集中供熱中熱源廠電氣控制方式的設(shè)計(jì)應(yīng)用

摘要：隨著城市不斷發(fā)展建設(shè)，供熱需求也在不斷發(fā)展，供熱區(qū)域規(guī)劃熱負(fù)荷增長(zhǎng)較快，為貫徹我國(guó)節(jié)能減排的政策，供熱區(qū)域內(nèi)迫切需要大、中型熱源廠的開(kāi)工建設(shè)。文章針對(duì)熱源廠主廠房供電電源、水系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)電氣控制方式及電纜敷設(shè)方式提供了一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：熱源廠；變頻器；連鎖控制；電纜橋架；電纜溝；集中供熱 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU833 文章編號(hào)：1009-2374（2015）11-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.024

1 供電電源

電源由熱源廠內(nèi)變電所引來(lái)，配電方式采用放射式配電方式。采用三線三相制10kV及三相四線制0.4kV引至主廠房各用電設(shè)備。

本人認(rèn)為循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)的容量超過(guò)450kW，宜采用10kV高壓配電。雖然高壓配電新建投資比低壓配電要高一些，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行來(lái)看，還是合適的。

2 控制方式

2.1 水系統(tǒng)

水系統(tǒng)一般由循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、除氧水泵及原水加壓泵等組成。

（1）循環(huán)水泵由運(yùn)行和備用循環(huán)泵組成，均采用變頻器控制。450kW以上建議采用10kV高壓變頻器控制，450kW以下采用0.4kV變頻器控制。當(dāng)運(yùn)行循環(huán)泵發(fā)生故障，備用循環(huán)泵投入使用；（2）補(bǔ)水泵受自控專(zhuān)業(yè)遠(yuǎn)傳壓力信號(hào)控制，一運(yùn)一補(bǔ)，一拖二變頻器控制，事故狀態(tài)下兩臺(tái)補(bǔ)水泵同時(shí)直接啟動(dòng)；（3）除氧水泵由運(yùn)行和備用除氧泵組成，均采用變頻器控制。當(dāng)運(yùn)行除氧泵發(fā)生故障，備用除氧泵投入使用；（4）原水加壓泵由運(yùn)行和備用原水加壓泵組成，受US-5液位控制器控制，一運(yùn)一備，低起高停，一般控制。當(dāng)一臺(tái)原水加壓泵發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)原水加壓泵可自動(dòng)投入運(yùn)行。

以上水系統(tǒng)控制柜配電間，本人覺(jué)得設(shè)置在與水泵間相鄰房間比較合理，這樣便于管理，同時(shí)也節(jié)省電纜投資。水系統(tǒng)所有電機(jī)均設(shè)就地控制、集中控制、本控制柜控制三地控制。就地控制優(yōu)先。循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、除氧水泵等電動(dòng)機(jī)采用相應(yīng)電壓等級(jí)的變頻器調(diào)速控制，以達(dá)到節(jié)能效果。

2.2 鍋爐系統(tǒng)（熱水鍋爐）

由鍋爐引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)及分層給煤電機(jī)組成。

（1）引風(fēng)機(jī)450kW以上建議采用10kV高壓變頻器控制，450kW以下采用0.4kV變頻器控制；（2）鼓風(fēng)機(jī)、爐排電機(jī)及分層給煤電機(jī)均采用0.4kV變頻器控制。

鍋爐系統(tǒng)需要采用連鎖控制，啟動(dòng)順序?yàn)椋貉h(huán)水泵→鍋爐引風(fēng)機(jī)→鍋爐鼓風(fēng)機(jī)→鍋爐爐排電機(jī)→鍋爐分層給煤電機(jī)。停止相反。

以上鍋爐系統(tǒng)控制柜，本人覺(jué)得與水系統(tǒng)配電柜設(shè)置在同一配電間內(nèi)比較合理，這樣便于管理。鍋爐系統(tǒng)所有電機(jī)均設(shè)就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手動(dòng)、自動(dòng)連鎖順序控制。就地控制優(yōu)先。引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排機(jī)及分層給煤電機(jī)采用相應(yīng)電壓等級(jí)的變頻器調(diào)速控制，以達(dá)到節(jié)能效果。

2.3 輸煤系統(tǒng)

由永磁分選機(jī)、上煤平皮帶機(jī)、上煤斜皮帶機(jī)及上煤給煤機(jī)組成。

熱源廠上煤過(guò)程都是在每天的一段時(shí)間快速完成，不需要全天連續(xù)運(yùn)行，所以本人認(rèn)為上煤系統(tǒng)所有電機(jī)都應(yīng)該直接啟動(dòng)，不需要變頻器控制。這樣既能夠節(jié)省投資，也能夠快速完成鍋爐上煤。上煤系統(tǒng)需要采用連鎖控制，啟動(dòng)順序?yàn)椋河来欧诌x機(jī)→上煤平皮帶機(jī)→上煤斜皮帶機(jī)→上煤給煤機(jī)。停止相反。

由于近幾年熱源廠建設(shè)規(guī)模都比較大，上煤平廊和上煤斜廊也都比較長(zhǎng)，為了防止上煤皮帶過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生皮帶跑偏等緊急情況，需要設(shè)置皮帶跑偏開(kāi)關(guān)和緊急拉繩開(kāi)關(guān)。從本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，皮帶跑偏開(kāi)關(guān)和緊急拉繩開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在上煤平皮帶或上煤斜皮帶控制回路中，而不應(yīng)該設(shè)置在控制總回路中。例如，上煤斜皮帶出現(xiàn)故障，按下斜皮帶跑偏開(kāi)關(guān)或斜皮帶拉繩開(kāi)關(guān)，斜皮帶將停止運(yùn)行，相應(yīng)的上煤給煤機(jī)和永磁分選機(jī)也均將停止運(yùn)行，而上煤平皮帶機(jī)還正常運(yùn)行，這樣就避免了上煤平皮帶堆煤情況發(fā)生。如果皮帶跑偏開(kāi)關(guān)和緊急拉繩開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)設(shè)置控制總回路中。一旦出現(xiàn)故障，按下皮帶跑偏開(kāi)關(guān)或皮帶拉繩開(kāi)關(guān)，將造成整個(gè)輸煤系統(tǒng)所有電機(jī)全部停止運(yùn)行，皮帶上大量堆煤，給下一次輸煤造成隱患和困難。以上輸煤系統(tǒng)控制柜配電間，本人覺(jué)得宜設(shè)置在輸煤廊轉(zhuǎn)運(yùn)層下面比較合理，這樣便于上煤工作人員操作。同時(shí)也節(jié)省大量電纜投資。輸煤系統(tǒng)所有電機(jī)均設(shè)就地控制、本控制柜控制以及手動(dòng)、自動(dòng)連鎖順序控制。就地控制優(yōu)先。一般情況下輸煤系統(tǒng)都不在熱源廠集中控制室進(jìn)行集中控制，如果需要在集中控制室設(shè)置輸煤系統(tǒng)集中控制，集中控制室應(yīng)設(shè)模擬監(jiān)視屏，以監(jiān)視輸煤系統(tǒng)各機(jī)械設(shè)備的順序啟停、運(yùn)行方式的選擇及發(fā)送指令、重大故障的顯示等。

2.4 除渣系統(tǒng)

除渣系統(tǒng)一般由斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)及渣斗鄂式閥門(mén)組成。

以上除渣系統(tǒng)控制柜，也應(yīng)該與水系統(tǒng)配電柜設(shè)置設(shè)在同一配電間內(nèi)比較合理，這樣便于管理。除渣系統(tǒng)需要采用連鎖控制，啟動(dòng)順序?yàn)椋盒辨湷鼨C(jī)→水平板鏈除渣機(jī)。停止相反。渣斗鄂式閥門(mén)不參與連鎖控制。除渣系統(tǒng)中斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)設(shè)就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手動(dòng)、自動(dòng)連鎖順序控制。就地控制優(yōu)先。渣斗鄂式閥門(mén)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)就地控制。斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)采用變頻器調(diào)速控制，以達(dá)到節(jié)能效果。

由于除渣系統(tǒng)在整個(gè)采暖期需要連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)除渣量需要變頻調(diào)速，所以就地控制中需要設(shè)置調(diào)速開(kāi)關(guān)，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)控制除渣機(jī)運(yùn)行速度。

鍋爐系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)按要求設(shè)置連鎖控制，均可根據(jù)程序按逆流方向延時(shí)啟動(dòng)，程序停車(chē)時(shí)，順流方向延時(shí)停車(chē)。當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中，任一設(shè)備故障停車(chē)時(shí)，按順流方向設(shè)備前的各設(shè)備立即停車(chē)，該設(shè)備之后的設(shè)備延時(shí)停車(chē)。

集中控制是指在熱源廠設(shè)置一個(gè)集中控制室，水系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)需要集中控制的所有電機(jī)，在集中控制室就可以實(shí)行集中連鎖控制。集中控制包括電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制和采用DCS計(jì)算機(jī)控制兩種。中、小型熱源廠一般采用電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制；大型及部分中型熱源廠一般都采用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。熱源廠當(dāng)年全部投入運(yùn)行，就可以采用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。如果當(dāng)年不能夠全部投入運(yùn)行，需要分批投入，就需要先采用電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制，待全部投入再利用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。這種分批投入運(yùn)行的方式會(huì)增加投資費(fèi)用。

3 電纜敷設(shè)方式

隨著熱源廠建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，熱力系統(tǒng)管道也越來(lái)越多、越來(lái)越粗，給電纜敷設(shè)造成許多困難。水泵間墻上水管道比較多，電纜沿橋架敷設(shè)非常容易與水管道撞車(chē)，給施工、運(yùn)行及以后電氣維護(hù)造成困難，宜采用電纜沿電纜溝敷設(shè)；鍋爐間管道較少，宜采用電纜沿電纜橋架敷設(shè)方式；風(fēng)機(jī)間兩側(cè)墻上管道較少，前后墻上管道較多，故風(fēng)機(jī)間宜采用電纜沿電纜溝和電纜橋架相結(jié)合的敷設(shè)方式；上煤廊和除渣廊，均宜采用電纜沿電纜橋架敷設(shè)。建筑為鋼結(jié)構(gòu)的熱源廠，柱跨度較大，大跨度電纜橋架也不容易固定，宜全部采用電纜沿電纜溝敷設(shè)。電纜橋架不宜選用槽式電纜橋架，雖然槽式電纜橋架美觀、干凈，但散熱效果不好，施工安裝也不方便。宜選用梯形電纜橋架，散熱效果好，也便于施工安裝。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)供熱區(qū)域規(guī)劃熱負(fù)荷較大，并且熱負(fù)荷增長(zhǎng)較快，建設(shè)及改造大、中型熱源廠工程十分必要。在設(shè)計(jì)階段，必須結(jié)合熱源廠實(shí)際情況，進(jìn)行合理電氣控制，減少甚至消除熱源廠電氣控制及電纜敷設(shè)的缺陷，最大限度地保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50052-2009）[S].

[2] 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50055-2011）[S].

作者簡(jiǎn)介：蘇陽(yáng)（1963-），女，遼寧沈陽(yáng)人，沈陽(yáng)市熱力工程設(shè)計(jì)研究院專(zhuān)業(yè)總工程師，國(guó)家注冊(cè)電氣工程師（供配電），電氣高級(jí)工程師，研究方向：集中供熱工程領(lǐng)域電氣設(shè)計(jì)及技術(shù)研發(fā)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）