开题报告20130307..doc

北京石油化工学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称：城市供暖换热站变频调速设计 题目类型： 研 究 学生姓名： 黄 松 专 业： 测控技术与仪器 学 院： 信息工程学院 年 级： 测091 指导教师： 纪文刚 2013年 03月 03 日 选题背景、研究意义及文献综述 选题背景 城市供暖是指利用集中热源，通过供热管网等设施向热能用户供应生产或生活用热能的供热方式。我国城市供热热源的型式有热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房、工业余热、核能、地热、太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤(油、气)炉等。热源热电厂和集中锅炉房城市集中供热具有节约能源、减少污染、有利生产、方便生活的综合经济效益、环境效益和社会效益[1]。供热系统的核心之一是换热站，热源产生的热通过热媒，进入换热站，经过换热站的连接，将热由热媒经供热管网输送到热用户。换热站主要设备有：换热器，循环水泵，补水定压，其他设备 。而在现行的城市供暖换热站供暖锅炉控制系统存在着很多的缺点,如：室内供暖温度在上、下限之间波动,没有采用季节区分供热，不能保长时间证恒温供暖,影响供暖质量；循环泵补水泵恒速运行，不但对电机使用寿命，用电电网造成巨大冲击，还造成电能能耗巨大等等[2] 。在换热站供暖系统中，循环泵是主要耗电设备，其耗电量占总耗电量的90%左右。因此，降低循环泵能耗是实现供暖节能的一项重要技术措施。调节循环泵流量是降低循环泵高功耗的主要途径。传统的调节方法是通过手动调节阀门来控制循环泵流量，但调节灵活性差，准确度不高，并增加了调节阀节流造成的压能损耗。交流变频调速技术是水泵节能的一种主要手段，应用变频调速，可以大大提高电机的转动精度，使电机的最节能的转速下运行。而且在水泵调速及风机调速中，调速的机械性好，调速范围广，调速特性曲线平滑，可以实现连续、平稳调速，特别在用于大容量负载时，可以获得明显的节能效果。工作时的软启，软停，解决了水泵工作中急钮和水锤现象。[3]而且在工业和民用工程中已经得到了广泛应用和实践。目前循环泵变频调速控制方式主要有定压循环变频、恒压差循环变频和变压差循环变频。 目前有很多专家和学者在从事城市供暖换热站变频调速方面从事研究，他们提出的有些方案也比较成熟，但是针对不同地域环境、建筑风格、控制质量，其变频调速的方案也不尽相同，需要针对自身特点提出有针对性的变频方案。 研究意义 换热站中，循环泵和补水泵承担着补充失水和对系统进行定压的任务, 正常工况情况下会频繁启动。电机的急转急停，对电网形成巨大的冲击,同时容易造成管路止回阀的损失, 保护装置的误动作, 影响其它设备的正常运行[4]。不同时段不同季节不同年份没有数据累计存储分析，监控管理不方便，不能为以后系统自动供热提供可靠有效数据支持。而采样变频调速技术控制水泵的电机实现无极变速, 对电网不会造成冲击, 解决了水泵工作中急钮和水锤现象，减轻了对整个系统的机械冲击，延长了电机的使用寿命[5]。采用PLC自动控制系统，能实现对过往供暖数据记录分析，为以后区域供暖提供有效数据支持和参考。 针对供热系统中热用户热负荷的不恒定而引起的室温波动、循环水泵补水泵长时间满负荷运转，补水泵不能提供恒定压力而导致供热不均等一系列问题,采用PLC控制和变频控制技术,设计锅炉供暖恒温控制系统，二次补水泵恒压控制系统，结合气候补偿控制器、变频调速控制技术进行供热调节[6]，就可以实现整个供暖系统适时恒温供暖，达到控制、监管方便、安全可靠、高效节能的目的。 在城市供暖换热站变频调速方面主要采用二次供水泵的变频调速，结合采用的是压力检测，通过改变二次供水流量，实现室内供热量的调节。但每个楼层的高度都是固定的，这样调节的改变会造成压力缺损或过盈而造成供热不均。而对一次供水进行变频调速则可以避免这些问题，而且便于供暖系统的集中控制。这就需要设计一套一次网电动调节阀控制，二次网循环泵、补水泵变频控制，在二次供水恒压的情况下通过调节一次供水流量实现对于住户室温的控制，并且可以达到高效节能的目的。 文献综述 随着我国城市化进程加快，城市集中供暖快速发展，对城市室内温度的控制质量和供暖系统的节能减排提出了越来越高的要求。这就决定了集中供热系统换热站的优化合理设计。 在城市供暖换热站进行自动化精确控制的主要优点是可以方便快捷的调节城市居民室内温度，提供供热质量。采用集中供暖，为城市的可持续发展，环境保护等方面提供了有效支撑。 目前的城市供暖系统供水泵转速不能随着温度的调节而改变，浪费了电能；室内供暖温度波动较大；系统启动过于频繁，对电网的冲击较大，容易造成系统