時間:2023-05-30 10:45:19
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇供熱系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TU833文獻標識碼: A 文章編號:
引言:城市燃氣具有優質、高效、清潔、環保等特點,是發展國民經濟,改善人民生活的重要能源之一。由于燃氣屬于易燃易爆的有毒有害氣體,且其輸送主要通過燃氣管道,因此,燃氣工程建設關系到千家萬戶,工程建設的管理非常重要,是關系城市安全的頭等大事。在保證燃氣工程安全的前提下,如何控制施工成本、施工進度及施工質量就成為燃氣工程建設的重要部分。其中統計工作作為一項基礎工作,在工程管理中發揮著舉足輕重的作用。
1. 住宅常用供熱方式
1.1 地熱井供暖系統
地熱井供暖系統是采用深層地熱水將熱能傳送給熱需求處,由于大部分地熱井水含有大量的礦物質及硫化物,對管網有一定的腐蝕,所以一般采用換熱器交換供熱,只提取熱量,供暖側采用軟化水循環供給用戶實現供暖。
優點:
(1)地熱井供暖系統可充分利用可再生的地熱資源進行能量轉換,大大提高了一次能源的利用效率,可以節約煤、天然氣等不可再生能源。(2)沒有燃燒,不需要堆放燃料廢物的場地,也能很好地保護大氣環境。
缺點:
(1)地熱井供暖系統需要豐富的地下水資源,在地下水貧乏的地區不適用.(2)受保護地下水資源的制約,抽取地下水經過熱交換后普遍采用回灌技術,但由于技術的限制,回灌的地下水很難再回到地下蓄水層,造成地下水的流失。同時在回灌的過程中,或多或少存在著對地下水的污染。(3)某些地區雖然地熱資源豐富,但由于水質較差,為了防止換熱器被腐蝕,對換熱器材質提出了要求,比如要求使用防腐能力非常好的鈦板換熱器,自然就大大增加了初期投資。
1.2 燃氣璧掛爐供暖系統
燃氣壁掛爐是以天然氣,人工煤氣等為燃料的一種新型取暖方式,一戶一爐,燃氣在壁掛爐內燃燒,水被加熱,熱水通過地熱管循環取暖,用戶可自由控制供暖時間及溫度,家中無人可低溫運行。
優點:
(1)分戶供暖,每家一臺壁掛爐,可根據住戶自己的需要靈活調節供熱溫度,避免了集中供熱中調節困難,能量浪費的問題。(2)完全按照每戶的燃氣使用量收費,避免了目前大多數集中供暖系統按照建筑面積收費的不合理性,可以真正實現舒適性和運行費用的統一。(3)由于不需要換熱站,也不需要鋪設小區內的二次供熱管網,使得建設方的初期投資大大減少.也避免了目前多數小區二次管網由于水力失衡導致的末端用戶供熱質量較差的現象。(4)由于使用天然氣或者石油氣等作為熱源,對環境的污染大大減少。(5)供暖和生活熱水的一體化,使燃氣壁掛爐成為家庭的小型能源中心,壁掛爐一機多用,可不再另外購置太陽能及熱水器,減少了居民投入.
缺點:
(1)燃氣壁掛爐使用壽命一般為15年,年分攤成本較高,需要二次投資,且質保期一般為1~2年,保修期后的維修配件等費用都由用戶自理。(2)存在一定的安全隱患.產品的質量原因或用戶操作不當都可能存在一定的安全隱患,同時還有一定的噪聲。(3)燃燒的廢氣強制排出室外,會滯留在樓群密集的小區內,污染環境。(4)嚴冬季節長期無人居住時,也需保留低溫燃燒。
1.3 以電廠余熱及燃煤鍋爐為代表的城市集中供熱系統
電廠余熱與燃煤鍋爐產生的是蒸汽或者高溫熱水,均須通過換熱站換熱以后通過小區的二次供熱管網通往每家每戶的分(集)水器。
優點:由于集中供暖應用歷史長,技術成熟,使用安全。易于管理等諸多優點,目前在民用及工業建筑中仍占大多數份額。燃氣壁掛爐供熱系統將會在不久的將來越來越普遍。如何讓這種燃氣供熱系統安全的輸送到家家戶戶,燃氣統計工作起到了至關重要的一步。
2. 燃氣統計管理
統計是指對與某一現象相關的數據的搜集、整理、計算和分析等的活動。統計工作是指利用科學的方法搜集、整理、分析和提供關于社會經濟現象數量資料的工作的總稱。因此統計工作涉及到宏觀與微觀的各個領域和環節。統計工作是一個工程項目各分項管理工作中的一項基礎的、綜合性的工作。平時點點滴滴的日常統計數據是反映平時工作成效、結算支付以及未來工作計劃決策的重要依據。目前,各項施工管理逐步程序化、規范化,工程管理中的統計作為施工單位的一種管理手段,已愈來愈顯示出其重要性。目前已成為工程項目中施工決策、編制施工計劃、控制施工進度、檢查項目執行情況的可靠依據。
隨著改革開放的深入和社會主義市場經濟的發展,信息化技術應用越來越廣泛,統計工作也進入了一個全新的發展時期。在燃氣工程建設中,統計工作已由單純的統計信息搜集整理機構轉變為具有信息、咨詢、監督的新職能。在燃氣工程建設中,統計工作的作用愈加明顯,主要體現在以下幾個方面:
(1) 在燃氣工程建設的開發階段。在這個階段,統計工作發揮著至關重要的作用。從工程的立項到審批到開工,都是以統計數據為基礎,以統計資料為決策的依據。統計工作是一個工程項目實行科學管理,監督整個項目順利實施的重要手段,是工程項目制定政策和計劃的主要依據。同時,統計的各項數據及指標也是反映工程項目實施過程的重要參考。統計工作就是通過搜集、匯總、計算統計數據來反映事物的面貌與發展規律。數量性是統計信息的鮮明特點,即通過數字揭示事物在特定時間特定方面的數量特征,幫助我們對事物進行定量乃至定性分析,從而做出正確的決策。
(2) 燃氣工程施工階段。在施工過程中,許多人認為統計工作沒什么專業性和連續性,統計數據也只是一種大致的參考作用,在工程施工過程中可有可無,把統計工作簡單化,《統計法》第24條規定:“統計人員應有執行統計任務所具備的專業知識”。沒有一定的專業知識和業務技能是難以勝任現代化的統計工作的,也不能最大限度的發揮統計工作在燃氣工程施工過程產生的作用。
(3) 工程竣工驗收移交階段。要及時準確地做好燃氣工程中的數據及資料的統計工作,要搞好統計工作的規范化,必須健全統計網絡作為組織保證,并使之程序化。其目的在于從資料管理方面保障統計資料的準確性、及時性、統一性和穩定性,防止數出多門,數據混亂。統計網絡的建立,對于理順企業與各項目部或各業務部門之間的相互交錯的業務關系起到相互制約、相互協調的作用,這樣既可使各專業統計明確在整個統計運行機制中的地位,增強各業務部門的全局觀念和責任感;又可使統計信息及時上傳下達,有效的發揮統計工作的作用,及時完成上報報表任務,為企業領導指揮和經營決策提供可靠的資料。
3. 在燃氣工程建設中的管理。
從工程的立項到審批到開工,都是以統計數據為基礎,以統計資料為決策的依據。統計工作是一個工程項目實行科學管理,監督整個項目順利實施的重要手段,是工程項目制定政策和計劃的主要依據。同時,統計的各項數據及指標也是反映工程項目實施過程的重要參考。統計工作就是通過搜集、匯總、計算統計數據來反映事物的面貌與發展規律。數量性是統計信息的鮮明特點,即通過數字揭示事物在特定時間特定方面的數量特征,幫助我們對事物進行定量乃至定性分析,從而做出正確的決策。燃氣工程的開發首先要做好統計調查工作,即項目的地理位置,周圍的管線情況,附近的居民情況,尤其是涉及到城市中老舊小區的拆遷、改造等復雜情況時,統計調查工作的質量往往對項目的實施起著決定性的作用。如果在統計調查階段,在搜集原始資料時,出現較大差錯,或者資料不全,形成“假數真算”,那么不論其后怎樣進行認真的整理與分析,也不會得到正確的認識,還會導致錯誤的結論,甚至造成嚴重的后果。由此可見,統計調查工作是燃氣工程建設的基礎,決定著項目的成敗。統計數據是統計工作的生命線,是各項工作的核心。在統計調查工作中首先要制定科學的統計調查方案,讓調查人員或填報人員能夠明確執行,不致產生誤解。其次要加強統計人員的培訓,做好統計基礎工作,包括建立相應的統計機構,配備必要的人員,建立健全原始記錄、統計臺帳等制度和相關的責任制,保證統計資料的來源準確可靠,還要加強數據填報質量的檢查。并認真貫徹執行統計法,有效地發揮統計在了解國情國力、指導國民經濟和社會發展中的重要作用,促進社會主義現代化建設事業的順利發展具有重要意義。
結束語:
統計是企業管理的一項基礎工作,也是燃氣工程建設管理中的重要手段。一定要把統計工作貫穿于燃氣工程建設的全過程,嚴格以數據為準則,充分認識統計基礎工作規范化的重要性。不斷提高統計人員的統計水平和業務素質。大力發展城市燃氣事業,節約能源,減輕環境污染,改善人民生活環境,提高人民生活質量。
參考文獻:
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1、供熱調節的類型和特點
對于供熱調節的類型主要包括集中調節、局部調節和個體調節這三種。對于集中調節主要是在熱源處進行調節;局部的調節在熱力站或者用戶的入口進行調節;個體調節主要是在扇熱的設備處進行調節。這三種調節的方式,一般集中供熱調節比較常用,因為運行和管理起來比較方便,是最主要的供熱調節的方法。不僅需要對單一的供熱系統進行調節,還需要對個別的熱力站和用戶進行局部的調節。對于供熱系統進行調節時,要根據供暖的熱負荷進行集中的供暖調節,對于其它的熱負荷,由于變化規律的不同,需要對用戶或者熱力站進行調節,已達到其需要。對于分戶計量的供暖的系統,根據用戶自己的需要進行個體的調節。
2、供熱調節的目的和原理
2.1供熱調節的目的
對集中供熱系統的供熱的調節非常重要,從供熱的目的上,主要是為了滿足用戶對于不同熱量的需求,最主要的是避免對熱量浪費而導致能源的浪費,以實現更好的經濟運行的目的。在熱水供暖的調節中,在運行的期間的安裝時進行第一次的調節的過程,主要針對的是對采暖系統進行檢查,已達到設計的目的。
2.2供熱調節的原理
為了實現對于供熱調節的目的,當供熱的系統處于穩定的環境的時候,對于系統的供熱量應該等同于供熱用戶系統的扇熱設備,也等于供暖用戶的熱負荷。對于供熱的方法會根據不同的供暖方式進行決定,是由墻體隔熱和室內物體的蓄熱等決定的。
3、在供熱系統中的供熱調節的原理和方式
在供熱系統的運行時必須要根據室外氣溫的變化來進行調節,這種運行調節中主要是在鍋爐房來完成的。在機械循壞供熱系統中主要采用質調節和間隙調節這兩種調節的方式;還會根據變頻泵供熱系統的原理和調節技術進行研究。
3.1質調節
質調節會隨著室外溫度的變化而不斷調節鍋爐的燃燒的狀況,已達到能夠控制鍋爐內水的溫度的變化,而不改變熱網系統的循環的水量,供熱調節如下圖;
在圖中可以看出,當室外的溫度為-20℃時,供水的溫度大約為95℃,回水溫度為70℃;當室外的溫度達到了-10℃時,供水的溫度為70℃,回水的溫度為53℃,溫度越高,供水和回水的溫度就會越低。這種調節的方式不會改變循環水流量,對于循環泵的功率會沒有變化,當室外的溫度升高時,用戶的熱負荷會降低,為了使循環泵的運行的效率降低,就會增加供熱的成本。
3.2間隙調節
對于間隙調節會隨著室外溫度的變化而不斷改變鍋爐和循環泵運行時間的長短;當室外的溫度比較低時,鍋爐和循環泵就會連續的運行,黨室外溫度升高時,鍋爐和循環泵就會間隙的運行。
3.3分階段量調節
這種調節的方式是通過室外溫度的變化而不斷改變循環泵的流量,不改變供水和回水的溫度。一般循環泵的流量是不容易進行改變的,這就需要采用分階段改變流量進行調節,一些集中供熱的部門和企業在采用這種調節方式的時候,會根據氣溫的變化將供暖分為各種不同的階段,在室外的溫度比較低時一般保持較大的流量,在室溫比較高時,一般保持較小的流量,在每一個階段的供熱的時候,對于網路的流量應當保持在一個固定的值上。
3.4變頻泵供熱系統的調節技術
采用變頻泵供熱系統進行調節有利于對供熱進行良好的調節還能夠降低成本。利用分布變頻泵供熱系統可以方便的面對用戶網的變化,快速的進行完成熱網的粗平衡調節。變頻泵供熱系統是由各個熱力站小循環泵確定的供熱水系統總功率,主要根據把熱能傳輸到各熱力站進行的電能消耗這一工作的原理。二級泵供熱系統這一技術不僅節約了電能的消耗,又保證了熱源高效率的運行。
在對變頻泵供熱系統的運用上分為變頻泵技術和二級泵系統技術的供熱系統。分布變頻泵這一機械原理通過在各熱力站安裝小循環泵的運行來進行取代傳統的統一大循環泵的運行方式,這一運行方式能夠有效的解決各熱力站資用壓力造成的大量電能的消耗,大大降低了供熱的成本;二級泵系統技術以混水的方式實現了熱源向熱網傳遞熱量的過程,這一技術很好的解決了在供熱系統中熱網的流量超過鍋爐額定流量引起的電能的消耗,實現了大溫差的量調節的供熱,不會出現影響安全的問題,能夠形成科學化的機械管理體系,支持熱網科學化、機械化管理體系的建立和運行。
3.5變頻調速技術
變頻調速就是利用大功率的電子器件將正常供應的交流電而不斷轉化為用戶所需要的交流電。對于變頻器的輸出接近于正弧波,這樣能夠有效克制在電壓型逆變器控制中電機低速運行時而造成的轉距脈動大的等缺點,發揮最大的調節節能效果。變頻調速的技術主要是根據用戶負荷的變化動態的調節水泵驅動電機的輸入頻率,達到調節水泵流量的作用,以減少水泵的輸送的動力。
變頻調速的技術主要是通過分階段改變流量的質調節,采用不同的流量來調節系統的循環的水量,通過采用一定的流量和供回水的溫度,改變供暖的時速,對熱源的供熱量進行調節控制;然后根據蓄水池的水位來控制節流閥,以調節水泵的流量,能夠大大降低能耗。利用機械化的補給水泵進行連續的定壓,再根據供熱系統的壓力變化,來調節補水泵的轉速,實現系統恒壓點壓力的恒定。
結語
【關鍵詞】供熱系統;節能;調節
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
一、前言
目前,供熱系統節能效果還不夠理想,很多情況下,供熱系統節能并沒有真正的獲得預期的效果,所以,進一步的分析供熱系統節能調節問題非常有必要,具有現實意義。
二、供熱采暖技術及特點
1、集中燃煤鍋爐房是目前應用較廣的方式,其優點是便于集中管理、運行成本低,得到大面積應用。
2、熱力能源利用率高,便于集中管理,污染小,運行成本低。
3、燃油采暖環境效益比燃煤好,鍋爐效率高,自動化水平高,運行管理人員勞動強度低.
4、分散燃氣鍋爐房目前在應用較多,其顯著優點是環境效益好,鍋爐效率高,節能鍋爐自動化水平高,運行管理人員勞動強度低。
5、燃氣壁掛式采暖爐具有用戶調節方便、節能、便于計量和收費,無鍋爐占地(占用一定建筑空間),節省熱網投資,可將集中鍋爐房的一次性大量投資變為靈活的分散投資等優點而應用較多。
近年來,出現了一些環保、節能的采暖方式,如利用水源熱泵技術、地源熱泵技術、氣源熱泵技術等供熱采暖,地熱的梯級利用技術逐漸被接受。今后,我國建筑采暖制冷技術必將沿著節能、環保的方向發展。
三、我國供熱系統中存在的問題
1、管網敷設方式落后。供熱管網敷設方式普遍采用管溝式,這種方式占地比較多,在城市規劃管線綜合安排上有一定的困難。尤其在城市中心會遇到大量的拆遷問題,增加了大量的投資。在供熱管網建設施工過程中,經常會與城市的整體建設規劃產生沖突,與各相關部門的協調配合存在較大問題,增加了施工難度,阻礙了施工進度,甚至無法實施,減緩了城市集中供熱的發展速度,導致供熱管道及熱源的建設趕不上城市發展的需要。
2、管網夏季檢修落后。城市供熱系統檢修手段落后,供熱企業在成本、管理方面存在問題,檢修不到位,用戶冬季反復受到停熱的影響,投訴率高,熱費收取困難,導致供熱企業和熱用戶間問題頻出,用戶經常投訴至媒體,供熱企業給大眾的印象較差。
3、供熱系統的控制水平和調節水平落后。供熱管網經過多年的發展已經形成規模,但是由于大多數系統沒有管網監控系統,熱源、熱力站自動化程度低,大大降低了系統的經濟性和可靠性。
4、供熱系統不能適時有效地調節供熱流量和供水溫度?,F有的供熱系統只是針對設備的粗放式管理,很少考慮對整個系統主要運行參數進行監控,更沒有實現對用戶(樓宇)室溫的遠程監測,無法準確掌握系統供熱水平和質量,操作人員只能憑經驗調節供熱量。另外,由于沒有采取氣候補償措施,在實際運行過程中依然只能采用“看天燒火”的傳統方式,即通過人工手動方式來調節供熱量,不能自動地、實時地進行分時按需供熱,造成采暖期初、期末大量浪費熱量[2]。
5、運行的室外管網多為枝狀管網,二次系統缺乏必要的調節手段,水力失調嚴重。同時大部分用戶不具備分戶計量的手段,能源浪費現象嚴重。如何有效保證供熱管網的水力平衡是亟待解決的大問題,另外管網水力調節需要大量的資金、設備及人力投入,在實際操作中仍存在困難。
6、分戶控制正在實施中,分戶按實際用熱量收取熱費還在摸索階段,雖然在全國各地進行了很多試點,很多暖通科研人員也進行了大量研究,但是收費體系、計量方法還沒有十分成熟的可供推廣的經驗,在建造、改造過程中資金投入等還存在很多問題,真正實現分戶計量收費還需時日。
四、供熱調節原理
供熱調節的主要任務是維持供暖建筑的室內計算溫度。當供暖系統在穩定狀態下運行時,如不考慮管網的沿途熱損失,則系統的供熱量應等于供暖用戶系統散熱設備的放熱量,同時也應等于供暖用戶的熱負荷。建筑供暖方式分為連續供暖和間歇供暖兩類。對于不同的供暖方式,供熱調節的方法也不同,這主要是由墻體和室內物體的蓄熱性能所決定的。對于間歇供暖建筑,當停止供暖后,室內溫度不會瞬間降至建筑發生凍害的溫度,它需要經過一個降溫期。當重新開始供暖后,室內溫度升高至計算溫度也需要一段升溫期,升溫期所需要的時間取決于圍護結構和室內物體的蓄熱性能。
五、供熱采暖節能技術與應用
1、采用多種新型能源節能技術
(一)太陽能供熱技術是現在比較流行的非常采用的能源技術之一,他不僅是取之不盡,也是人們非常值得研究的能源。我國的太陽能資源非常的豐富,只要充分利用到采暖供熱中它的效果是非常顯著的。
(二)熱泵供熱技術主要是依靠發電,他利用海水、河水和廢水轉化為可用的高位熱能,從而達到節約能源的目的。
(三)低溫核供熱技術是利用核能的新能源。核能不僅是許多國家都想研究的能源,他的投入費用不僅低廉,發熱性能也是非常高的。
(四)地熱能供熱是利用地球內部蘊藏的巨大熱能。它的熱量非常巨大,不需要任何燃料而且省去了燃料運輸和燃燒的費用,又降低了環境污染。
(五)垃圾焚燒供熱是利用將工業和生活垃圾焚燒而產生的熱量,從而獲得熱量,不僅獲得了客觀的經濟效益,還保護了效益。
2、建設科學的熱力網供暖節能系統
熱力網節能是建設供熱采暖系統的重要關節,它不僅肩負著最重要的環節,也是我們重點改造的工程。首先要了解整個城市的水文特征和建筑分布,做好熱力網的建筑設計規劃。從多方面考慮綜合因素,制定符合整個城市的熱力網建設系統。熱力網應施工期短,并且采用成本低的硬質聚氨酯保溫直埋技術,將熱網主要干線分布在熱力集中的地區,選擇保溫性好,符合標準的管道。將傳統的熱力網控制和現在流行的技術結合起來。實行科學的自動化管理模式。提高整個供熱采暖技術人員的管理水平,安排他們參與整個施工中,保證整個熱力網正常運行。最后提高熱網的設施和材料的節能水平,放棄保溫性能較差的材料,而使用聚胺酣保溫材料。在各個調節點的閘閥也要盡量放棄使用,而是在安裝調節性能優良的自力式流量控制器,使得管路符合用戶的要求,解決供熱中局部過熱,分布不均的問題。
3、完善和建設外墻外保溫工程
外保溫系統直接與空氣相連,所以對于其可靠性、耐久性的要求較高。我們首先要注意外保溫系統與基層墻體應可靠的固定。由于老建筑經歷了多年的風吹雨打,所以很多的墻體都會有一定的脫落。因此,對于保溫材料有效的與基層進行有效的粘結是十分重要的。在保板這個環節紀要選擇符合國家有關法律規定的材料。也要采用現在能阻燃性聚苯板,它不僅有較低的吸水性,還有較小的導熱性和抗腐蝕性,從而對于建筑能夠起到防火的效果。在外飾面層涂料時,通常采用保溫層而且輕質多孔材料,在粘合時要有很好的保護措施,防止保護層脫落傷人。
4、對采暖居住建筑進行供熱體制的節能改革
對于建筑較老而且沒有技術改造的小區進行供熱改造并進行供熱熱量計量收費,根據每戶的用量進行收費,從而杜絕亂收費現象,避免熱能的浪費現象。對于收費管理是按照建筑面積和使用進行指定。這樣才能按熱量計量收費避免多收費,實現建筑節能的意義。達到節能建筑真正的節能效果。現流行供熱體制不僅要對各個小區進行重新規劃,也要在供熱體制上進行改革。根據每個建筑的特點進行節能改造,如果需要調整就安裝溫度調節閥,他不僅可以調節室內溫度,也是符合采暖改革的需求。在供暖期間,室外的溫度由于較低,只有提高供熱技術水平,滿足室內溫度要求,并結合室內溫度兩者結合進行供熱,從而滿足用戶的各種需求。
5、采用良好的閘閥技術
在平衡閥的選擇上要選擇成直角,有清晰開度并且耐溫耐壓性好等,同時對于溫度的調節也要非常好,并在發生危機時還要有切斷功能。裝上平衡閥后,可以適當的加上阻力,對消除剩余的壓頭,限制水部流量都有良好的控制力。并且加上適用的管路要符合用戶的需求,選擇的管路不僅要美觀也要是能體現采暖節能技術,這樣就可以消除管網的水利失調,局部受熱不均、熱力部分不均的情況。
六、結束語
綜上所述,供熱系統節能問題已經成為了供熱系統使用過程中的關鍵問題,所以,在供熱系統使用過程中,一定要更加重視節能問題的探討,不斷提高系統的節能效果。
【參考文獻】
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關鍵詞:供熱;系統;信息化
中圖分類號:TU833文獻標識碼: A
前言:搞好城市集中供熱工程,必須要全面提高供熱技術水平。因此,建立基于GPRS 無線網絡的監控系統,來實現各換熱站現場參數的采集、調度室與各換熱站的數據實時通訊控制,可以很好的解決上述缺點,可以有效提高供熱系統的自動化控制水平,并且能很大程度上提高供熱行業的管理水平。供熱工程中的自動控制對于保證供熱系統優質供熱、安全運行、經濟節能、環境保護具有十分重要的作用。
一、集中供熱系統的遠程視頻監控
在集中供熱系統中,熱網穩定的水力工況和熱力工況最為重要,它們必須穩定地運行在一定的范圍內才能保證整個供熱系統的正常運行。熱網遠程監控系統要實現調節各換熱站的熱力平衡,監測管網的運行狀況,根據環境溫度等的變化調節供熱量,達到滿足國家供熱標準要求的情況下節約能源。
監控中心設置于熱力站中。它負責實現遠程監控全網的安全高效運行,監測代表點的具體參數,遙控各換熱站熱力工況均衡,反饋各換熱站運行情況;在往年數據的基礎上分析氣候溫度趨勢,指導各換熱站運行;監視各換熱站人員流動情況;提供VPN加密隧道接入方式,以備高層領導任何時間、任何地點遠程接入,了解熱網運行狀況并使得軟件后期的升級與維護成為可能。
系統的優點:
1、換熱站監控系統解決了熱網運行失調現象,實現了熱網平衡運行,大大提高了供熱效果。
2、起到了節能降耗的作用,換熱站根據室外溫度的變化,自動調節供水溫度,從而最大程度的節約了能耗,并且提高供熱的服務質量。
3、換熱站監控中心的數據幾乎與現場數據保持同步,這是以往熱網運行中投入多大的人力及物力都不可能實現的。
4、避免了偷熱、漏熱現象,由于24 小時在線運行,杜絕了用戶偷熱的想法,現場計量出現故障可以在最短的時間內發現,并將故障時間記錄備案。避免計量方面的損失。
5、通過仿真系統對熱網進行水力、熱力計算,熱網的控制運行分析,使熱網達到最優化運行,利用故障診斷、能損分析了解管網保溫、阻力損失情況,設備的使用效率,使熱網的管損達到最小值,以達到最經濟運行,通過歷史數據和實時數據的比較,分析管網的運行狀態。
二、集中供暖安防監控系統
我國北方地區冬季目前普遍采用集中供暖方式進行供熱。鍋爐房通過城市高溫供熱管道將熱水送至各居民小區、企業中的換熱站。在換熱站,高溫管道(以下簡稱一次網)中的熱水與進居室暖氣片(以下簡稱二次網)的熱水通過換熱器交換熱量。經過換熱后,二次網中熱水流入各居室中。
供熱調度部門需要對分散在不同地理位置換熱站中溫度、壓力、流量、液位等參數集中實時監視,控制換熱站中各設備的運行。同時,根據從現場監測到的各換熱站運行參數,調節熱電廠運行工況,保證冬季整個供暖的穩定運行。
我國現行的熱力站運行管理仍處于手工操作階段,影響了集中供熱優越性的充分發揮。主要反映在:缺少全面的參數測量手段,無法對運行工況進行系統的分析判斷;系統運行工況失調難以消除,造成用戶冷熱不均;供熱參數未能在最佳工況下運行,供熱量與需熱量不匹配;運行數據不全,難以實現量化管理。
搞好城市集中供熱工程,必須要全面提高供熱技術水平。因此,建立基于GPRS 無線網絡的監控系統,來實現各換熱站現場參數的采集、調度室與各換熱站的數據實時通訊控制,可以很好的解決上述缺點,可以有效提高供熱系統的自動化控制水平,并且能很大程度上提高供熱行業的管理水平。供熱工程中的自動控制對于保證供熱系統優質供熱、安全運行、經濟節能、環境保護具有十分重要的作用。
視頻監控軟件系統方案中,整個熱網遠程監控系統由三部分組成:現場換熱站控制部分、GPRS 數據傳輸部分、調度室數據中心。通過控制模塊完成與SARO GPRS DTU 的數據交互。PLC 定時將數據發送給GPRS DTU,同時PLC 實時接收DTU 發來的數據完成相應控制功能。GPRS DTU在收到PLC 發來的數據會立即轉發到數據中心。
(1) 現場換熱站
PLC 將各工藝參數實時采集后通過RS-232 串口通信模塊將數據送往GPRS DTU 通信模塊;同時,還可通過該通信模塊接收調度中心的指令。
(2) GPRS 數據傳輸部分
在對GPRS DTU 通信模塊進行配置時預先輸入數據中心的固定IP 地址。GPRS DTU 通信模塊收到PLC 發來的數據后,把這些數據送到前面設置的IP地址網絡服務器中,通過端口映射轉發到數據中心服務器。SARO GPRS DTU 發送數據的過程為:數據送到中國移動GPRS 網絡中,然后再經過Internet,最后在數據中心通過ADSL 進行接收。
[關鍵詞]供熱系統 熱用戶 冷熱不均 控制策略
中圖分類號:TG333.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)22-0295-01
1、概述
很多供熱公司的供熱系統都采用分布式供熱系統。在分布式供熱系統中,將供熱系統中熱媒熱水的驅動力由不同層次的循環泵承擔,共同完成輸送熱媒傳輸熱量的任務。分布式二級混水泵系統在熱源處設置熱源循環泵,提供熱源內部驅動熱媒的循環動力。在熱用戶處設置混水泵,提供熱用戶內的資用壓力,驅動熱媒的循環,實現混水功能。通過混水技術和變頻調速技術,每個熱用戶可以按需要從熱網中取用熱能,而熱網可以實現大溫差、小流量的經濟運行供熱模式。這樣一來,不僅可以提高熱網資源利用效果,降低輸送能耗,還能滿足不同用戶的舒適性要求。但是分布式混水系統的調節控制比較復雜,熱網越大,熱負荷調節的滯后性影響越明顯。如果優化不了供熱系統的熱源、首站、分站之間的運行調節策略,各分站之間或熱用戶之間將會出現供熱不平衡問題,冷熱不均問題也比較嚴重。本文就某熱網在實際供熱中,分析建立熱用戶冷熱不均問題的理論模型,探討現有問題產生的一些原因,為進一步研究分布式混水系統的調節控制工作奠定基礎。
2、調節供熱不平衡的重要性
冬季供暖是關系城鎮居民群眾切身利益的大事。供熱公司自籌資金,同時要使居民的供暖溫度達到標準,還要兼顧企業的運行成本,因此滿足最低要求的情況下來挖掘供熱企業內部潛力,勢必要做好良好的供熱調節。熱水鍋爐和供熱系統的運行參數,以及控制燃燒條件,均應根據取暖季節(冬初或冷)和加熱時間(白天或晚上)進行調節。熱調節的目的,既要保證系統用戶的室內溫度合適,又要避免不必要的浪費熱量,實現經濟運行。熱水采暖系統在試運行期間,根據安裝規范進行調整,其主要目的是檢查系統是否平衡,以滿足設計的要求。該系統投入運行應繼續進行調節,最終達到使用規定。
3、我國熱網管理的特點
我國的采暖收費主要還是根據采暖供應的面積來進行具體的暖費計算和收取,而國外的一些國家,采暖收費主要是根據所使用的熱量來進行收費。?西方發達國家在供暖散熱器上,都會設置相應的溫控閥,而我國的供暖散熱器上卻沒有設置相應的溫控閥。?我國的熱發電廠主要采用兩種管理方法,供熱網絡的峰值熱源也不夠充足。?西方國家的供暖主要是為人們提供生活用熱水,而我國的供暖不僅為用戶提供熱水,而且還為用戶提供暖氣。
4、供熱系統基本供熱能力分析
在某熱力公司分布式熱網供熱系統中,熱網主要由鍋爐房、首站、熱用戶混水供熱分站等部分組成。采用枝狀管網分布式二級混水泵系統供熱,熱用戶大多數為廠房以及辦公樓散熱器采暖用熱,熱用戶與鍋爐房之間的地勢比較平坦。首站為水-水換熱站變頻泵循環供熱,分站采用混水供熱機組供熱。
鍋爐房設計安裝了一臺70MW的高溫熱水鍋爐,額定出水溫度為130℃,額定進水溫度為70℃。鍋爐在額定工況運行時,使用2臺循環熱水泵變頻運行,為熱源部分的熱水熱媒提供循環動力。 一般工業廠房建筑熱用戶的建筑面積熱指標取140W/m2,如果這臺鍋爐在額定工況下運行時,可以為50萬m2的工業廠房建筑熱用戶提供熱量?,F有供熱面積約為24萬m2,鍋爐在供暖期間內采用間歇式供熱,間歇供熱時段為05:00~7:30,10:00~11:30,13:00~16:00,20:30~23:30。
首站是熱網的第一個換熱站,采用一臺固定管板換熱器,設計溫度管程為100℃。二次網采用兩臺(一用一備)變頻熱水循環泵為供熱管網提供循環動力。循環泵的功率為250kW,流量為1500m3/h,轉速為1485r/min。
首站與熱用戶之間的二次熱網若按110/70℃的供熱曲線運行供熱,三條主干線傳輸熱量的額定能力完全可以滿足系統供熱能力的需求。
5、分站冷熱不均現象分析
在本文的供熱系統中,所有的分站均采用混水泵變頻系統調節供熱。但在實際運行中,有的分站采用變頻運行,有的分站采用定頻運行。根據熱用戶反映,廠房冷熱不均問題嚴重。
根據供熱理論,供熱量Q1和用熱量Q2計算式為
Q1=G×Cp×t/3600(1)
Q2= q?A(2)
式中,Q1DD供熱量(kW);
GDD熱水的循環流量(kg/h);
CpDD水的比熱容(kJ/ kg?℃);
tDD供回水溫差(℃);
Q2DD采暖用熱量(kW);
qDD采暖用熱指標(W/m2)。
本文中的采暖用熱指標是根據首站的供熱量和供熱面積,考慮熱網損耗實時換算得出,取46.6 W/m2。
根據供熱與用熱平衡理論,首站供出的總熱量由各分站取用后分配給1~7號熱用戶,并由此確定出各個熱用戶的用熱量。
由現場采集分站運行時的流量、供回水溫度等參數,經測算出供熱量,并與用熱量比較,熱用戶冷熱不均現象嚴重,與實際情況基本吻合。
6、探討供熱系統現有問題產生的原因
首站的供熱量是根據室外氣溫變化,按110/70℃供熱曲線運行間歇供熱。針對7個熱用戶冷熱不均問題,通過實際走訪調研,探討分析供熱系統現有問題產生的原因,可能存在以下幾個方面:
①各個供熱分站的控制策略不明確。通過采集供回水溫差參數顯示,各分站供回水溫差過小,在1. 4~6.6℃之間,各分站取用熱能的效果并不理想?,F有分站與熱用戶之間的二次熱網的調節控制中,出現調節流量和調節溫度同時存在的現象,這無疑增加了調節控制難度,造成各個分站的質調節目標無法有效實現。
②若首站和分站之間的熱網溫差過小,并得不到有效控制,管網的供熱能力將會受到嚴重限制,系統投資及資源將會浪費嚴重。
③供熱分站混水機組為典型的一次側量調轉換為二次側質調的供熱系統。但目前分站混水機組前加裝流量平衡閥并參與調控,與一次側需要量調控的原理相抵觸,將會嚴重干擾混水供熱調控機組的運行及控制。
在供熱系統中,熱源、首站、分站和用戶之間的調控策略不協調,系統資源的能力將無法有效發揮,會造成資源利用不合理,供熱不協調,系統資源浪費嚴重等問題,對目前供熱和未來的發展及擴容等方面都會產生不利的影響。供熱分站缺少完整的協調的供熱優化控制平臺和模型,導致供熱資源浪費,供熱目標實現不了。
7、小結
熱水采暖系統,集中質調和量調的意義是顯著節省燃料,實現經濟運行。特別是北方寒冷地區采暖期長,實際供熱的初期和嚴寒期室內外溫差變化較大,更應引起供熱主管部門和鍋爐運行管理人員的充分重視,以期達到良好的供熱性能和經濟效果。
參考文獻:
1變頻技術與閥門調節技術的比較分析
集中供熱系統采用變頻技術實現水泵轉速調節后,將供熱系統中的管線和水泵的閥門全部打開,通過調節電機電源頻率的辦法來實現電機轉速改變,從而使流量發生改變;水泵以調速控制或者閥門控制時,水泵的揚程H與流量Q的關系。如圖1所示,曲線1表示的是水泵在n1轉速時H-Q曲線;曲線2表示的是供熱系統管路的阻力特性曲線;曲線3表示的是將閥門關閉后,Q2流量時的供熱系統管路阻力特性曲線;曲線4表示的是當水泵在n2轉速時的H-Q曲線;水泵工作情況由A、B、C三點表示。供熱系統中,水泵所需要消耗的軸功率可有以下公式算出:P=HQr/S(5)該公式中,水泵的效率用S表示,流體的容重用r表示。從公式5可以得出,水泵的揚程與流量的乘積與水泵的軸功率成正比,所以在A點,H1與Q1的乘積的面積A與水泵的軸功率成正比。由系統的工藝要求得出,供熱系統水泵的流量從Q1降低為Q2時,如果使用水泵閥門調節的方法就等同于將管路的阻力增加,這樣管路特性由曲線3表示,供熱系統也會轉到工況B點工作。如果供熱系統使用變頻技術對水泵轉速進行調節,當水泵的轉速由n1減少為n2時,曲線4為此時的H-Q曲線,由曲線4可知,當水泵的流量為Q2時,水泵的揚程H3將明顯降低,與此同時水泵的功率也會相應減少,曲線所包圍的面積將同節省出來的功率成正比,這樣就能產生明顯的節能效果;即使是將由于水泵轉速下降,導致功率降低考慮進來,變頻技術仍然可以產生明顯的節能效果。集中供熱系統中使用的離心泵,其流量調節主要采用泵變轉速調節和出口閥門調節兩種方式,出口閥門調節所節省的能耗要明顯小于泵變轉速調節,這個結論可以由兩種調節方式的功耗對比分析和功耗分析中得出。由離心泵的揚程和流量之間的關系圖可以非常明顯的看出采用不同的調節方式,二者之間的能量消耗關系。施工變頻技術除了可以降低水泵的流量外,還可以有效的減少離心泵汽蝕情況的發生。變頻調節技術所節省的能耗隨著流量減少而增大,即使用閥門調節技術所產生的損耗也會相應增大,但是采用水泵變速過大時,會降低水泵的工作效率,有可能會超出水泵比例定律的使用范圍,所以,在實際的集中供熱系統中,應當充分考慮兩種方式的優劣,從而找出流量調節的最佳方法。
2變頻技術的應用效果
當供熱系統水泵出現揚程富余且運行不穩定時,這時就需要大幅度的調節水泵的流量,有時水泵會在小流量節流情況下工作,有時會在大流量汽蝕情況下工作,不僅工作效率低而且會降低水泵的使用壽命;使用變頻技術可以對水泵流量進行非常精確的控制,實行慢減速和軟啟動,進而延長供熱系統中水泵的使用壽命。應用變頻技術的水泵可以在一定負荷下工作,當處于低頻率時就會進入軟啟動,此時的啟動電流要明顯小于沒有進行變頻調速的電流,正常情況下為1.5倍的額定電流。當循環泵開始工作后,頻率會保持在啟動的10HZ上,之后呈線性增長到預先標定的頻率值,此時循環泵的工作電壓和轉速,會隨著頻率的變化而升高到相應值,這是由于水泵頻率的變化與轉速和工作電壓成線性關系,因此,當系統緩慢啟動時,可以有效的預防啟動電流過大對循環水泵絕緣和繞組造成的破壞和損失。同時,由于系統緩慢的啟動,可以有效降低沖擊力,進而能夠減少和避免出現接卸故障,進而將循環水泵的使用壽命延長,有效的提高系統效率。使用變頻技術調節水泵的轉速,可以使水泵流量實現無級變運行。由于集中供熱的用戶每年都可能出現變化,使得系統的熱負荷也相應的發生變化,這時需要結合當年情況進行熱力工況、水力工況以及運行計劃的編制,并按照編制好的計劃進行流量的調節,結合水溫流量調節曲線,進而達到按需供熱的目的,確保用戶室溫達到設計要求,這樣也能夠避免多余供熱的發生。
3結語
隨著相關技術研究的深入,供熱系統將會大規模采用變頻技術,系統所采用的變頻裝置應當根據系統所用水泵的功率進行選擇。采用變頻技術可以有效的降低供熱系統的運行費用,大幅度的降低電能的消耗,進而使集中供熱成本降低,經濟效果良好。
作者:王建國 單位:洛陽北控水務集團有限公司
關鍵詞:水力失調 附加阻力平衡法 自立式流量控制閥 供暖節能
中圖分類號:TU995 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0056-01
1 水力失調的產生原因分析
熱水供熱系統是由眾多串、并聯管路以及各熱用戶組成的一個復雜的相互連通的管道系統,各熱用戶的實際流量與要求流量之間的不一致性稱為熱用戶的水力失調。分析其產生原因并找到相應解決辦法對熱水供應系統的設計和運行管理都很有指導作用,是做好節能運行的主要手段。水力失調現象出現的原因主要有以下幾點。
(1)設計過程缺乏溝通協調:同一供熱系統分別由多個設計單位分別設計的,不同的設計院采用的耗熱量指標不一致,沒有進行整個系統水力工況的分析、計算和平衡,致使供熱系統先天性熱力失調。
(2)供熱系統配置不足:供熱系統沒有配備消除富裕壓力的有效的調節設備,如節流孔板、平衡閥、自立式流量(壓差)調節閥、流量計、熱計量表等。
(3)熱網沒有進行很好的初調節:缺乏初調節的人員、技術條件和手段,或調節設備的性能不良,達不到理想的調節效果造成水力失調。
(4)運行管理原因。為了提高末端用戶室內溫度,一是采用加大循環流量,二是提高供水溫度或供熱量,掩蓋水力失調的存在。這樣“冷”的用戶滿意了,少數不熱用戶也有所好轉,但“熱”的用戶更熱了??傊皇强吭黾与姾木褪窃黾訜岷膩硐r失調。
2 水力失調系統運行的弊端
建筑物熱負荷熱平衡方程式:
Q=KF(tn-tw)=G·C(tg-th)·ρ/3600
Q為熱負荷W;
K為建筑物傳熱系數W/m2·℃;
F為建筑物外表面積m2;
tn為室內氣溫℃;
tW為室外氣溫℃;
C為水的比熱J/kg·℃;
G為采暖熱水流量m3/h;
tg為供水溫度℃;
th為回水溫度℃;
ρ為水的密度kg/m3。
通過上式可以看出建筑物熱負荷(即供熱量)大小調節可以改變采暖熱水流量或者供回水溫度來實現。集中供暖系統調節控制的根本目的,是提高供暖質量和實施有效節能。當供熱系統的水力失調時,為保證供暖質量不得不采取大流量(G)小溫差(tg-th)的運行模式。
(1)熱水流量(G)增加導致循環水泵運行負荷增大,效率降低,能耗增加。電機電流增大溫度過高導致線圈絕緣損壞甚至電機繞組燒毀故障。
(2)回水溫度(th)偏高,對于蒸汽-水換熱器會導致蒸汽冷凝水溫度過高,冷凝水系統因閃蒸發生撞管,影響冷凝水回收系統正常工作。
(3)為保證最不利用戶采暖,提高供水溫度(tg),近端熱用戶出現“開窗”散熱浪費現象,增大能源消耗。
3 解決水力失調的措施
引起供熱系統水力失調的原因是多方面的,設計中應考慮使系統的水力失調程度較小和易于進行調節,運行中要掌握熱水網路上各用戶的流量、壓力變化,進行水力工況分析和計算。具體工程有不同特點,解決辦法很多,可以單獨使用,也可以多管齊下。
(1)解決水力失調的科學方法是對整個熱網進行水力平衡計算。設計管路精確計算,分支管路水流量與干管匹配,增加變徑管減少后期調節難度。
(2)提高熱水網路的水力穩定性。為了減小網路干管的壓降,就需要增大網路干管的管徑,即在進行網路水力計算時,選用較小的比摩阻值,適當地增大靠近熱源的干管管徑。
(3)用附加阻力消除剩余壓頭,可采用調壓板、平衡閥、安裝高阻力小管徑閥門等措施。
(4)增加自動調節裝置,如自立式流量(壓差)調節閥控制。
(5)增加流量計或熱計量表,根據設計及實際需要調節監測流量分配及供回水溫度。條件不允許可采用便攜式流量計。
(6)附加壓頭平衡技術。在最不利環路增加低揚程小流量循環泵。采用具有三檔變速的低揚程小流量的水泵,提高用戶系統的壓頭,經過實際運行是可行的。
4 案例
某廠區供暖面積20多萬平方米,包括工業廠房、附屬電氣室、辦公樓、值班室、輔助站所等,系統復雜串聯并聯共存,同程式異程式共存,設計、施工均由不同單位聯合完成,由于情況復雜導致初運行水力失調的表現形式不是簡單的“近熱遠冷”現象。通過對系統特點、水力狀況全面分析,采取了以下措施。
(1)熱網近端與主管路并聯輔助站所流量過大,資用壓頭大于用戶需壓頭,必須用閥門消耗富余壓頭。在循環水站、中水站、廢水站、軋后庫等供暖支路回水總管加裝自力式流量控制閥、溫度計、壓力表。按實際需求降低近端用戶采暖水流量,降低回水溫度。
(2)換熱機組換熱器、凝結水回收裝置加裝保溫外加白鐵皮。有效減少散熱損失并降低室內溫度,減少電氣設備因溫度過高出現故障頻率。
(3)換熱機組供水110℃時,回水溫度達到90℃,凝結水超100℃不符合設計及正常運行規定。根據室外氣溫控制出水溫度,采暖水回水溫度不高于80℃,保證循環水泵運行安全,確保凝結水溫度低于85℃,防止凝結水閃蒸出現撞管現象。
(4)廠房供暖管路同程式系統,暖風機支路壓差不同,出現送風溫度變化較大。主要是供回水管路熱穩定性差,通過改造增加主干管管徑,在管道最高點加裝自動排氣閥。
(5)廠房內暖風機與附屬辦公樓并聯,辦公樓壓差不夠,采用附加壓頭法:在供回水壓差不夠的支路入口安裝具有變速功能的低楊程、小流量的水泵,改善用戶水循環同時避免出現新的水力失調。
5 結語
通過水利平衡,嚴格控制分用戶水流量、按每千平米3立方采暖水標準調整,循環水量可由目前600m3/h減少為450m3/h。改變大流量、小溫差的運行方式,循環水泵耗電量一項較前一采暖季降低25%。通過控制供水溫度減少過量供熱和散熱損失,降低了燃料消耗。
供熱系統出現水力失調不但影響系統正常運行和供暖效果,也是造成能源浪費主要原因,通過實踐證明采取措施解決水力失調是降低供熱成本,提高能源利用率的效果明顯。
參考文獻
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【關鍵詞】熱電 供熱系統 集成節能技術
我國目前城市供熱的主要熱源是熱電聯產和區域的鍋爐房。近年來,隨著,技術的進步,熱電聯產的供熱方式正漸漸成為各個城市更傾向使用的供熱方式。因為相對于鍋爐房供熱來講,熱電供熱系統供熱的能耗、污染會相對小一些。熱電供熱系統的集成節能技術包括了許多方面的內容,例如熱電供熱系統包括了開關系統、電子系統、信息化供熱系統、智能控制系統等許多方面,在這里我們著重討論熱電供熱系統集成節能技術中的智能控制節能改造。
1 熱電供熱系統智能控制節能改造的必要性
近些年來,隨著科學技術的發展,雖然我國城市供暖系統已經有了很大改善,但能耗高、效率低的問題依然存在。熱電供電企業在循環水熱能的利用方面還需要進行努力,否則,每年供暖季節會有大量廢熱資源被白白浪費。據統計,我國供熱能耗要比同溫度下的發達國家高出兩倍,能源浪費情況相當嚴重。因此,我們要采用有效的熱電供熱系統集成節能技術,保證我國城市供暖節能、有效地進行。在熱電供熱系統集成節能技術的應用過程中,我們發現熱電供熱系統的智能控制改造能夠幫助實現按需供熱,降低供熱能耗,減少對環境的污染,保證取得更好的經濟效益和環境效益。
2 熱電供熱系統智能控制節能改造技術的應用
2.1 智能調節溫度平衡
在熱電供熱系統進行供熱的過程中,由于供熱規模往往比較大,管網中水力工況的變化會比較復雜,水力失調的問題會從中突顯出來,會造成供熱質量的下降,因而智能對溫度進行調節十分必要。一般來說,在一個合理的系統設計當中,要進行合理的初調節,保證各個用戶的流量保持在設計范圍內。但在大而復雜的管網系統中,常規的方法(正常流量法、阻力系數法、回水溫度法等)都無法一次性測出準確的數據,需要進行多次的調試,并且效果不是非常理想。這種情況下,智能溫控平衡技術的優點便充分凸顯出來了。這種技術綜合了現代控制理論與計算機模擬分析,并充分利用了水力管網系統在實際運行過程中的運行工況動態數據,使系統能夠對運行工況進行合理有效的遠程控制。這一技術的應用有利于加強對熱電供熱系統進行有效控制,減輕了人工調節的工作量,實現系統水力工況的動態調節。
2.2 智能變頻
在熱電供熱系統中,可以加裝智能變頻節點設備,利用水泵設備原有的電機系統控制,以水泵的運轉速度控制代替閥門開度控制進行綜合調節,實現熱平衡的調節。從功能上講,智能變頻技術有兩項主要功能。即改變水泵轉速實現節約電能和不改變水泵轉速、優化功率輸出來實現節能目的。其中,改變水泵轉速是通過調節流量,降低水泵轉速,調整管網中流量來實現節能目的的。而不改變水泵轉速的情況下,是通過檢測負載量的變化,根據功率和負載率的變化改變輸出功率使電機輸出功率與軸功率趨于平衡,進而實現節能目的。
2.3 傳感技術
這種技術的應用能夠為智能變頻和進行能效分析奠定基礎,保證數據的傳輸工作順利進行,實現資源共享。遠傳式智能控制器可以進行輸入形式的選擇,已達到不同的調節目的。如果搭配室外型溫度傳感器使用,就可以根據室外溫度變化自動調節水溫,具有和強的靈活性。同時,我們可以根據控制的具體需要,組成智能化的網絡控制系統,進行實時的遠程監控,及時調節,達到節能的目的。
3 工藝流程
圖一:熱電供熱系統智能控制系統工藝流程圖
熱電供熱系統的智能控制具有嚴謹的工藝流程,參見圖一。在這一系統中,每一個供熱管線的分支中,都裝有智能動態的平衡控制閥。這種控制閥的傳感控制裝置能夠與主控室的服務器緊密連接,并可以進行及時交流,向服務器傳遞每條支路的流量、水溫、壓力狀況,方便服務器進行信息處理。服務器在主控室中,根據收集到的數據,通過監控系統的軟件對數據進行分析、處理,向掌管各個支路的控制閥發出命令,實現對閥門開合程度的控制,進而實現調節熱電供熱系統水力平衡,達到能源節約的目的。
4 智能動態平衡控制閥
智能動態平衡控制閥主要由智能控制器與電動調節閥這兩大部分構成。它是電動調節、動態平衡兩項功能結合的產物。配置了智能模板的控制裝置,可以對各個支路的流量、溫度進行自動追蹤檢測,幫助合理利用能源,達到節能的目的。而電動調節閥可以幫助系統調節管網中熱水的流量與溫度。調動調節閥能夠按照主控室服務器的命令自動調節閥門開合的程度,實現對水流、溫度的調節,根據具體需要調節溫度,達到節能的最終目的。
5 結論
總的來說,熱電供熱系統集成節能技術的應用,不僅有利于最大程度上綜合利用熱源,還可以利用換熱技術以蒸汽代替電力,減少電力的消耗。并且渾水換熱技術增強了系統的安全性和靈活性??梢哉f熱電供熱系統的集成節能技術應用能夠大大提高資源的利用率,提高城市集中供暖的質量和效率。
參考文獻
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關鍵詞:熱網控制系統,PLC,Simulink系統仿真
北方冬季持續時間較長,供暖是人民生活中不可或缺的一部分,是營造和諧穩定、舒適幸福社會氛圍的基礎。其熱網供熱不穩定,能源利用效率低等問題對熱網溫度控制系統發起了新的挑戰。同時伴隨房地產業的逐步興起,城市房屋建設規模也隨之擴大,使得對城市熱網供熱的需求也不斷增加,針對我國能源結構的調整,對城市供暖能源利用提出新的要求,使得集中供熱方式已成為城市供熱形式的主流。城市供熱需求多,分布集中,采取集中熱源供熱,可有效提升能源利用率,改善傳統分布式鍋爐房供熱對環境的污染問題,減輕大氣污染。為使熱網供熱穩定,采用PLC可編程邏輯控制器作為控制器,便于人工科學管理,提升工業穩定性;應用PID算法減小偏差,可根據室內外溫差自動調整熱網溫度變化,提高熱網系統自動化程度。
1城市熱網工藝分析
城市集中供熱系統由熱源、熱網和用戶三部分組成,熱網系統工藝流程圖如圖1所示。劃分為溫控區和供熱區,涉及到供熱站、換熱站、供水站、監控站和熱網用戶等站點。其中供熱站為熱源,集中熱源主要為熱電站和區域性鍋爐房,或采用熱電聯合集中供熱,為一次管網提供熱源以滿足二次管網供暖所需。熱源將載熱介質輸送至一次管網,載熱介質可以為高溫熱蒸汽或高溫熱水,管網網道設置有傳感器組,包括壓力變送器、流量傳感器和溫度檢測器等測量檢測元件,通過供熱閥調節管網內載熱介質流量,載熱介質經過供熱閥后流入換熱器。換熱器位于換熱站內用于載熱介質與二次工藝介質的熱量交換,經加熱后的工藝介質進入二次管網,經高壓泵加壓后送入千家萬戶。供水站對換熱站進行工藝介質的補充與泄流,維持管內壓力恒定與供熱穩定。監控站負責整個熱網系統信息采集和實時監控,實現較好的熱供應溫度控制。該供熱工藝中所用閥門均設有人工操作開關,在斷電或系統故障時可人工調節熱網供熱,避免故障的發生,提升供熱安全性。
2熱網溫度控制系統設計
2.1控制系統分析
針對于城市集中供熱系統,與用戶相關聯的是二次管網,用戶室內溫度均衡、供熱恒定、可隨室外溫度變化而自動調整成為城市熱網能否持續發展面臨的首要解決問題??梢罁喂芫W供、回水平均溫度來解決,假設在室外溫度恒定且供熱用戶的室內溫度相同,則各個換熱站的二次管網供、回水平均溫度近似相同,這樣就可保證熱網系統在同一水溫調節曲線下進行供暖,二次管網供、回水溫度之間要維持一定量的關系式,滿足水溫調節曲線。熱源為熱電廠發電過程中所使用熱蒸汽經冷凝后的熱水,可實現熱量的二次利用,能源利用效率較高,滿足國家對未來企業綠色發展的要求,但其不足之處就是熱源總供熱量有限。同時,根據熱網工藝分析可知,工藝介質出口溫度與工藝介質入口溫度、工藝介質流量、載熱體入口溫度、載熱體流量有關,但工藝介質入口溫度、工藝介質流量、載熱體入口溫度為可測不可控因素,因此在設計控制系統時,以工藝介質出口溫度為被控量,載熱介質流量為控制量的控制系統,通過控制一次管網流量,在總熱量一定情況下使熱量分配均勻,滿足供熱用戶所需。其工作原理是當室內溫度低于設定值時,或系統供熱量低于供熱需求,應立即調大一次管網電動調節閥的開度,使系統熱流量增加,進而提升一次管網熱量,達到間接促進二次管網溫度升高的目的。
2.2控制方案選擇
根據熱網控制系統分析,對于熱網控制系統對二次側溫度控制有兩種控制方案。方案一:在一次管網供回水流量與壓強不變的情況下,根據室內、外溫差與供熱需求的變化,調整熱源,即調節總供熱量;方案二:在總熱量不變的情況下,根據室內、外溫差與供熱需求的變化,調整一次管網供水流量,二次管網溫度隨著一次管網流量的增大而升高。方案二適用于總熱量不變或總熱量無法干預條件下使用,當熱負荷較大時,增加一次管網供水管調節閥開度,當熱負荷較小時,減小一次管網供水管調節閥開度,控制系統方框圖如圖2所示。方案二較方案一更節能,可實現能源的重復利用,降低熱網企業工業成本。
2.3PLC選型及其分析
城市熱網供熱溫度控制系統采用西門子S7-200系列PLC,CPU224XP,集成14輸入/10輸出共24個數字量I/O點,2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點,可連接7個擴展模塊,具有較強的通訊能力,工業環境下穩定性高。該控制系統中涉及到三臺高壓泵的開關,二次管網供回水電磁閥的調節,一次管網供水調節閥的開度和回水閥的調節,供水管道供水閥與泄流閥的調節,檢測元件的數據傳輸,CPU224XP可滿足其工業需求,無需外擴模塊。其I/O分配表如表1所示。
3Simulink系統仿真
熱網溫度控制系統可通過Simulink建立仿真模型,用數學模型代替實際生產控制系統,對控制系統進行研究,可進行PID參數的整定,更為直觀地觀察控制效果以及參數改變對溫度曲線變化的影響。根據熱平衡方程式和傳熱方程分析,在傳熱面積一定時,工藝介質出口溫度可通過控制載熱體流量來實現。將載熱體流量設為控制參數,工藝介質出口溫度設為被控參數,實現對熱網溫度控制系統的模型搭建。假設載熱體壓力變化不大,熱源總熱量波動不大,根據實驗分析可知,載熱體動態特性方程為:G1(s)=8e-1s20s+1,G2(s)=216s+1,對系統施加擾動信號,擾動通道傳遞函數為:Gf(s)=18(9s+1)(18s+1),系統采用前饋—反饋控制系統,對其施加幅值為1的隨機擾動,給定信號為10,采用PID調節器進行溫度控制,前饋—反饋控制系統的仿真框圖如圖3所示。PID控制器輸出表達式u(t)=Kpe+Ki∫0tedt+Kddedt,通過對PID參數調節,觀察系統階躍響應曲線變化,最終確定整定結果為Kp為3,Ki為0.5,Kd為15,前饋—反饋控制系統響應圖如圖4所示。熱網前饋—反饋溫度控制系統階躍響應曲線為①號波形,在擾動作用下不斷調整,通過PLC運行PID算法,減小測量值與給定值的偏差,②號波形為隨機擾動波形,③號波形為系統階躍給定波形。經PID整定后波形分析,整定后系統相較于整定前階躍響應上升時間減少,超調量縮小,調節時間減小,滿足工藝要求。
關鍵詞:供熱監測;自控系統;管理
中圖分類號:U223 文獻標識碼: A
引言
集中供熱系統以其節省資源,減少環境污染、供熱質量高等特點廣泛應用于大部分城鎮,其規模在不斷壯大,系統逐漸復雜多樣化的同時供熱系統的監測與管理也更加復雜。通過分析供熱監測自控系統的組成、原理及其完善系統控制的過程,剖析其未來應用的優勢。隨著我國供熱系統的逐漸發展,監控自控系統更加復雜,計算機技術、網絡通信以及自動化系統的應用,使供熱監測自控系統由枝狀管網發展到環狀管網,提高了運行與管理的可靠性,改善了運行效率與供熱質量,為住戶提供了舒適的供暖環境,實現了熱網的科學管理。
一、供熱監測系統
在熱水供熱系統中,主要對系統的總供回水溫度、循環水量、室內外溫度、瞬時供熱量和累計供熱量等參數進行監測。區域供熱系統的供水溫度波動較大,而熱力站供熱系統的供熱狀態較穩定,應用于熱力站供暖監測系統見圖1。
二、供熱監測自控系統構成及作用原理分析
1、熱網分散控制系統構成及原理
熱網分散控制系統是一種引進國外先進的供熱監測自控系統的應用方式,以單站控制為主,采集單一熱力站內熱網運行數據,其控制參數通過室內與室外的溫度差為依據計算出來的,由控制器接收相關指令并傳達給熱網電動閥、循環泵等,實現單站熱網均衡,中央控制室通過網絡接收數據。該系統主要應用于供熱管道和效果較好的熱網系統,經過分散調控與數據集中調配實現熱網整體的平衡。該系統可實現控制溫度、壓力來實現安全保護,其優點是不僅可以為住戶提高舒適的供暖環境,還可以節約能源,保護環境,而且安全系數較高。
2、熱網集中控制系統構成及原理
熱網集中控制系統是國內應用較為廣泛的全網平衡應用方式,主要由測量變送儀表、電動調節執行器、可編程控制器、通信線路及中央計算機服務器部分組成。通過溫度、壓力、流量傳感器來測量熱力站一次網及二次網各個熱力站的單元數據,最終匯集到PLC,并利用通信協議通過網絡系統輸入到中央控制室,再通過運算確定全網的平均溫度,由全網平衡軟件控制調節供熱站的設備,實現全網供熱均衡。該控制系統的優點是可控制熱源不穩的熱網系統,通過集中控制調節全網的水力與熱力,實現熱網的整體平衡。
三、如何完善供熱監測自控系統
1、熱網分散控制系統的完善
熱網分散控制系統主要通過溫度控制、壓力控制以及壓差控制完善系統。首先,溫度控制是通過自控系統溫度曲線反應的供水溫度與室內外溫度差的變化,通過區域換熱站對溫度進行修改,依據溫度曲線的變化滿足不同地區的溫度需求。溫度曲線由八個點確定,工作人員可根據熱網控制需求對曲線的參數進行修改,進一步完善控制系統。其次,壓差控制主要目的是保證末端用戶的壓力充足,是通過調節循環泵的頻率完成的。為滿足具有多個循環泵的換熱站的壓力充足,系統啟動其他循環泵,并會通過調控其轉速使保持二次供回水的壓差滿足規定條件。一旦二次供水壓力過高超過限度,系統將水泵的壓差調控模式調整為壓力控制模式,避免壓力過高損壞管道和散熱器。當壓力恢復正常時,控制模式將自動變回。當調節閥達到最大開度時,而二次供水與回水溫度在設定值之下時,需通過加大二次流量的方式,加大循環泵轉速,修改二次供回壓差設定值,提升二次供水和回水的溫度。最后,通過二次網回水壓力設定,將補水泵壓力穩定在補水低壓和死區設定范圍之內,為補水泵提供穩定的基本壓力,防止二次網超壓。
2、熱網集中控制系統的完善
熱網集中控制系統的完善主要通過熱力站控制系統、通信網絡、以及全網平衡三部分實現。
首先,熱力站控制系統由硬件數據檢測與軟件數據控制兩部分組成。硬件數據檢測主要采集溫度、流量等供熱參數,由電氣接線傳輸參數到控制器,控制器經過編程進行處理。該部分主要由溫度變送器、壓力變送器、渦街流量傳感器等設備組成,各部分的作用不同,但相互關聯影響,共同完成參數的檢測與傳輸。軟件數據控制是將計算機、通信以及自動化控制等技術相結合,通過微處理器及人工編程來實現各個項目的調節與控制。其優點在于體積小、應用性強、功能多樣、設計與維護簡單方便、可靠性與適應性較強等。
其次,通信網絡。通信網絡由點對點電話撥號通信、無線GPRS通信和ADSL寬帶通信構成。其中點對點電話撥號通信方式具有構成簡單,易于維護等優點,但其也具有一定局限性,其傳輸速率受線路質量影響,很難達到額定值,而且故障率較高,受網絡傳輸的忙碌程度因素影響較大,不適應實際的網絡應用。與點對點電話撥號通信方式相比,無線GPRS通信具有線路自動修復,運行費用較低,計費方式合理,永久在線,可靠性與傳輸速率高等優點,所以在實際應用中更廣泛。ADSL寬帶通信的特點是由專線控制,減少了撥號環節,上網直接方便,傳輸速率極快。具有上行、下行高速率、不對稱傳輸、頻段之間互不干擾、接入方式靈活簡單、支持專線及虛擬撥號方式等優點。
最后,全網平衡控制。該部分是熱網集中控制系統的核心,其通過閥位自動跟蹤功能、二次網變頻循環泵的控制功能、控制效果的評價功能實現供熱均勻的目的。全網平衡控制是將各級換熱站的數據參數通過通信線路傳輸到中央服務器進行集中控制及管理,最終通過軟件計算來實現一次網電動閥門及二次網變頻循環泵的控制,實現熱網供熱均勻。在全網平衡軟件運行過程中,軟件根據獲得的參數信息,采用一定的控制算法,既能得出熱網每條支路以及整體的均方差和失調度等評價指標,又能得到平均溫度的排列順序,以及最高溫度和最低溫度熱力站的支線位置??赏ㄟ^控制二次網變頻循環泵的動作控制二次網的供回水溫差和二次網的供水流量。除此之外,工作人員通過手動調節電動閥門,組態軟件具有跟蹤記憶功能,可以記住閥門調節的位置,為下次設備調控做鋪墊,縮短了系統的反應時間,提高了控制的效果。
四、熱網監測自控系統的應用優勢分析
熱網監測自控系統將計算機網絡通信技術、自動化控制技術、供熱工程技術相結合,較原始的儀表控制系統具有明顯的優勢:
第一,熱網控制通過全網平衡控制系統避免了運作失調現象的發生,供熱效果明顯增強。熱力站通過自動調節系統,根據室內外溫度差異自動控制供水溫度,避免資源浪費,提升了供熱服務的質量。
第二,熱網控制中心的數據與現場數據始終保持同步,實現實時采集數據并下傳控制指令,提高了控制調節的效率。
第三,報警管理機制進一步得到完善,當現場儀表出現故障時,工作人員可在最短的時間內發現故障,快速直接的發現故障點,便于維護。
第四,通過仿真系統對熱網進行水力、熱力計算,使熱網達到最優化運行,杜絕最不利點熱力站的影響。第五,系統可保留歷史數據,通過將歷史數據與實時數據進行比較分析,可查明管網是否存在泄漏,設備是否需要維修,以達到最安全運行。
結束語
綜上所述,供熱監測自控系統通過換熱站運行參數的集中監測、調控以及數據的傳輸,實現了熱網的科學管理,為用戶提供了舒適的供暖環境。全網平衡自控系統的應用實現了熱網水力與電力的共同調節,減少了系統震蕩現象,不僅能節約熱能消耗,避免資源浪費,減少運行成本,提高了經濟效益,還保護了環境,創造了社會效益。
參考文獻
關鍵詞:太陽能 水環熱泵 供熱
1 概述
隨著經濟的發展和人民生活水平的不斷提高,我國正面臨著越來越大的能源壓力,特別是用于采暖、空調建筑能耗的增加,已成為我國不少城市缺電的誘因。地球上的化石燃料——煤、石油、天然氣等將逐漸開采枯竭,開發包括太陽能、風能在內的可再生能源利用的任務已十分迫切。所以,在提高太陽能熱利用應用技術水平的同時,應積極創造條件,將現有成熟技術在實際工程中推廣應用,以積累經驗,通過實踐進行技術的改善、提高,起到樣板和示范作用。
凈雅集團娛樂中心是集餐飲、洗浴、演藝綜合的娛樂中心,其特點是熱水用量大,對全年室內環境的舒適度要求高,用于采暖、空調和熱水供應的耗能量大。為盡可能降低運行費用,減輕業主負擔,我們提出了太陽能水環熱泵的供熱方案,利用太陽能進行冬季采暖,春、夏、秋三季供應生活熱水,作到全年綜合利用,并提高太陽能集熱系統在冬季的熱效率,得到了業主的認可和采納,現已完成了初步設計。
2 太陽能集熱系統的設計 2.1 太陽能集熱器總面積的確定
太陽能集熱系統能夠獲取的有效得熱量主要受兩個因素的影響,一是太陽能集熱器本身的熱性能質量,二是安裝的太陽能集熱器總面積。在相同的太陽能資源和氣候條件下,為得到要求的得熱量,熱性能好的太陽能集熱器需要安裝的面積小,必須選擇高效集熱器,才能降低初投資,獲取最大的投資收益比。為適應冬季采暖和三季供熱水的要求,太陽能集熱系統應是閉式循環系統,這就要求太陽能集熱器應有較高的承壓能力。
因此,為保證太陽能集熱系統運行的高效、安全和可靠,我們采用了清華陽光集團生產的全玻璃真空管U型管式太陽能集熱器。其特點是在全玻璃真空管內置入銅制U型管作為集熱介質的通道,使集熱器的承壓能力提高至1.0Mpa。該太陽能集熱器在國際權威機構瑞士Rapperswil太陽能檢測中心進行的熱性能測試結果,為確定太陽能集熱器的面積提供了依據。
全玻璃真空管U型管式太陽能集熱器的瞬時集熱效率方程為:
η= 0.5608- 0.92 ( Tm-Ta ) / G –0.010 ( Tm-Ta )2 / G
G——太陽輻照度
Tm——太陽集熱器平均水溫
Ta——環境溫度
用該瞬時集熱效率方程和北京地區20年的氣象統計資料,我們分別按冬季運行和夏季運行的兩個工況,逐時計算了冬夏兩季在極端條件(1月、7月逐時最大總輻照度情況)和一般條件(1月、7月逐時平均總輻照度情況)下太陽能集熱器的集熱效率,以及單位面積的累計日得熱量,即單位面積太陽能集熱器的日產熱水量。對所得結果進行綜合分析,并參照太陽熱水器企業過去的工程經驗,按照最大小時熱水用水量,確定基本符合用水量要求的太陽能集熱器總面積。
確定太陽能集熱器面積更為準確的方法,應在對太陽能熱水系統進行熱性能檢測,得出了日熱性能檢測結果的基礎上,再使用標準年的逐日太陽輻照量和平均環境溫度,計算得出全年的單位面積逐日太陽能得熱量,即年逐日單位面積太陽能產熱水量??照{所負責的 “十五” 國家科技攻關課題將開發可進行太陽能熱水系統全年熱性能預測的計算軟件,課題于2004年底完成后,將為太陽能集熱系統的設計提供方便的計算工具。
2.2 太陽能集熱系統設計
本工程太陽能集熱系統所產生的太陽熱水,在冬季作為水環熱泵的熱源用于采暖,在春、夏、秋三季則用于生活熱水供應。這樣既可達到全年綜合利用太陽能的目的,又可因為水環熱泵所需的一次水溫度較低,而提高太陽能集熱系統在冬季運行時的熱效率。
[關鍵詞]優化鍋爐供熱系統 節能減排對策
中圖分類號:TE 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)05-0341-01
鍋爐微機控制,是近年來開發的一項新技術,它是微型計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物,我國現有鍋爐每年耗煤量占我國原煤產量的1/3,目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染嚴重的生產狀態。提高熱效率,降低耗煤量,降低耗電量,用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。
1 鍋爐控制系統的一般結構與工作原理
鍋爐微機控制系統,一般由以下幾部分組成,即由一次儀表、現場機、上位機、手自動切換操作、執行機構及閥、電機等部分組成,一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機??刂葡到y包括手動和自動操作部分,手動控制時由操作人員手動控制,用操作器控制變頻器、滑差電機及閥等,自動控制時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行,除此以外為保證鍋爐運行的安全,在進行微機系統設計時,對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置,以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置,以免鍋爐發生重大事故。
微機控制系統由工控機、顯示器、打印機、手操器、報警裝置等組成,能完成對給水、給煤、鼓風、引風等進行自動控制,使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規定的數值上,以保證鍋爐的安全運行,平穩操作,達到降低煤耗、提高供送汽質量的目的,同時對運行參數如壓力、溫度等有流程動態模擬圖畫面并配有數字說明,還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警,發出聲光信號,還可定時打印出十幾種運行參數的數據。以形成生產日志和班、日產耗統計報表,有定時打印、隨機打印、自定義時間段打印等幾種方式。
2 鍋爐控制系統中各控制回路
鍋爐控制系統,一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統。鍋爐的燃燒控制實質上是能量平衡系統,它以蒸汽壓力作為能量平衡指標,不斷根據用汽量與壓力的變化調整燃料量與送風量,同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。
2.1 鍋爐給水控制回路
給水自動調節的任務是使給水流量適應鍋爐的蒸發量,以維持汽包水位在允許的范圍內。給水自動調節的另一個任務是保持給水穩定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務。在控制回路中被調參數是汽包水位,調節機構是給水調解閥,調節量是給水流量。 對汽包水位調節系統產生擾動的因素有蒸發量、爐膛熱負荷(燃料量),給水量。
由于給水調節對象沒有自平衡能力,又存在滯后。因此在一般鍋爐控制系統中汽包液位回路采用閉環三沖量調節系統。所謂三沖量調節系統就是把給水流量,汽包水位,蒸汽流量三個變量通過運算后調節給水閥的調節系統。
鍋爐給水系統中還有一個比較重要的控制回路是給水壓力回路,因為汽包內壓力較高,要給鍋爐補水必須提供更高的壓力,給水壓力回路的作用是提高水壓,使水能夠正常注入汽包。但在蒸汽流量未達到滿負荷時,對給水流量的要求也不高。在老式的鍋爐系統中一般采用給水泵一直以工頻方式運轉,用回流閥降低水壓防止爆管,現在一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓,具體實現方式是:
系統下達指令由變頻器自動啟動第一臺泵運行,系統檢測給水管的水壓,當變頻器頻率上升到工頻時,如水壓未達到設定的壓力值,系統自動將第一臺電機切換至工頻直供電,并由變頻器拖動第二臺水泵運行,如變頻器運行到工頻狀態時供水母管壓力仍未達到設定壓力值系統自動將第二臺水泵切換至工頻直供電,再由變頻器拖動第三臺運行,依次類推,直至壓力達到設定值。若鍋爐需要的給水量減少,變頻控制系統可自動降低變頻器的運行頻率,如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求,則變頻器自動切換至前一臺水泵進行變頻運行,依次類推。變頻恒壓供水控制系統的實質是:始終利用一臺變頻器自動調整水泵的轉速,切換時間以管網的實際壓力和設定壓力的差值決定,同時保證管網的壓力動態恒定。
2.2 鍋爐燃燒調節系統
燃燒過程自動調節系統的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統、燃燒方式以及鍋爐與負荷的聯結方式都有關系,但是燃燒過程自動調節的任務都是一樣的。歸納起來,燃燒過程自動調節系統有三大任務:
①維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負荷的耗汽量不相適應,必須相應地改變燃料量,以改變鍋爐的蒸汽量。
②保證燃燒過程的經濟性。當燃料量改變時,必須相應地調節送風量,使它與燃料量相配合,保證燃燒過程有較高的經濟性。
③調節引風量與送風量相配合,以保證爐膛壓力不變。
燃燒調節系統一般有三個被調參數,汽壓、煙氣含氧量和爐膛負壓。一般有3個調節量,他們是燃料量,送風量和引風量。燃燒調節系統的調節對象對于燃料量,根據燃料種類的不同可能是爐排電機,也可能是燃料閥。對于送風量和引風量一般是擋板執行機構或變頻器。
3 鍋爐控制系統組成結構
構建一個可靠的、智能隨動的智能控制系統是保證鍋爐安全生產的基礎。鍋爐控制系統是典型的多變量、純滯后、強耦合的控制系統,如果不能在控制策略和軟件實現上很好地解決多變量解偶關系和滯后響應問題,那么,實施智能鍋爐控制系統改造后同樣也將無法實現預期的目標。在控制系統設計上采用集中控制分散驅動的集散控制思想,把控制系統分為三層:
(1)信息管理層:完成系統關鍵技術數據的設定、實時數據和運行狀態的監視與控制、歷史數據的查看、數據報表的記錄與打印、報警與故障的提示處理等功能;主要由上位工控機、組態開發軟件、應用程序、通訊模塊等組成;
(2)控制層:主要完成各種控制動作命令、實時數據的采樣與處理、連鎖動作的關聯表達、控制算法的實現、異?,F象的自動處理等功能;主要由可編程邏輯控制器的開關量模塊、模擬量模塊、智能PID調節儀、變頻器、可編程邏輯控制器應用程序等組成;
(3)設備層:主要接受來自的控制器控制命令,執行相應的動作或提供相應的檢測數據。主要由斷路器、交流接觸器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、電動開關閥、模擬信號隔離分配器等組成。
綜上所述,鍋爐控制系統改造具有很好的市場發展空間和投資收益前景,值得廣泛地推廣。它不僅能夠通過自動化控制技術實現安全生產的目的,還能夠節煤節電并能使排放更環保,總之鍋爐的計算機自動化控制是鍋爐行業發展的大勢所趨,也是一項利國利民的發展方向。
參考文獻: