变频技术在集中供热系统节能运行中的应用研究

摘要

在我国城市集中供热系统中，大多数管网仍以手动阀门作为管网流量调节手段，普遍存在节流损失大、水力失调、输送效率低、能耗高等问题。采用动态调节阀、使用变频调速技术进行调节控制是一种比较理想的调节方法。本文根据水泵变频调节的节能原理，通过改变水泵电机频率调节循环水泵的转速，改变水泵扬程和流量以满足供热系统的要求。 本文结合包头市热力总公司阿东热源厂的具体情况，对供热管网进行水力工况分析计算，分析了改造前采用定流量运行、分阶段改变流量运行和变频调节运行等情况下输送能耗的变化。通过计算得出，改造前定流量情况下水力平衡后输送能耗可节省45﹪，供热量节约12﹪。改造后变频调节运行的输送能耗比变频前可节省54﹪，由于循环水量的减少变频调节后的供热量比变频前减少23．3﹪。 通过对改造方案的经济性分析，总投资在一个采暖季内即可得到回收，具有较好的经济性，值得推广应用。

目录

文摘

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北京建筑工程学院硕士学位论文原创性声明

1绪论

1.1课题研究意义

1.1.1变频调速技术

1.1.2变频调速技术在供热管网中的应用

1.1.3变频调速技术在供热管网中的发展前景

1.2变频调速技术国内外研究现状

1.2.1变频调速技术的发展过程

1.2.2变频调速技术国内外研究现状

1.3课题来源和目的

1.4研究内容和方法

2水泵变频调速节能原理

2.1水泵变频调速节能原理

2.2变频调速循环水泵工作原理

2.2.1变频调速的原理

2.2.2变频调速的实现

2.3水泵变频调速循环系统节能效果

2.4水泵变频调速运行方案

2.4.1流量的主动调节

2.4.2流量的被动调节

2.5变频调速系统存在的问题及解决办法

2.5.1水泵变频调速自身的能量损耗

2.5.2水泵变频调速范围

2.5.3水泵变频调速效率变化特性

2.6本章小结

3供热管网的水力工况与热力工况分析

3.1包头市热力总公司热网现状

3.1.1包头市气候条件

3.1.2包头市社会经济条件

3.1.3包头市供热现状

3.1.4多热源联网技术

3.2水力计算与水力平衡调节

3.2.1水力失调调节措施

3.2.2阿东热源厂水力计算及分析

3.2.3水力平衡对供热管网节电节热量影响的量化计算

3.3供热管网水力工况分析

3.3.1定流量运行时水力工况

3.3.2分阶段改变流量时水力工况

3.3.3水泵采用变频时水力工况

3.3.4三种情况下的水力工况分析对比

3.4供热管网的热力工况分析

3.5本章小结

4年耗电量供热量计算分析

4.1定流量运行年耗电量计算

4.2分阶段改变流量运行年耗电量计算

4.3进行变频调节运行年耗电量计算

4.4.三种情况下管网运行经济性比较

4.5改造建议及效益分析

4.5.1.热源循环水泵改造方案

4.5.2.变频装置改造

4.5.3.节能效益分析

4.6本章小结

5结论

5.1节省的电量和热量及静态投资回收期

5.1.1水力平衡后节电节热量

5.1.2变频调节运行节电节热量

5.1.3静态投资回收期

5.2进一步的建议

致谢

参考文献

附录

研究生期间发表的论文