2019-07-31  來源:  作者:
   

 摘 要:通過實(shí)際案例,以實(shí)際數(shù)據(jù)分析換熱站差壓變送器運(yùn)行頻率,找到合適的差壓變送器運(yùn)行工況與管路特性匹配點(diǎn)。在不影響供熱效果的前提下,使換熱站內(nèi)二次網(wǎng)差壓變送器節(jié)能運(yùn)行,降低耗電量,提高經(jīng)濟(jì)效益。G4G壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
引言
 
隨著供熱面積逐年快速增加和城市集中供熱的快速發(fā)展,區(qū)域性換熱站數(shù)量越來越多,電費(fèi)份額在總消耗費(fèi)用中占比愈發(fā)巨大,直接影響企業(yè)效益。換熱站主要用電設(shè)備是差壓變送器電機(jī)和各種監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)設(shè)備。其中差壓變送器電機(jī)耗電量占總耗電量近90%以上。并且,多數(shù)換熱站在建設(shè)時(shí)為保證供熱效果良好,對(duì)差壓變送器的選型參數(shù)都會(huì)超出實(shí)際所需型號(hào),導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)耗電量過大,F(xiàn)就通遼市某小區(qū)為例,在如何保證供熱效果的前提下,針對(duì)差壓變送器節(jié)能運(yùn)行,展開研究。
 
1 小區(qū)供熱現(xiàn)狀
1.1 小區(qū)現(xiàn)狀
某小區(qū)建于2007年,總供熱面積為1.24 萬m2。小區(qū)內(nèi)共6棟樓,其中商鋪1棟(臨街商鋪),辦公樓1棟(街道辦事處)。住宅樓3棟(南樓、北樓、紡織住宅樓),其中,住宅樓均為1~6層建筑。用戶室溫平均在24 ℃以上。采暖期為10月15日~4月15日。小區(qū)樓宇分布及管道走向示意圖如圖1所示。
樓宇分布及管道走向示意圖
1.2 換熱站情況
該換熱站內(nèi)共1套機(jī)組,該機(jī)組配備2臺(tái)30 kW變頻差壓變送器,額定流量200 m3/h,1用1備。板式換熱器換熱面積共110 m2。調(diào)整前換熱站運(yùn)行參數(shù)如表1所示。
 
1.3 管網(wǎng)情況
某小區(qū)共15座閥門井,閥門260個(gè),樓宇總井和單元井閥門均為閘板閥,所有閥門均處于#大開啟度。半數(shù)以上閥門銹蝕較為嚴(yán)重,無法進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。小區(qū)內(nèi)二次網(wǎng)管網(wǎng)圖缺失,無法進(jìn)行詳細(xì)水力計(jì)算。
 
2 調(diào)整原理分析
管網(wǎng)系統(tǒng)的特性,由管路本身所決定,和差壓變送器的本身無關(guān)。但是,供熱工程中的循環(huán)流量及克服管網(wǎng)阻力損失所需揚(yáng)程又必須由差壓變送器提供。將差壓變送器的特性曲線和管路特性曲線共同繪制在一張坐標(biāo)圖上,如圖2所示。曲線1是管路特性曲線,曲線2是差壓變送器特性曲線,A點(diǎn)表明所選定差壓變送器可以提供V1大小的流量和H1大小的揚(yáng)程,如果A點(diǎn)代表參數(shù)能滿足供熱系統(tǒng)要求,而又處在水泵的高效區(qū)域范圍內(nèi),這樣的安排是恰當(dāng)?shù)模?jīng)濟(jì)的。A點(diǎn)就是循環(huán)水泵的工作點(diǎn),應(yīng)等于供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)下的循環(huán)流量。
循環(huán)泵特性及管路特性曲線
由于差壓變送器的工作點(diǎn)由管路特性與差壓變送器特性共同確定,因此改變?nèi)魏我环N特性都可以改變水泵的工作點(diǎn)。
 
(1)改變管網(wǎng)特性。曲線3是改變了管網(wǎng)特性曲線,如實(shí)際供熱負(fù)荷小于設(shè)計(jì)負(fù)荷,關(guān)小差壓變送器出入口閥門,或由于支路泄漏切斷支路,管網(wǎng)總阻抗增大,特性曲線變陡,與水泵特性曲線交于點(diǎn)B,此時(shí)差壓變送器流量將減少,揚(yáng)程增加。
(2)改變差壓變送器的特性曲線。在不同差壓變送器電機(jī)頻率下,對(duì)應(yīng)不同差壓變送器葉輪轉(zhuǎn)速。曲線4是低于額定轉(zhuǎn)速曲線2的一種工況特性。但要注意的是,差壓變送器的極限轉(zhuǎn)速就是額定轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速的調(diào)整,應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速的30%范圍內(nèi)。水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整由于管網(wǎng)特性未發(fā)生變化,所以不會(huì)改變各分支流量分配比例。
 
3 調(diào)節(jié)過程
(1)檢查小區(qū)內(nèi)供熱閥門開關(guān)及銹蝕情況并進(jìn)行記錄,對(duì)換熱站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行檢查。對(duì)無法進(jìn)行靈活操作的設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。
(2)通過天氣預(yù)報(bào)確定近日室外天氣無較大變化,平均氣溫均在-3 ℃左右。保持一次網(wǎng)流量和供水溫度不變。
(3)差壓變送器頻率由45 Hz降至40 Hz,待管網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定后,二網(wǎng)供回水溫差為1.3 ℃,對(duì)調(diào)節(jié)后用戶室內(nèi)溫度無明顯變化,均在24~26 ℃。
(4)將差壓變送器頻率由40 Hz降至35 Hz,管網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定后,換熱站內(nèi)供回水溫差為1.5 ℃,小區(qū)管網(wǎng)前端用戶供熱溫度在24~26 ℃,末端樓宇被測(cè)用戶室內(nèi)溫度在23~24 ℃,水平水力失衡現(xiàn)象開始顯現(xiàn)。
(5)將差壓變送器頻率由35 Hz降至30 Hz,待管網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定后,換熱站內(nèi)二網(wǎng)供回水溫差為1.5 ℃。前端用戶室內(nèi)溫度在23~25 ℃,末端用戶室內(nèi)溫度在21~23 ℃,同樓不同單元也出現(xiàn)冷熱不均現(xiàn)象。水平水力失衡現(xiàn)象開始明顯。
(6)對(duì)小區(qū)內(nèi)二次網(wǎng)進(jìn)行水平水力平衡調(diào)整,充分循環(huán)后,使各單元回水溫度差異保持在2 ℃以內(nèi)。經(jīng)測(cè)量,換熱站內(nèi)供回水溫差為1.6 ℃,用戶室溫均在23~24 ℃以內(nèi),不同樓層間雖有溫度差異但同樓層之間溫度近似。
(7)為驗(yàn)證差壓變送器能否在低頻狀態(tài)下正常運(yùn)行,遂將差壓變送器頻率由30 Hz降至20 Hz,此頻率下差壓變送器與電機(jī)發(fā)生共振現(xiàn)象,已嚴(yán)重影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,再次將差壓變送器頻率調(diào)至35 Hz,并一直以此頻率運(yùn)轉(zhuǎn)。
(8)將換熱站自動(dòng)控制重新投入循環(huán)2周后,戶外平均溫度為-5~-7 ℃以內(nèi),換熱站二網(wǎng)供水溫度為43.8 ℃,回水溫度為41.3 ℃ ;再次入戶進(jìn)行測(cè)溫,室內(nèi)溫度均處于23~25 ℃,各分支回水溫度差在0~2 ℃之內(nèi)。
 
4 數(shù)據(jù)分析結(jié)果
(1)數(shù)值有效。shou先,以上數(shù)據(jù)都是經(jīng)過校準(zhǔn)后儀表進(jìn)行測(cè)量,都是真實(shí)有效數(shù)值。
(2)二次管網(wǎng)水力平衡調(diào)整。在本次設(shè)備調(diào)試前期,盡管降頻操作帶來了差壓變送器轉(zhuǎn)速的降低。但是,管網(wǎng)特性并未發(fā)生變化,所以并未打破管網(wǎng)系統(tǒng)原有流量分配狀態(tài),即各用戶流量分配比例不會(huì)發(fā)生改變。因此,前期小區(qū)內(nèi)無用戶反映不熱情況,是因?yàn)樾^(qū)內(nèi)管網(wǎng)鋪設(shè)半徑小,差壓變送器流量過大,使#不利循環(huán)支路都處于過供狀態(tài)。在經(jīng)過降頻調(diào)整后管網(wǎng)水平水力分配失衡情況凸顯。需進(jìn)行二次網(wǎng)水力平衡調(diào)整,進(jìn)行管網(wǎng)流量再分配。平衡后,可再次進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。由此,也說明若想進(jìn)一步對(duì)差壓變送器進(jìn)行降頻節(jié)能調(diào)節(jié),需搭配相應(yīng)二網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)。
(3)耗電量同期對(duì)比。本次調(diào)整時(shí)間是在11月中旬開始,但從整個(gè)采暖季與上一采暖季相比,節(jié)約電量49 266 kWh,節(jié)約電費(fèi)為51 314.85元人民幣。該換熱站耗電量同期對(duì)比圖如圖3所示,同期對(duì)比數(shù)據(jù)如表2所示。
 
(4)設(shè)備調(diào)整建議。差壓變送器電機(jī)不同頻率下功率對(duì)比如表3所示。在二次網(wǎng)水平水力失衡的情況下,小區(qū)#不利支路仍能保持供熱效果,說明供熱設(shè)備選型過大,存在選型不當(dāng)情況。由于功率過高導(dǎo)致耗電量急劇增加,造成大量經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此,需更換差壓變送器。
循環(huán)泵電機(jī)不同頻率下功率對(duì)比
5 結(jié)語
對(duì)于該地區(qū)換熱站運(yùn)行及設(shè)備情況,換熱站差壓變送器降頻節(jié)能運(yùn)行具有很大的可行性。而且,此項(xiàng)節(jié)能措施具有很高的經(jīng)濟(jì)性,操作簡單,效果明顯?梢猿蔀橥苿(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。
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