建筑設(shè)備自動(dòng)化第六章?lián)Q熱站與供暖系統(tǒng)的控制與管理6.1

6.2換熱器的監(jiān)控供暖管網(wǎng)的集中控制6.1換熱器的監(jiān)控6.1.1蒸汽-水換熱器的監(jiān)控?fù)Q熱站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)保證系統(tǒng)的安全性對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì),根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況,滿足用戶要求與節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。案例蒸汽-水換熱器的監(jiān)控原理圖TT—溫度變送器PT—壓力變送器FT—流量變送器1—熱水換熱器2—蒸汽-水換熱器換熱器的蒸汽溫度TT1、流量FT1及壓力PT1；供水溫度TT2、流量FT2及壓力PT2；空調(diào)供暖回水溫度TT3、流量FT3及壓力PT3；凝結(jié)水水箱的水位監(jiān)測(cè)LT。監(jiān)測(cè)內(nèi)容供水溫度的自動(dòng)控制根據(jù)裝設(shè)在熱水出水管處的溫度傳感器TT2檢測(cè)的溫度值與設(shè)定值之偏差,以比例積分控制規(guī)律自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽側(cè)電動(dòng)閥的開度。換熱器與循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)控制通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)循環(huán)熱水流量和供/回水的溫度,確定實(shí)際的供熱量,補(bǔ)水泵的控制實(shí)時(shí)檢測(cè)回水壓力PT3的大小,自動(dòng)控制補(bǔ)水泵的起/停,及時(shí)對(duì)熱水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障報(bào)警采用流量開關(guān)FS1、FS2、FS3分別作為熱水水泵、凝結(jié)循環(huán)水泵與補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)顯示,水泵停止時(shí)電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉。采用泵的主電路熱繼電器輔助觸點(diǎn)作為故障報(bào)警信號(hào),當(dāng)水泵有故障時(shí),自動(dòng)起動(dòng)備用泵?？刂苾?nèi)容換熱器傳熱量的控制方法如果一次側(cè)蒸汽的壓力較平穩(wěn),一般以供水溫度TT2作為被控參數(shù),蒸汽流量FT1作為操作量,可采用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)——單回路控制系統(tǒng)，對(duì)換熱器的傳熱量進(jìn)行控制；自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)換熱器的出水溫度,送至溫控器與工藝設(shè)定值進(jìn)行比較,將偏差進(jìn)行比例積分控制運(yùn)算,輸出控制指令給蒸汽流量調(diào)節(jié)閥,自動(dòng)地改變閥門的開度,即改變進(jìn)入換熱器的蒸汽流量,以改變換熱器的加熱量,控制出水溫度,滿足工藝設(shè)定值的要求。單回路控制系統(tǒng)蒸汽-水換熱器的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)原理圖串級(jí)控制系統(tǒng)如果一次側(cè)蒸汽的壓力波動(dòng)較大,將影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的控制品質(zhì),滿足不了供暖工藝對(duì)供水溫度設(shè)定值的要求。因此,需設(shè)置供水溫度-蒸汽壓力串級(jí)控制系統(tǒng)。供水溫度-蒸汽壓力串級(jí)控制系統(tǒng)因?yàn)樵黾恿烁被芈氛{(diào)節(jié)(蒸汽流量調(diào)節(jié)回路),能夠及時(shí)克服蒸汽壓力波動(dòng)等因素對(duì)控制系統(tǒng)的影響,具有一定的自適應(yīng)特性,具備了超前調(diào)節(jié)的功能。主回路溫度控制器的定值調(diào)節(jié)作用與副回路流量控制器的隨動(dòng)調(diào)節(jié)作用相互配合、協(xié)調(diào)工作,克服內(nèi)、外干擾,動(dòng)態(tài)地適應(yīng)被控對(duì)象特性、負(fù)荷及操作條件的變化。蒸汽-水換熱器的串級(jí)控制系統(tǒng)原理圖6.1.2水-水換熱器的監(jiān)控水-水換熱器監(jiān)控原理圖一次熱媒側(cè)供、回水溫度t1(T1)、t5(T5);二次熱水流量qm2(F1)、熱水供水溫度t2(T2)、回水溫度t3(T3);供回水壓差(PdT);供熱水泵工作、故障及手/自動(dòng)狀態(tài)。主要檢測(cè)內(nèi)容根據(jù)裝設(shè)在熱水出水管處的溫度傳感器T3檢測(cè)的溫度值與設(shè)定值之偏差,以比例積分控制方式自動(dòng)調(diào)節(jié)一次熱媒側(cè)電動(dòng)閥的開度V1；測(cè)量供、回水壓差PdT,控制其旁通閥的開度V3,以維持壓差設(shè)定值；根據(jù)二次側(cè)供水溫度、回水溫度和流量(F1),計(jì)算用戶側(cè)實(shí)際耗量；根據(jù)室外溫度(前24h)的平均值,利用供暖系統(tǒng)的運(yùn)行曲線圖,得到實(shí)際運(yùn)行所要求供水溫度的大小,計(jì)算出循環(huán)熱水流量的多少,并進(jìn)行供水溫度的再設(shè)定；4)供熱泵停止運(yùn)行,一次熱媒電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉；5)根據(jù)排定的工作序表,按時(shí)起停設(shè)備?？刂苾?nèi)容代號(hào)用途狀態(tài)導(dǎo)線數(shù)量代號(hào)用途狀態(tài)導(dǎo)線數(shù)量A一次熱媒側(cè)供水溫度AI2J1號(hào)供熱水泵起?？刂菩盘?hào)DI2B一次熱媒側(cè)回水溫度AI2K1號(hào)供熱水泵工作狀態(tài)信號(hào)DI2C一次熱媒電動(dòng)調(diào)節(jié)閥AO4L1號(hào)供熱水泵故障狀態(tài)控制信號(hào)DI2D換熱器供水溫度AI2M1號(hào)供熱水泵手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)DI2E熱水供水溫度AI2N2號(hào)供熱水泵起?？刂菩盘?hào)DI2F換熱器供水流量信號(hào)AI2O2號(hào)供熱水泵工作狀態(tài)信號(hào)DI2G換熱器電動(dòng)蝶閥DI、DO5P2號(hào)供熱水泵故障狀態(tài)控制信號(hào)DI2H換熱器供回水壓差信號(hào)AO2Q2號(hào)供熱水泵手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)DI2I換熱器供水旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥AO4R熱水回水溫度AI2表6-1

DDC外部線路表DDC外部線路表水-水換熱器DDC計(jì)算機(jī)監(jiān)控圖6.2供暖管網(wǎng)的集中控制6.2.1按供暖面積收費(fèi)體制下熱網(wǎng)和熱源的調(diào)節(jié)方法1.控制方法的分類和特點(diǎn)量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法是供水溫度不變,只改變水流量。調(diào)節(jié)特點(diǎn)是節(jié)省電耗,但由于室外溫度的改變而改變熱網(wǎng)流量,將會(huì)使熱用戶系統(tǒng)水力失調(diào)。質(zhì)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法是循環(huán)水量不變,僅改變供回水溫度。調(diào)節(jié)特點(diǎn)是網(wǎng)路水力穩(wěn)定性好,運(yùn)行管理方便。但由于水量不變,增加電耗;當(dāng)水溫過(guò)低時(shí),對(duì)暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)均不利。階式質(zhì)-量綜合調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法是供水溫度變化的同時(shí),熱網(wǎng)水流量也發(fā)生階段變化(介于質(zhì)調(diào)與量調(diào)之間)。具有上述兩種方法的特點(diǎn)可以滿足最佳工況要求。間歇調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法是供水溫度不變,只改變水流量,在供暖初期或末期,不改變熱網(wǎng)水流量和供水溫度,而改變每天的供熱時(shí)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)供熱量。調(diào)節(jié)特點(diǎn)是建筑物(用戶)應(yīng)有較好的蓄熱能力。從技術(shù)角度看,一個(gè)熱網(wǎng)運(yùn)行做到正常供暖,只要保證以下兩點(diǎn):

2.正常供暖的技術(shù)措施流量分配均勻在初調(diào)節(jié)時(shí)把整個(gè)熱網(wǎng)的水流量分配調(diào)整到用戶所要求的設(shè)計(jì)流量,即流量按供暖面積分配均勻即可。保證合適的供水溫度對(duì)于一次網(wǎng),由熱源處根據(jù)室外溫度的高低來(lái)控制熱源出口的供水溫度;對(duì)于二次網(wǎng),只要熱力站設(shè)計(jì)及初調(diào)節(jié)合理,在一次網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)那闆r下即可保證二次網(wǎng)的合適供水溫度。按供暖面積收費(fèi)體制下熱網(wǎng)和熱源的調(diào)節(jié)方案,用戶不能自主調(diào)節(jié)自己的供熱量,因此在正常供暖的情況下,熱源的總供熱量?jī)H僅和室外溫度有關(guān)。熱源調(diào)節(jié)主動(dòng)權(quán)在供熱公司,它可以主動(dòng)地調(diào)節(jié)、控制熱網(wǎng)的流量和供水溫度,即供熱量,其調(diào)節(jié)的原則就是流量按供暖面積均勻分配,控制手段是根據(jù)室外溫度控制好供水溫度,其總供熱量是可以預(yù)先知道并且由其控制?？刂扑惴梢圆捎肞I算法,也可以采用預(yù)測(cè)控制或者智能控制方法。特點(diǎn)6.2.2熱計(jì)量體制下的調(diào)節(jié)方法每一戶都安裝熱量計(jì)和溫控閥,用戶將根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)溫控閥來(lái)控制室內(nèi)溫度。這種調(diào)節(jié)本質(zhì)上是通過(guò)調(diào)節(jié)散熱器的流量大小來(lái)調(diào)節(jié)散熱器的供熱量多少,從而控制室溫。當(dāng)用戶需要調(diào)節(jié)室溫時(shí)開大或關(guān)小溫控閥,這時(shí)通過(guò)該用戶散熱器的熱水流量就要發(fā)生變化。當(dāng)眾多用戶調(diào)節(jié)自己的流量后,整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化,而這個(gè)流量和供熱量的變化是供熱公司和熱源處無(wú)法控制和預(yù)知的。也就是說(shuō),調(diào)節(jié)的主動(dòng)權(quán)掌握在分散的眾多用戶手中,而供熱公司和熱源處變?yōu)楸粍?dòng)的適從者。1.熱量計(jì)量下用戶的調(diào)節(jié)方法和特點(diǎn)

2.依據(jù)熱量計(jì)量收費(fèi)后熱網(wǎng)調(diào)節(jié)方案供水定壓力控制把熱網(wǎng)供水管路上的某一點(diǎn)選作壓力控制點(diǎn),在運(yùn)行時(shí)使該點(diǎn)的壓力保持不變——壓力控制點(diǎn)(該點(diǎn)并不是熱網(wǎng)的恒壓點(diǎn))。供回水定壓差控制把供暖網(wǎng)某一處管路上的供回水壓差作為壓差控制點(diǎn),使該點(diǎn)的供回水壓差始終保持不變?？刂葡到y(tǒng)分類及方法正確選擇控制點(diǎn)的位置和設(shè)定值?？刂泣c(diǎn)位置及設(shè)定值大小的選擇主要是考慮降低運(yùn)行能耗和保證熱網(wǎng)調(diào)節(jié)性能的綜合效果。在設(shè)定值大小相同的條件下,控制點(diǎn)位置離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越近,滯后越小,調(diào)節(jié)能力越強(qiáng),但越不利于節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用;離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越遠(yuǎn),情況正好相反。在控制點(diǎn)位置確定的條件下,控制點(diǎn)的壓力(壓差)設(shè)定值取得越大,越能保證用戶在任何工況下都有足夠的資用壓頭,但運(yùn)行能耗及費(fèi)用也就越大;反之如取值過(guò)低,運(yùn)行能耗及費(fèi)用雖然較低,但有可能在某些工況下保證不了用戶的要求。

供水溫度的調(diào)節(jié)方法、供水溫度和控制點(diǎn)的設(shè)定值根據(jù)具體工程而定。注意事項(xiàng)供水采用定壓力控制的方法,即將供水管路上的某一點(diǎn)選作壓力控制點(diǎn),在運(yùn)行時(shí)保證該點(diǎn)的壓力不變。該方法的關(guān)鍵點(diǎn)是選擇壓力控制點(diǎn)及設(shè)定值。

3.直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)直連網(wǎng)壓力控制原理圖T1—室外溫度傳感器T2—供水溫度傳感器供水壓力控制特點(diǎn)：為保證在任何時(shí)候都能滿足所有用戶的調(diào)節(jié)要求,把壓力控制點(diǎn)確定在最遠(yuǎn)用戶n的供水入口處。該用戶供水入口處的壓力設(shè)定值pn為pn=p0+Δpr+Δpy(6-3)p0——熱源恒壓點(diǎn)的壓力值,設(shè)恒壓點(diǎn)在循環(huán)泵的入口;Δpr——設(shè)計(jì)工況下,從n用戶到熱源恒壓點(diǎn)的回水干管壓降;Δpy——用戶的資用壓頭。各個(gè)用戶所要求的資用壓頭相同壓力控制點(diǎn)的選擇比較復(fù)雜。原則上應(yīng)根據(jù)式計(jì)算得出所有用戶的pn,然后選其中具有最大pn的用戶供水入口處為壓力控制點(diǎn)。各用戶所要求的資用壓頭不相同壓差控制原理：當(dāng)各個(gè)用戶所要求的資用壓頭相同時(shí),壓差控制點(diǎn)可以選在最遠(yuǎn)用戶處;當(dāng)各用戶所要求的資用壓頭不相同時(shí),壓差控制點(diǎn)選在要求資用壓頭最大的用戶處,其壓差設(shè)定值為所要求的最大資用壓頭。壓差控制方法直連網(wǎng)壓差控制原理圖熱計(jì)量供暖條件下,熱源供水溫度的調(diào)節(jié)方案是熱源的供水溫度仍隨室外溫度變化而變化,相當(dāng)于原來(lái)的質(zhì)調(diào)節(jié)。熱源供水溫度熱源總流量的控制系統(tǒng)也就是供水壓力控制(或壓差控制)系統(tǒng)。熱源處循環(huán)泵的總流量用變頻控制,根據(jù)壓力控制點(diǎn)的壓力變化而控制變頻泵的轉(zhuǎn)速。熱源總流量的調(diào)節(jié)

4.間連網(wǎng)的調(diào)節(jié)間連網(wǎng)示意圖壓力控制：把間連網(wǎng)的換熱站看成一個(gè)熱源,這樣間連網(wǎng)的每一個(gè)二次網(wǎng)就相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的直連網(wǎng),則二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)中關(guān)于控制點(diǎn)位置及設(shè)定值大小的選取也就和直連網(wǎng)相同；兩者的差別在于換熱站二次網(wǎng)供水溫度控制。二次網(wǎng)供水溫度只能與室外溫度有關(guān),而不應(yīng)當(dāng)隨用戶調(diào)節(jié)流量而有所改變。這樣,換熱站二次網(wǎng)的供水溫度T1是通過(guò)控制器(氣象補(bǔ)償儀)控制該站的一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V1,即通過(guò)調(diào)節(jié)該站一次網(wǎng)閥門V1使二次網(wǎng)的供水溫度保持在所需值。二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)壓力控制和壓差控制的原理相似間連網(wǎng)壓力控制原理圖T1—二次網(wǎng)供水溫度P1—二次網(wǎng)定壓點(diǎn)把換熱站看作一次網(wǎng)的一個(gè)用戶,一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V1的調(diào)節(jié),使一次網(wǎng)也成為變流量運(yùn)行而不是定流量運(yùn)行。這樣一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)、熱源的調(diào)節(jié)方案完全與直連網(wǎng)相同。間連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)在水力工況上是相互獨(dú)立的。因此，需要分別在一次、二次網(wǎng)上設(shè)置控制點(diǎn)和變頻泵,以便分別進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)間連網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制器控制功能圖供水溫度的控制二次管網(wǎng)的流量控制系統(tǒng)定壓控制

5.混連網(wǎng)的調(diào)節(jié)混連網(wǎng)