集中供熱中熱源廠電氣控制方式的設計應用

摘要：隨著城市不斷發展建設，供熱需求也在不斷發展，供熱區域規劃熱負荷增長較快，為貫徹我國節能減排的政策，供熱區域內迫切需要大、中型熱源廠的開工建設。文章針對熱源廠主廠房供電電源、水系統、鍋爐系統、輸煤系統、除渣系統電氣控制方式及電纜敷設方式提供了一些實際經驗。

關鍵詞：熱源廠；變頻器；連鎖控制；電纜橋架；電纜溝；集中供熱 文獻標識碼：A

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

1 供電電源

電源由熱源廠內變電所引來，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備。

本人認為循環水泵、引風機的容量超過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，但從長遠運行來看，還是合適的。

2 控制方式

2.1 水系統

水系統一般由循環水泵、補水泵、除氧水泵及原水加壓泵等組成。

（1）循環水泵由運行和備用循環泵組成，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。當運行循環泵發生故障，備用循環泵投入使用；（2）補水泵受自控專業遠傳壓力信號控制，一運一補，一拖二變頻器控制，事故狀態下兩臺補水泵同時直接啟動；（3）除氧水泵由運行和備用除氧泵組成，均采用變頻器控制。當運行除氧泵發生故障，備用除氧泵投入使用；（4）原水加壓泵由運行和備用原水加壓泵組成，受US-5液位控制器控制，一運一備，低起高停，一般控制。當一臺原水加壓泵發生故障時，另一臺原水加壓泵可自動投入運行。

以上水系統控制柜配電間，本人覺得設置在與水泵間相鄰房間比較合理，這樣便于管理，同時也節省電纜投資。水系統所有電機均設就地控制、集中控制、本控制柜控制三地控制。就地控制優先。循環水泵、補水泵、除氧水泵等電動機采用相應電壓等級的變頻器調速控制，以達到節能效果。

2.2 鍋爐系統（熱水鍋爐）

由鍋爐引風機、鼓風機、爐排電機及分層給煤電機組成。

（1）引風機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）鼓風機、爐排電機及分層給煤電機均采用0.4kV變頻器控制。

鍋爐系統需要采用連鎖控制，啟動順序為：循環水泵→鍋爐引風機→鍋爐鼓風機→鍋爐爐排電機→鍋爐分層給煤電機。停止相反。

以上鍋爐系統控制柜，本人覺得與水系統配電柜設置在同一配電間內比較合理，這樣便于管理。鍋爐系統所有電機均設就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手動、自動連鎖順序控制。就地控制優先。引風機、鼓風機、爐排機及分層給煤電機采用相應電壓等級的變頻器調速控制，以達到節能效果。

2.3 輸煤系統

由永磁分選機、上煤平皮帶機、上煤斜皮帶機及上煤給煤機組成。

熱源廠上煤過程都是在每天的一段時間快速完成，不需要全天連續運行，所以本人認為上煤系統所有電機都應該直接啟動，不需要變頻器控制。這樣既能夠節省投資，也能夠快速完成鍋爐上煤。上煤系統需要采用連鎖控制，啟動順序為：永磁分選機→上煤平皮帶機→上煤斜皮帶機→上煤給煤機。停止相反。

由于近幾年熱源廠建設規模都比較大，上煤平廊和上煤斜廊也都比較長，為了防止上煤皮帶過長，發生皮帶跑偏等緊急情況，需要設置皮帶跑偏開關和緊急拉繩開關。從本人的實踐經驗來看，皮帶跑偏開關和緊急拉繩開關觸點應設置在上煤平皮帶或上煤斜皮帶控制回路中，而不應該設置在控制總回路中。例如，上煤斜皮帶出現故障，按下斜皮帶跑偏開關或斜皮帶拉繩開關，斜皮帶將停止運行，相應的上煤給煤機和永磁分選機也均將停止運行，而上煤平皮帶機還正常運行，這樣就避免了上煤平皮帶堆煤情況發生。如果皮帶跑偏開關和緊急拉繩開關觸點設置控制總回路中。一旦出現故障，按下皮帶跑偏開關或皮帶拉繩開關，將造成整個輸煤系統所有電機全部停止運行，皮帶上大量堆煤，給下一次輸煤造成隱患和困難。以上輸煤系統控制柜配電間，本人覺得宜設置在輸煤廊轉運層下面比較合理，這樣便于上煤工作人員操作。同時也節省大量電纜投資。輸煤系統所有電機均設就地控制、本控制柜控制以及手動、自動連鎖順序控制。就地控制優先。一般情況下輸煤系統都不在熱源廠集中控制室進行集中控制，如果需要在集中控制室設置輸煤系統集中控制，集中控制室應設模擬監視屏，以監視輸煤系統各機械設備的順序啟停、運行方式的選擇及發送指令、重大故障的顯示等。

2.4 除渣系統

除渣系統一般由斜鏈除渣機、水平板鏈除渣機及渣斗鄂式閥門組成。

以上除渣系統控制柜，也應該與水系統配電柜設置設在同一配電間內比較合理，這樣便于管理。除渣系統需要采用連鎖控制，啟動順序為：斜鏈除渣機→水平板鏈除渣機。停止相反。渣斗鄂式閥門不參與連鎖控制。除渣系統中斜鏈除渣機、水平板鏈除渣機設就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手動、自動連鎖順序控制。就地控制優先。渣斗鄂式閥門設置在現場，現場就地控制。斜鏈除渣機、水平板鏈除渣機采用變頻器調速控制，以達到節能效果。

由于除渣系統在整個采暖期需要連續運行，根據除渣量需要變頻調速，所以就地控制中需要設置調速開關，達到現場控制除渣機運行速度。

鍋爐系統、輸煤系統、除渣系統按要求設置連鎖控制，均可根據程序按逆流方向延時啟動，程序停車時，順流方向延時停車。當運行過程中，任一設備故障停車時，按順流方向設備前的各設備立即停車，該設備之后的設備延時停車。

集中控制是指在熱源廠設置一個集中控制室，水系統、鍋爐系統、除渣系統需要集中控制的所有電機，在集中控制室就可以實行集中連鎖控制。集中控制包括電氣連鎖實現集中控制和采用DCS計算機控制兩種。中、小型熱源廠一般采用電氣連鎖實現集中控制；大型及部分中型熱源廠一般都采用DCS計算機控制實現集中控制。熱源廠當年全部投入運行，就可以采用DCS計算機控制實現集中控制。如果當年不能夠全部投入運行，需要分批投入，就需要先采用電氣連鎖實現集中控制，待全部投入再利用DCS計算機控制實現集中控制。這種分批投入運行的方式會增加投資費用。

3 電纜敷設方式

隨著熱源廠建設規模越來越大，熱力系統管道也越來越多、越來越粗，給電纜敷設造成許多困難。水泵間墻上水管道比較多，電纜沿橋架敷設非常容易與水管道撞車，給施工、運行及以后電氣維護造成困難，宜采用電纜沿電纜溝敷設；鍋爐間管道較少，宜采用電纜沿電纜橋架敷設方式；風機間兩側墻上管道較少，前后墻上管道較多，故風機間宜采用電纜沿電纜溝和電纜橋架相結合的敷設方式；上煤廊和除渣廊，均宜采用電纜沿電纜橋架敷設。建筑為鋼結構的熱源廠，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。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 結語

當前，我國供熱區域規劃熱負荷較大，并且熱負荷增長較快，建設及改造大、中型熱源廠工程十分必要。在設計階段，必須結合熱源廠實際情況，進行合理電氣控制，減少甚至消除熱源廠電氣控制及電纜敷設的缺陷，最大限度地保證設備安全、可靠運行。

參考文獻

[1] 供配電系統設計規范（GB 50052-2009）[S].

[2] 通用用電設備配電設計規范（GB 50055-2011）[S].

作者簡介：蘇陽（1963-），女，遼寧沈陽人，沈陽市熱力工程設計研究院專業總工程師，國家注冊電氣工程師（供配電），電氣高級工程師，研究方向：集中供熱工程領域電氣設計及技術研發。

（責任編輯：秦遜玉）