集中供热中热源厂电气控制方式的设计应用

摘要：随着城市不断发展建设，供热需求也在不断发展，供热区域规划热负荷增长较快，为贯彻我国节能减排的政策，供热区域内迫切需要大、中型热源厂的开工建设。文章针对热源厂主厂房供电电源、水系统、锅炉系统、输煤系统、除渣系统电气控制方式及电缆敷设方式提供了一些实际经验。

关键词：热源厂；变频器；连锁控制；电缆桥架；电缆沟；集中供热 文献标识码：A

中图分类号：TU833 文章编号：1009-2374（2015）11-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.024

1 供电电源

电源由热源厂内变电所引来，配电方式采用放射式配电方式。采用三线三相制10kV及三相四线制0.4kV引至主厂房各用电设备。

本人认为循环水泵、引风机的容量超过450kW，宜采用10kV高压配电。虽然高压配电新建投资比低压配电要高一些，但从长远运行来看，还是合适的。

2 控制方式

2.1 水系统

水系统一般由循环水泵、补水泵、除氧水泵及原水加压泵等组成。

（1）循环水泵由运行和备用循环泵组成，均采用变频器控制。450kW以上建议采用10kV高压变频器控制，450kW以下采用0.4kV变频器控制。当运行循环泵发生故障，备用循环泵投入使用；（2）补水泵受自控专业远传压力信号控制，一运一补，一拖二变频器控制，事故状态下两台补水泵同时直接启动；（3）除氧水泵由运行和备用除氧泵组成，均采用变频器控制。当运行除氧泵发生故障，备用除氧泵投入使用；（4）原水加压泵由运行和备用原水加压泵组成，受US-5液位控制器控制，一运一备，低起高停，一般控制。当一台原水加压泵发生故障时，另一台原水加压泵可自动投入运行。

以上水系统控制柜配电间，本人觉得设置在与水泵间相邻房间比较合理，这样便于管理，同时也节省电缆投资。水系统所有电机均设就地控制、集中控制、本控制柜控制三地控制。就地控制优先。循环水泵、补水泵、除氧水泵等电动机采用相应电压等级的变频器调速控制，以达到节能效果。

2.2 锅炉系统（热水锅炉）

由锅炉引风机、鼓风机、炉排电机及分层给煤电机组成。

（1）引风机450kW以上建议采用10kV高压变频器控制，450kW以下采用0.4kV变频器控制；（2）鼓风机、炉排电机及分层给煤电机均采用0.4kV变频器控制。

锅炉系统需要采用连锁控制，启动顺序为：循环水泵→锅炉引风机→锅炉鼓风机→锅炉炉排电机→锅炉分层给煤电机。停止相反。

以上锅炉系统控制柜，本人觉得与水系统配电柜设置在同一配电间内比较合理，这样便于管理。锅炉系统所有电机均设就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手动、自动连锁顺序控制。就地控制优先。引风机、鼓风机、炉排机及分层给煤电机采用相应电压等级的变频器调速控制，以达到节能效果。

2.3 输煤系统

由永磁分选机、上煤平皮带机、上煤斜皮带机及上煤给煤机组成。

热源厂上煤过程都是在每天的一段时间快速完成，不需要全天连续运行，所以本人认为上煤系统所有电机都应该直接启动，不需要变频器控制。这样既能够节省投资，也能够快速完成锅炉上煤。上煤系统需要采用连锁控制，启动顺序为：永磁分选机→上煤平皮带机→上煤斜皮带机→上煤给煤机。停止相反。

由于近几年热源厂建设规模都比较大，上煤平廊和上煤斜廊也都比较长，为了防止上煤皮带过长，发生皮带跑偏等紧急情况，需要设置皮带跑偏开关和紧急拉绳开关。从本人的实践经验来看，皮带跑偏开关和紧急拉绳开关触点应设置在上煤平皮带或上煤斜皮带控制回路中，而不应该设置在控制总回路中。例如，上煤斜皮带出现故障，按下斜皮带跑偏开关或斜皮带拉绳开关，斜皮带将停止运行，相应的上煤给煤机和永磁分选机也均将停止运行，而上煤平皮带机还正常运行，这样就避免了上煤平皮带堆煤情况发生。如果皮带跑偏开关和紧急拉绳开关触点设置控制总回路中。一旦出现故障，按下皮带跑偏开关或皮带拉绳开关，将造成整个输煤系统所有电机全部停止运行，皮带上大量堆煤，给下一次输煤造成隐患和困难。以上输煤系统控制柜配电间，本人觉得宜设置在输煤廊转运层下面比较合理，这样便于上煤工作人员操作。同时也节省大量电缆投资。输煤系统所有电机均设就地控制、本控制柜控制以及手动、自动连锁顺序控制。就地控制优先。一般情况下输煤系统都不在热源厂集中控制室进行集中控制，如果需要在集中控制室设置输煤系统集中控制，集中控制室应设模拟监视屏，以监视输煤系统各机械设备的顺序启停、运行方式的选择及发送指令、重大故障的显示等。

2.4 除渣系统

除渣系统一般由斜链除渣机、水平板链除渣机及渣斗鄂式阀门组成。

以上除渣系统控制柜，也应该与水系统配电柜设置设在同一配电间内比较合理，这样便于管理。除渣系统需要采用连锁控制，启动顺序为：斜链除渣机→水平板链除渣机。停止相反。渣斗鄂式阀门不参与连锁控制。除渣系统中斜链除渣机、水平板链除渣机设就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手动、自动连锁顺序控制。就地控制优先。渣斗鄂式阀门设置在现场，现场就地控制。斜链除渣机、水平板链除渣机采用变频器调速控制，以达到节能效果。

由于除渣系统在整个采暖期需要连续运行，根据除渣量需要变频调速，所以就地控制中需要设置调速开关，达到现场控制除渣机运行速度。

锅炉系统、输煤系统、除渣系统按要求设置连锁控制，均可根据程序按逆流方向延时启动，程序停车时，顺流方向延时停车。当运行过程中，任一设备故障停车时，按顺流方向设备前的各设备立即停车，该设备之后的设备延时停车。

集中控制是指在热源厂设置一个集中控制室，水系统、锅炉系统、除渣系统需要集中控制的所有电机，在集中控制室就可以实行集中连锁控制。集中控制包括电气连锁实现集中控制和采用DCS计算机控制两种。中、小型热源厂一般采用电气连锁实现集中控制；大型及部分中型热源厂一般都采用DCS计算机控制实现集中控制。热源厂当年全部投入运行，就可以采用DCS计算机控制实现集中控制。如果当年不能够全部投入运行，需要分批投入，就需要先采用电气连锁实现集中控制，待全部投入再利用DCS计算机控制实现集中控制。这种分批投入运行的方式会增加投资费用。

3 电缆敷设方式

随着热源厂建设规模越来越大，热力系统管道也越来越多、越来越粗，给电缆敷设造成许多困难。水泵间墙上水管道比较多，电缆沿桥架敷设非常容易与水管道撞车，给施工、运行及以后电气维护造成困难，宜采用电缆沿电缆沟敷设；锅炉间管道较少，宜采用电缆沿电缆桥架敷设方式；风机间两侧墙上管道较少，前后墙上管道较多，故风机间宜采用电缆沿电缆沟和电缆桥架相结合的敷设方式；上煤廊和除渣廊，均宜采用电缆沿电缆桥架敷设。建筑为钢结构的热源厂，柱跨度较大，大跨度电缆桥架也不容易固定，宜全部采用电缆沿电缆沟敷设。电缆桥架不宜选用槽式电缆桥架，虽然槽式电缆桥架美观、干净，但散热效果不好，施工安装也不方便。宜选用梯形电缆桥架，散热效果好，也便于施工安装。

4 结语

当前，我国供热区域规划热负荷较大，并且热负荷增长较快，建设及改造大、中型热源厂工程十分必要。在设计阶段，必须结合热源厂实际情况，进行合理电气控制，减少甚至消除热源厂电气控制及电缆敷设的缺陷，最大限度地保证设备安全、可靠运行。

参考文献

[1] 供配电系统设计规范（GB 50052-2009）[S].

[2] 通用用电设备配电设计规范（GB 50055-2011）[S].

作者简介：苏阳（1963-），女，辽宁沈阳人，沈阳市热力工程设计研究院专业总工程师，国家注册电气工程师（供配电），电气高级工程师，研究方向：集中供热工程领域电气设计及技术研发。

（责任编辑：秦逊玉）