“分布变频泵供热系统”的节能原理和应用研究.ppt

以“分布变频泵技术”为特征的 供热系统研究 祝贺内蒙古自治区暖通空调协会成立,一、前言,近年间，我们参于设计和运行了多套“分布变频供热系统”和 “二级泵供热系统”。通过对这些系统从设计到运行的全过程跟踪，我们认为：充分利用“分布变频供热系统”和“二级泵供热系统”的合理组合不仅可以发挥它们节约输送电能和降低“热源热网”匹配电耗的各自优点之外，实际上我们认为 “这种更能够适应我国供热特点的新的供热工艺系统正在酝酿大规模的发展” ！其生命力之强大表现为：每位参于这种系统设计方案的热力公司都表现出了兴奋的应用和推广热情，它带给供热良好的调节性和大幅度的成本下降具有不能抗拒的号召力。 组合使用“分布变频供热系统”和“二级泵供热系统”特别适用于大型集中锅炉房供热系统。利用二级泵系统把热源和一次网柔性的连接方式很好的解决了初、末寒期启动部分锅炉的小流量运行和一次网运行流量的不一致难题，热源和热网之间的连接仅呈现为能量的传递、其流量可以独立运行、互不影响；而利用分布变频供热系统又可以方便的面对供热对象的不断变化，甚至可以启动量调节供热运行，显然这正是大型集中锅炉房节能供热希望的特点。 对于热电联产供热网通常可以直接使用“分布变频供热系统方案”，在利用它原理性节电传输能量优点的同时可以方便的面对用户网的变化、快速的完成热网的粗平衡调节。但对一些特定的热电供热网情况，巧妙使用“分布变频供热系统”和“二级泵供热系统”的组合也会收到很好的效果。 总之，“分布变频供热系统”和“二级泵供热系统”的供热系统方案为我们提供了一种供热系统的全新工艺结构方案。本文在概括的回顾了这两种系统的工作原理基础上进一步介绍了它们的一些应用，也希望通过对这些实例的介绍能够引起大家的关注、对大家的供热工作有所帮助。,二、分布变频泵供热系统技术的节电运行原理,分布变频供热系统不同于传统供热系统，它的基本系统特点是把传统供热系统中包含热源和一次网的集中大循环水泵分解为安装在各热力站一次网侧的多个配套了变频控制器的小水泵，如下图1“传统供热系统的一次网循环水泵配置和分布变频供热系统的循环水泵配置”所示。 (a)传统供热系统 （b）分布变频泵系统 图1 传统供热系统的一次网循环水泵配置和分布变频供热系统的循环水泵配置,由图1可见，配置传统循环水泵供热系统需要在确定了供热系统的水压图基础上通过确定一次网最大循环水量qmax和满足最不利环路压力要求的系统扬程hmax后确定。 传统循环水泵的功率n1为式（1） n1= qmax * hmax （1） 而对于由各热力站一次网循环水泵组成循环水系统的分布变频 供热系统，其循环水量 由各热力站流量求和确定，式（2） qmax = qi = q1+ q2 + + qn （2） 由各个热力站小循环泵确定的供热水系统总功率n2可由式（3）确定 n2(qi * hi)= q1*h1 + q2*h2 + + qn*hmax （3） 因此可以得到不等式（4） n1 n2 （4） 由不等式（4）给出了分布变频供热系统降低了把热能传输到各热力站的电能消耗的工作原理。显然，其节电的本质是解决了集中热源循环泵方案根据最不利环路压力要求的设计带给其余所有热力站过大的资用压力（这些过大的资用压力几乎全部需要安装在各热力站的阀门消耗）。进一步分析表明：比较一个优秀的集中热源循环泵传统设计和分布变频系统设计，仅就水泵装机功率比较集中热源循环泵系统也比分布变频系统多出20以上，若考虑到实际运行产生的节能效果，实际节约的比例会更大。,三、二级泵供热系统技术的节电运行原理,热源和热网的运行流量通常是不一致的，并且经常以热网的运行流量为设计依据要求热源与其相适应，而这实际是办不到的。因此就有即造成了电能浪费、又影响了热源高效率运行的结果。 二级泵供热系统结构很好的解决了这个难题。其系统结构如图2所示 图2 二级泵系统结构方案,分析一座由四台百吨锅炉热源、供热面积500万平米的供热系统的运行。 （例如、呼和浩特富泰热力公司光明网）,四、混合应用分布变频泵技术和二级泵系统技术的供热系统实例,例1、图3是我们为张家口开发区热力公司的热电联产供热网设计的一个混合使用了分布变频泵供热系统和二级泵供热系统应用实例。实际运行情况表明了这个设计是可靠和实用的。 图3 张家口双热源 “分布变频泵两级泵” 热电联产供热系统方案,例2、图4是我们给朝阳开发区热力公司500万平米锅炉供暖系统和土哈油田140万热网的总体方案，这也是包含了分布变频泵和二级泵系统的柔性供热系统，图中热源是6台80吨往复炉排锅炉（土哈热网的热源是7台20吨链条炉）。 图4、土哈油田和朝阳开发区热力公司500万平米锅炉供暖系统的总体方案,五 、特点综合 1、分布变频泵技术方案通过在各热力站安装小循环泵的运行方式取代传统的统一大循环泵的运行方式有效的解决了各热力站富裕资用压力造成的大量电能浪费，降低了供热成本； 2、二级泵技术方案以混水方式实现了热源向热网传递热量的同时解决了热源运行流量长期受困于热网运行流量的难题。从而很好的解决了在供热运行中热网流量超出锅炉额定流量引起的电能浪费。也解决了锅炉可以根据供热量需要的合理组合运行和高效运行问题。 3 、组合应用“分布变频泵技术方案”和“二级泵技术方案”的供热系统在上述优点的支持下实质性的改变成了一种柔性的供热系统。这个系统允许热网可以根据平衡需要，随意调节各热力站的运行流量（也可以在计算机管理系统的统一管理下方便的实现大温差的量调节供热），并且不会出现管道压力大幅度波动的安全问题。 4、 在“分布变频泵技术方案”的支持下，这种组合应用“分布变频泵技术方案”和“二级泵技术方案”的供热系统的热网大局粗平衡调节工作实际上可以随着各热力站循环泵的启动而告完成，大面积过热和过冷的问题将不再会发生！ 5、“分布变频泵技术方案”的使用也自动形成了热网计算机科学化管理体系的控制执行体系，从而有效的支持了热网科学化管理体系的建立和运行。 写给内蒙古暖通空调协会成立大会 2008年11月15日,高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。 现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。 卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到2530m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.0080.01mm，重复定位精度0.0040.005mm。 落地式铣镗床铣刀 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。 当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。 传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。 高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，