變頻器及PLC系統(tǒng)在熱力站控制中的設計分析

在城市集中供熱系統(tǒng)中，熱力站作為熱網(wǎng)系統(tǒng)面對系統(tǒng)熱用戶最后一級調節(jié)單元，熱力站的控制效果直接決定熱用戶的采暖效果。在熱力站自控系統(tǒng)中，一次網(wǎng)流量控制回路主要通過調節(jié)一次回水調節(jié)閥來實現(xiàn)。二次網(wǎng)的調節(jié)回路則是通過調節(jié)二次網(wǎng)循環(huán)泵及補轉速來實現(xiàn)。一次網(wǎng)的控制指令主要由熱網(wǎng)調度中心根據(jù)全網(wǎng)平衡算法下發(fā)，而二次網(wǎng)循環(huán)泵及補水泵轉速則由站內PLC系統(tǒng)依據(jù)各熱力站所帶熱網(wǎng)的實際情況計算得出。

　　在間連熱網(wǎng)熱力站中，二次網(wǎng)供回水壓力、溫度及流量均是影響供熱效果的重要因素，而二次網(wǎng)各供參數(shù)的調節(jié)主要是依靠對二次網(wǎng)循環(huán)泵及補水泵的控制。傳統(tǒng)的熱力站控制中，循環(huán)泵與補水泵一般都采用工頻泵，系統(tǒng)在設計選型時已經(jīng)決定了系統(tǒng)二次網(wǎng)的主要參數(shù)，但是相對的，系統(tǒng)的適應性、擴展性及各參數(shù)的精確調整均受到極大限制。介紹自控系統(tǒng)及變頻器在熱力站控制中的應用。

　　制冷快報統(tǒng)計間連型熱力站自控系統(tǒng)按設備類型分，可分為：溫度、壓力變送器，流量計，電動調節(jié)閥，循環(huán)泵及補水泵;按控制回路分，則可分為：一次網(wǎng)流量控制回路、二次網(wǎng)循環(huán)控制回路、二次網(wǎng)定壓回路。

　　熱力站自控系統(tǒng)結構如下圖。

　　熱力站控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　1、一網(wǎng)回路控制：

　　熱力站的一次網(wǎng)回路控制，主要是熱負荷控制。通過控制調節(jié)一次網(wǎng)回路上的電動調節(jié)閥，來調節(jié)流過熱力站的一次熱水的流量。在全網(wǎng)控制系統(tǒng)中，全網(wǎng)控制中心根據(jù)目前室外溫度情況，參考熱源的運行情況及各熱力站反饋的二次網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，計算出各熱力站一次網(wǎng)控制閥門的開度指令或二次網(wǎng)目標控制溫度。熱力站系統(tǒng)根據(jù)全網(wǎng)控制中心下發(fā)的指令，調節(jié)一次網(wǎng)流量調節(jié)閥，從而實現(xiàn)全熱網(wǎng)的熱資源均勻分配。

　　一次網(wǎng)回路控制中主要的參考對象為熱力站一、二次網(wǎng)供回水溫度;一網(wǎng)控制的對象為一次網(wǎng)調節(jié)閥;控制目的為提供熱力站必須的供暖熱量。

　　2、二次網(wǎng)循環(huán)泵控制：

　　熱力站系統(tǒng)二次網(wǎng)循環(huán)泵是通過變頻器來調速。

　　傳統(tǒng)熱力站系統(tǒng)循環(huán)泵通常采用工頻泵，循環(huán)泵選定后，熱力站二次網(wǎng)的流量無法進行調整，從而造成熱力站系統(tǒng)無法根據(jù)室外溫度及實際供熱需求來調整，造成熱力及電力資源的浪費。而且大功率的工頻泵在起停時會對電網(wǎng)造成沖擊。

　　目前，熱力系統(tǒng)自控改造中，對15KW以上的循環(huán)泵普遍使用變頻控制。一般的循環(huán)泵均采用壓差控制方式，即循環(huán)泵的轉速受二次網(wǎng)供回水壓差調整。壓差控制的方式可以通過調節(jié)循環(huán)泵轉速，調節(jié)二網(wǎng)流量以滿足供熱需求，從而減少浪費。

　　在熱力站循環(huán)泵控制中，我們采用供回水溫差結合供回水壓差控制的方式。

　　熱力站控制系統(tǒng)根據(jù)各系統(tǒng)的實際情況，設定一個供回水壓差目標值。設定此供回水壓差值以滿足二次管網(wǎng)的供暖水循環(huán)。在此基礎上，熱力站PLC系統(tǒng)通過測量二次網(wǎng)供回水溫差來對循環(huán)泵進行修正。當二網(wǎng)供回水溫差偏大時，則需提高循環(huán)泵轉速，加大二網(wǎng)流量，提高二網(wǎng)回水溫度，改善供熱效果;當二網(wǎng)供回水溫差過小時，需適當降低循環(huán)泵轉速，減小二次網(wǎng)的流量，實現(xiàn)小流量大溫差的運行模式。這種調整可以起到節(jié)約電能及熱能的效果，在大型熱網(wǎng)中，這種節(jié)能手段就能取得可觀的效果。