变频器在供热系统补水泵补水定压控制中的应用

    热水供热系统在运行中失水是不可避免的，如果不及时补水，系统压力就会下降，从而导致不能正常运行。补水泵定压就是通过补水泵间断或不间断地向系统补充热媒，保证供热系统在规定的压力下运行。而对补给水泵的控制，在电气设计中一般可采用以下几种控制方式。    (1)手动控制    这种控制方式的优点是：使用的电气元件少、接线简单、设备的故障率低、一次性投资少、便于维护。缺点是：需要运行人员不断地观察管网的压力情况，当管网的压力变化时．需人工频繁操作补给水泵的启、停。长期使用这种控制方式，不但会给运行人员造成极大压力和心理负担．而且一旦运行人员顾及不到，还会影响供热系统的正常运行。鉴于上述原因，这种控制方案在集中供热系统中很少单独使用，一般仅作为自动控制方案失灵时的应急措施。    (2)采用电接点压力表进行自动控制    这种控制方式的特点是：利用电接点压力表监测热水管网的压力值，根据管网压力上下限的设定值自动控制补给水泵的启、停。该控制方式不但使用的电气元件较小、控制箱价格较低，而且当工作水泵出现故障后，能及时发出故障报警，并自动（或手动）转换到备用泵。缺点是：这种控制方式不仅使补给水泵启、停频繁，而且在其启动的瞬间，会造成管网局部压力的突然升高，引起电接点压力表指针的抖动幅度加大，致使指针与上限接点相碰（尤其是在管网要求允许压差范围较小的情况下），从而造成给水泵误停车；而此时管网压力还仍处于下限状态，因此补给水泵将再次启动、停车……形成恶性循环。由于电动机启动电流一般为其工作电流的7倍左右，频繁启动极易造成电气元件和设备的损坏。    (3)采用定压罐进行定压    为了减小管网压力的波动、保持管网压力的稳定，许多供热站、换热站改选用定压罐来进行管网定压。定压罐的优点是：定压时间较长、管网压力稳定。缺点是：定压罐不但体积庞大、价格高，而且还会由于该设备的使用导致建筑面积增大，建设费用增高。鉴于上述的缺点，可以采取利用变频调速器的方法，调节补水的流量及扬程连续补水定压。此方法是利用压力传感器在监测系统压力作为反馈信号传送给调节器，与调节器给定压力（定压点压力）值相比较，如低于此值则加大补水流量（转速），反之，则减少流量（转速），如此恰到好处地补充失水量，保证系统压力恒定，见图6-15。    调节器采用PID调节，定压误差远小于上述方法，且节约了电能。实际测量表时，使用变频调速装置控制补给水泵向管网中进行补水时，电动机的实际输出功率均在其额定功率的0.63倍以下；当管网压力稳定时，电动机的实际功率不大于其额定功率的0.2倍。这不仅节约了电能，同时也大大提高了设备的使用寿命。尽管其一次性投资略高于电接点压力表控制方式，但却远远低于用定压罐进行定压的费用。
    图6-15    变频恒压补水系统原理图