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摘要：大面积集中供热是现代采暖的发展趋势，如何使系统中的风机水泵等设备实现自动控制和节能环保是急需解决的课题，本文从变频调速控制方面入手，结合自己的经验谈一下变频技术在锅炉房和换热站中的应用。
关键词：变频调速；鼓引风机；循环水泵；质量调节
在大片集中供热系统中，主要有一个大的锅炉房和几个乃至十几个换热站组成，主要的热量调节就是以热水为载体的质、量双调。主要的能源消耗就是供暖锅炉煤的消耗和水泵风机电能的消耗。怎样保证在质、量调节快捷而准确的前提下提高煤的燃烧效率和电能的利用效率成为企业节能降耗的重要方式和途径。要实现二者的有机统一的结合是一个复杂的问题。
在集中供热系统中，一次供热管路连接锅炉和换热器；换热站中的循环泵将二次管网回水送到换热器，再送到用千家万户用户端采暖。所以一次供热管路的循环水泵流量较为恒定，而二次供热管路的循环水泵流量变化较大。
为了实现以上环节的统一控制和节能，我认为根据一次管网，二次管网的特点采取以下二种方式即可。
1用变频风机实现质调节，调节锅炉出水温度。
2用变频调节换热站的循环水泵实现量调节，调节循环水量。
下面就逐一分析
一 变频调节的能耗分析
在传统的水泵控制方式中，靠调节出口或人口闸阀方式来进行，人为增加管网阻力达到变化流量和压力的目的。因此，在控制过程中，流程阻力损失相应增加，而此时水泵的特性曲线不变，叶片转速不变，电机输入功率并无减少，而是白白地损失在调节过程中。变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系，即均匀改变电动机定子绕组的电源频率，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。用下图可明显表达这种分析。
1 改变阀门开度的调节
采用变频调节比改变泵出口阀门开度调节时的水泵转速大幅降低。而水泵流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。可以看出改变电机转速可以调节循环泵的流量的方法，要比采用阀门调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。这个道理同样适合于风机。
二 锅炉房风机的控制
在整个供暖期中，由于白天和晚上因温度差异较大，供热量也不同，锅炉的鼓引凤机的风量也是经常变动的，所以风量就需要经常调节。通常做法需要通过人工调节风门的开度来调节热水的温度，很麻烦，同时造成了电能的浪费。进风量调节过大，空气含氧量超标，炉膛压力偏高，火焰就可能喷出，损坏设备或烧伤人员，那就浪费了热能。引风量调节过少，煤渣残留碳粉过多，又浪费了煤。引风量调节过大，炉膛负压过大，则会吸入过多的冷空气，致使炉膛温度降低，增加热损失。因此为提高控制水平，保证空气含氧量和煤渣残留碳粉达标，必须对风量进行有效调节，调节方式必须方便，灵敏，可靠。
在老系统中是通过调节阀门来改变风量，锅炉离阀门较远，调节起来很不方便，也调节的不得当，这种方式不论是人工调节还是机械自动化仪表调节都有相当一部分的电能转换机械能消耗在风门的阻力上，无法达到节能的目的，
为了提高锅炉风量的控制水平，又能达到节能的效果，采用变频调速控制方式对风量进行调节是首选方案。由于应用变频调速技术可根据用气量的变化，随时调整鼓引风机的转速，减少能源的浪费，采用调速控制取代风门调节，是实现节能的有效途径。
变频调速风机还有如下优点
1 效率高，没有因调速带来的附加转差损耗；
2 调速范围大，精度高，无级调速；能实现锅炉供水温度的质调节
3 带多种模拟量输入输出控制接口，容易实现协调控制和闭环控制
4 能实现锅炉供水温度的质调节
三 换热站循环水泵的控制
换热站直接与千家万户的用户端相连。以前 当根据天气温度或供暖负荷变化需要对循环水流量进行控制和调节时，通常的控制手段是开大阀门或关小阀门来人为调节，浪费了大量能源。其实际的运行效率可能只有百分之十几或更低。传统的控制方式，造成水泵长期处于高速、满负荷状态下运行。又由于温度是个滞后参数，阀门调节调节周期长，缺乏及时性。
而使用变频器拖动水泵有以下优点：
1 是对水泵可实现平稳启动软启动，从而减轻冲击电流对设备的损害；可实现缓慢停车，从而减轻水锤对水泵、阀门、管件及管道的冲击；同时可免去开机前关闭出水阀，开机后再打开出水阀这一频繁操作。
2 是利用变频器 PID 功能和其数字量、模拟量输入功能，可实现对供水压力、回水温度和室外温度进行循环流量的调节，达到节约热量、电量的目的。使供暖工作实现能源的经济、合理使用，减少由于能源消耗造成的环境污染。
3可实现程序控制，可视化界面操作和网络控制，使分散性的各供热系统成为一个整体。
4能实现锅炉供水温度的量调节。调节周期短，及时性强。
结语
我公司在大连泡崖，泉水，金州等地累积建设了近千平方米小区，有许多大型锅炉房和换热站，以上结论在实际中都得到了相应的验证。由于建设年代各不相同，利用的技术有新有旧，给验证变频调速风机，循环水泵提供了生动的实例。采用这些技术的供热公司节电，煤，水效果明显，用户温度达标率高，投诉少，工人的劳动强度低，工作热情高。也有一些过渡采用变频技术的供热公司，其大量设备都变频调速，但节能效果与只调速风机和换热站的循环水泵没有太大差别。而建设投资和日后的维护费用却很高。所以合理利用变频技术是一项节能和自动控制的首要措施。
参考文献：
[1]张云，变频调速水泵几个问题的探讨 给水排水 2005，5
[2]张立军，变频调速技术在供热锅炉系统中的应用 城市管理与科技 2004，3
关键词：变频调速；鼓引风机；循环水泵；质量调节
在大片集中供热系统中，主要有一个大的锅炉房和几个乃至十几个换热站组成，主要的热量调节就是以热水为载体的质、量双调。主要的能源消耗就是供暖锅炉煤的消耗和水泵风机电能的消耗。怎样保证在质、量调节快捷而准确的前提下提高煤的燃烧效率和电能的利用效率成为企业节能降耗的重要方式和途径。要实现二者的有机统一的结合是一个复杂的问题。
在集中供热系统中，一次供热管路连接锅炉和换热器；换热站中的循环泵将二次管网回水送到换热器，再送到用千家万户用户端采暖。所以一次供热管路的循环水泵流量较为恒定，而二次供热管路的循环水泵流量变化较大。
为了实现以上环节的统一控制和节能，我认为根据一次管网，二次管网的特点采取以下二种方式即可。
1用变频风机实现质调节，调节锅炉出水温度。
2用变频调节换热站的循环水泵实现量调节，调节循环水量。
下面就逐一分析
一 变频调节的能耗分析
在传统的水泵控制方式中，靠调节出口或人口闸阀方式来进行，人为增加管网阻力达到变化流量和压力的目的。因此，在控制过程中，流程阻力损失相应增加，而此时水泵的特性曲线不变，叶片转速不变，电机输入功率并无减少，而是白白地损失在调节过程中。变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系，即均匀改变电动机定子绕组的电源频率，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。用下图可明显表达这种分析。
1 改变阀门开度的调节
采用变频调节比改变泵出口阀门开度调节时的水泵转速大幅降低。而水泵流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。可以看出改变电机转速可以调节循环泵的流量的方法，要比采用阀门调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。这个道理同样适合于风机。
二 锅炉房风机的控制
在整个供暖期中，由于白天和晚上因温度差异较大，供热量也不同，锅炉的鼓引凤机的风量也是经常变动的，所以风量就需要经常调节。通常做法需要通过人工调节风门的开度来调节热水的温度，很麻烦，同时造成了电能的浪费。进风量调节过大，空气含氧量超标，炉膛压力偏高，火焰就可能喷出，损坏设备或烧伤人员，那就浪费了热能。引风量调节过少，煤渣残留碳粉过多，又浪费了煤。引风量调节过大，炉膛负压过大，则会吸入过多的冷空气，致使炉膛温度降低，增加热损失。因此为提高控制水平，保证空气含氧量和煤渣残留碳粉达标，必须对风量进行有效调节，调节方式必须方便，灵敏，可靠。
在老系统中是通过调节阀门来改变风量，锅炉离阀门较远，调节起来很不方便，也调节的不得当，这种方式不论是人工调节还是机械自动化仪表调节都有相当一部分的电能转换机械能消耗在风门的阻力上，无法达到节能的目的，
为了提高锅炉风量的控制水平，又能达到节能的效果，采用变频调速控制方式对风量进行调节是首选方案。由于应用变频调速技术可根据用气量的变化，随时调整鼓引风机的转速，减少能源的浪费，采用调速控制取代风门调节，是实现节能的有效途径。
变频调速风机还有如下优点
1 效率高，没有因调速带来的附加转差损耗；
2 调速范围大，精度高，无级调速；能实现锅炉供水温度的质调节
3 带多种模拟量输入输出控制接口，容易实现协调控制和闭环控制
4 能实现锅炉供水温度的质调节
三 换热站循环水泵的控制
换热站直接与千家万户的用户端相连。以前 当根据天气温度或供暖负荷变化需要对循环水流量进行控制和调节时，通常的控制手段是开大阀门或关小阀门来人为调节，浪费了大量能源。其实际的运行效率可能只有百分之十几或更低。传统的控制方式，造成水泵长期处于高速、满负荷状态下运行。又由于温度是个滞后参数，阀门调节调节周期长，缺乏及时性。
而使用变频器拖动水泵有以下优点：
1 是对水泵可实现平稳启动软启动，从而减轻冲击电流对设备的损害；可实现缓慢停车，从而减轻水锤对水泵、阀门、管件及管道的冲击；同时可免去开机前关闭出水阀，开机后再打开出水阀这一频繁操作。
2 是利用变频器 PID 功能和其数字量、模拟量输入功能，可实现对供水压力、回水温度和室外温度进行循环流量的调节，达到节约热量、电量的目的。使供暖工作实现能源的经济、合理使用，减少由于能源消耗造成的环境污染。
3可实现程序控制，可视化界面操作和网络控制，使分散性的各供热系统成为一个整体。
4能实现锅炉供水温度的量调节。调节周期短，及时性强。
结语
我公司在大连泡崖，泉水，金州等地累积建设了近千平方米小区，有许多大型锅炉房和换热站，以上结论在实际中都得到了相应的验证。由于建设年代各不相同，利用的技术有新有旧，给验证变频调速风机，循环水泵提供了生动的实例。采用这些技术的供热公司节电，煤，水效果明显，用户温度达标率高，投诉少，工人的劳动强度低，工作热情高。也有一些过渡采用变频技术的供热公司，其大量设备都变频调速，但节能效果与只调速风机和换热站的循环水泵没有太大差别。而建设投资和日后的维护费用却很高。所以合理利用变频技术是一项节能和自动控制的首要措施。
参考文献：
[1]张云，变频调速水泵几个问题的探讨 给水排水 2005，5
[2]张立军，变频调速技术在供热锅炉系统中的应用 城市管理与科技 2004，3