基于变频技术的供热节能系统的研究与设计

【摘要】：因具有良好的无极调速、可实现大功率电机的软启动和显著节电等优点,变频器在供热系统中所占地位日益重要。目前我国集中供热系统整体水平较低,从热源、热网、到热用户,都存在着很大的提升改进空间,如热源系统的自动化程度低、能源转化率低、热网输送能耗大这些问题既造成能源浪费,又隐含安全隐患等诸多问题。本文针对锅炉控制系统中的变频设计方案和热网传输的新工艺——分布式变频改造方案围绕节能主题进行了工程化的研究。 变频器在供热系统中起着改变负载电机转速、调节系统风量、水量、煤量等来响应系统负荷变化的作用,与以往的风门挡板、非线性阀门等执行装置比较更加准确便捷。虽不同品牌变频器外观和具体功能有所差别,但控制方式大致可分为面板控制、端子控制和现场总线控制三种方式,因总线控制方式具有稳定可靠、操作简单、维护方便、提高系统自动化程度等诸多优点,采用现场总线控制已成为供热锅炉系统发展趋势。传统供热系统一次网普遍是采用主循环泵推送的输配方式,各换热站从一次网取热多少由调节阀的开度决定,造成热网近端压头损失严重、水力失衡、可扩展性差和供热系统能效低下等不可避免的缺点。为克服以上缺点,分布式变频加压输配系统应运而生,该设计以各热用户按需用热“抽取”的方式,解决了前述诸多弊端,并具有系统更安全、易扩展等多种优点。 本文以葫芦岛市某热力公司供热锅炉系统的变频设计和大连某高校的供热系统一次网输配改造为研究内容进行工程应用研究。实现了对锅炉的风机水泵给煤炉排的Profibus现场总线通讯方式的变频控制,系统更加方便可靠且易于控制。对供热一次网供热输配系统进行分布式变频加压方式改造,较改造前节约输配电耗14.73%,并具有便于调节、提升供热质量等多种优点。本案例对供热企业的技术改造有良好的借鉴意义。 【关键词】：供热系统 变频技术 分布式变频 现场总线 节能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU995
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 课题的研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-16
• 第二章 变频技术在供热系统中的应用16-24
• 2.1 变频器工作原理16-18
• 2.1.1 三相电机调速原理16-17
• 2.1.2 变频器变频调速原理17-18
• 2.2 供热系统概述18-21
• 2.2.1 锅炉系统工作原理19-20
• 2.2.2 热网系统工作原理20-21
• 2.3 现场总线技术21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 锅炉系统现场总线控制方案设计24-46
• 3.1 硬件选型24-27
• 3.1.1 控制器选型24-25
• 3.1.2 变频器选型25-27
• 3.2 系统软件平台27-29
• 3.3 Profibus总线控制设计29-41
• 3.3.1 系统网络构架29-31
• 3.3.2 程序块功能分配与定义31-34
• 3.3.3 变频器Profibus通信设计34-41
• 3.4 系统调试与运行41-45
• 3.4.1 上下位机通讯调试41-43
• 3.4.2 主从站变频器控制调试43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 分布式变频加压输配系统的研究与应用46-58
• 4.1 传统方式供热输配系统46-48
• 4.2 分布式变频加压供热输配系统48-56
• 4.2.1 分布式变频加压输配系统分析48-54
• 4.2.2 方案对比分析54-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-62
• 致谢62

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