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【摘要】: 2016年工业园对科技楼采暖系统进行升级改造。原有采暖系统中的敞开式高位自动补水系统,已无法满足正常采暖系统的工作需要,为此我们决定对敞开式高位自动补水系统改造。
【关键词】: 补水箱自动控制 变频调速器
1、隔膜式密闭压力膨胀水箱的电气控制
隔膜式密闭压力膨胀水箱,外部为密闭的金属压力容器,内为充气(氮气)的丁晴橡胶胶囊,具有良好的屈挠性和耐温老化性,补水罐的底部进水处加装压力传感器,控制自动补水和高压排泄,补水箱和软水箱之间加装泄压电磁阀,一但回水系统超压,电磁阀开起泄压,保证采暖系统的正常运行。
当采暖系统运行过程中,由于水温的变化及管网渗漏等原因,将会引起系统水容量和压力(回水)的变化,并直接影响密闭式膨胀水箱的水容量,通过控制密闭式膨胀水箱的水容量,就能控制膨胀水箱的压力,也就是系统的回水压力,因此控制密闭式膨胀水箱水压的变化,就能够控制整个系统的压力,使之保持在安全范围内运行。
我们在回水系统中设置4个水压控制点,(密闭膨胀水箱内压力与之相同)由电接点式压力表控制,压力控制点如下所示。
P1 :低水压报警压力 2.3kg
当低于此压力时发出报警信号,系统为非正常运行(采暖高度为22米换算为2.2kg压力)。
P2 :补水泵起泵压力2.4kg
当回水压力低于此压力时,补水泵自动开起,补水泵对系统进行补水。
P3: 补水泵停泵压力2.6kg
当回水系统中的压力高于此压力时,补水泵自动停止补水。
P4 :高压报警.泄压压力2.8kg。
当水压高于此压力时,(系统为过压故障运行,可能导致设备的损坏)迅速开起泄压电磁阀,同时报警。
当采暖系统开始供热时,系统内的水受热膨胀。膨胀的水量可以通过密闭式水箱在P2和P3之间进行调节,当密闭式膨胀水箱的压力升至P4时,压力传感器将信号传入控制系统,发出报警信号,同时泄压电磁阀迅速开起,将膨胀水箱内多余的水量排泄到软化水箱中,此时罐内的压力会逐渐下降,当水压降至P4值以下时电磁阀自动关闭,报警信号消失。
当正常运行时,由于水温的变化或采暖管网的渗漏造成系统的亏水,回水压力会逐渐下降,当压力降至P2值以下时,压力传感器将信号传入控制系统,控制系统起动补水泵自动补水,当系统中回水压力升至P3值时,压力传感器将信号传入控制系统,控制水泵停止补水,如此循环往复,确保采暖供热系统在一定压力下安全运行。
2、 恒压采暖循环泵的电气改造
1)原设计为2台15kW的循环加压泵,一用.一备,起动方式为直接起动,故起动电流较大,对电网冲击较大,为了改善电网的供电质量,也为降低改造成本(如换成较小水泵原水泵将被闲置,并且不易控制到所需要的压力设置值),于是我们只选用一台变频调速器,但是,必须加以电气控制,使1号泵或2号泵只能经变频调速器调速后,单独运行。
2)运行方式分为两种方式,每种方式分为1泵或2泵单独运行
一种方式为直接起动,(原运行方式不变)另一种为经过变频调速器变频恒压运行,为了使该系统中的循环泵经变频后安全正常运行,我们在原有的电气回路中,增加了2个交流接触器,(km3)和(km4)分别控制和切换1号泵或2泵经变频器调速后,单独运行,同时我们在(km3)和(km4)之间,加装电气互锁装置,还在原运行方式和变频调速运行方式之间,加装互锁装置,如果1号泵km3变频调速运行时,2泵km4不能工作,原1泵km1,原2泵km2,也不能工作,如果2泵km4变频调速运行时,1号泵km3不能工作,原1泵km1,原2泵km2,也不能工作,为了防止因调速器故障(只加装1台调速器),造成停止供暖现象,在紧急情况下,还能切换成原直接起动方式,继续供暖,在原直接起动方式下,变频调速器不能工作。通过以上的电气改造,增大了采暖系统的供暖可靠性连续性。
3)原循环泵功率为15kW ,我们选择了15kW富士FRN15P11S-4CX变频调速器,压力传感器为TKGFIDM量程0-1Mpa,用于控制循环泵的转速以达到恒压的目的,变频调速器的主回路,控制回路FWD和CM用于调速器的启动,13号端子提供(+DC10v)电压。C1端子则提供4—20mA电流信号输入,用于自动控制变频调速器的频率改变。
4)变频调速器的主要技术参数设定
F00(数据保护):设定值0 可以改变数据。
F01(频率设定1)设定值0 键盘面板(Λ V )键设定。 F02(运行操做):设定值1 有外部端子(FWD)输入正向运行 命令。
F03(最高频率)设定值 50Hz。
F04(基本频率)设定值50Hz 输出额定电压是输出的频率。
F05(额定电压)设定值380V 电动机的额定电压。
F06(最高输出电压)设定值 380V。
F07(加速时间)设定值15秒。
F08(减速时间)设定值10秒。
F09(转矩提升)设定值0.9 风机和水泵负载用的转矩特性。
F10(电子热继电器)设定值1 动作。
F11(电子热继电器)设定值37.5A 电机的额定电流。
F12(电子热继电器1热常数t1)设定值5Min 150% 电流连续过流时,电子热继电器动作时间。
F13(电子热继电器1制动电阻用)设定值0 不动作。
F14(瞬时停电再起动)设定值5 检出欠电压后,保护功能不动作,停止输出,电压恢复后,按起动频率再次起动。
F15(上限频率)设定值50Hz 变频器输出的上限值。
F16(下限频率)设定值25Hz 变频器输出的下限值,频率过低时可能导致因冷却不良,电机过热。
F17(设定增益)设定值100%。
F18(频率偏置)设定值 0Hz。
E40(显示系数A)定值10.00 作为PID调节器的反馈量,设定显示数据的最大值,即压力传感器的最大量程。
E41(显示系数B)设定值 0 作为PID的调节反馈量,设定显示数据的最小值,即压力传感器的最小量程。
E42(显示滤波)设定值 1秒 消除数据变化的瞬间有些不必要的显示数据。
P01(极数)设定值 4 使LED能正确的显示电机的转速。
H20(PID模式)设定值1 正动作PID输出100%时,变频器输出的最高频率,用键盘面板(Λ V)健设定。
H21(反馈选择)设定值1 控制端C1正动作时,电流(4-20mA)相对应反馈量为(0-100%)。
H22(PID控制P增益)设定值1.5 P大时反应速度快,过大时将会产生振幅。
H23(PID控制I-积分时间)设定值2.0秒 决定动作效果的大小,积分时间大时反应迟缓,过小时将产生振幅。
H24(PID控制D-微分时间)设定值0.5秒 使发生偏差时P动作引起的振幅很快的衰减,但过大时反而引起振幅。
H25(反馈滤波) 设定值 1秒 增加PID控制系统的稳定性,过大时反应较差。
5) 变频器的调试
首先应认真检查所有改造后的电气回路接线是否正确,调速器的各种技术参数设定是否正确,确认无误后起动变频调速器运行,观察各种运行数据是否正确,尤其是PID控制压力值,是否与实际相符,如压力振幅过大,将减小(p增益)或增大(I积分时间)或减小(D微分时间)直至取得良好的恒压效果。
6)循环水泵变频运行的良好效果
由于采用了变频调速,改变了以往直接起动对电网的冲击,也减少了水泵机械部分的磨损,提高了机械设备的使用寿命,由于加装了压力传感器,自动控制变频调速器的频率,使采暖系统中的出口水压恒定为6kg,减少了整个采暖管网的故障率,增大了采暖系统的供热可靠性。
三 结束语
通过两个采暖季的运行,改造后的采暖系统运行良好,基本上满足了我公司采暖的需求。密闭式膨胀水箱从根本上消除了,原高位水箱因种种原因造成的水箱溢水,浪费能源的严重情况,为本单位节约了宝贵的水资源,还由于加装了变频器进行恒压控制,减少了因管网破损的维修费用和循环泵的维修费用,同时也降低了循环泵的功率,据测算水泵平均功率下降4KW,一个采暖季以120天计算,两个采暖季共节约了23040KW/h电能。
结束语:
以上是对采暖系统设备改造的一些粗浅看法,可能还有一些不完善的地方,一定会认真学习更多的电气知识,努力工作,希望老师多提宝贵意见。
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