- 相關推薦
換熱站智能自動控制技術
換熱站智能自動控制技術【1】
摘 要：在經(jīng)濟水平越來越發(fā)達的今天，人們對供暖的需求也日益遞增，對供暖的質(zhì)量也有著越來越高的要求，傳統(tǒng)的單一供暖形式已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在人們的需求。
在這種情況下，供暖換熱站供熱系統(tǒng)就要做出相應的改善，在滿足供熱的前提下還要達到節(jié)約能源的功效。
而自動化控制技術恰恰滿足了換熱站的功能需求，在滿足換熱站供熱需求的情況下還能夠做到節(jié)約資源，也正是因為這樣的優(yōu)點而被廣泛的應用到換熱站的供熱系統(tǒng)當中。
現(xiàn)如今對換熱站的智能自動控制技術的研究愈加受到人們的關注，其重要性自然不言而喻。
自動控制技術能夠節(jié)能減耗，從而降低企業(yè)的資金成本，給企業(yè)帶來最大的經(jīng)濟效益。
本文將分析自動控制技術在換熱站當中的工作原理，探究其優(yōu)點等具體信息。
關鍵詞：換熱站;自動控制技術;節(jié)能減耗;工作原理
引言
隨著社會發(fā)展以及人們生活水平的提高，在生產(chǎn)生活當中人們對供暖的需求在不斷發(fā)生著變化。
傳統(tǒng)的供暖形式雖然滿足了人們對于單一溫度的供暖需求，但是存在著高耗能的缺點。
企業(yè)的資金投入較大，能源消耗過多，造成資源的浪費。
節(jié)能減耗也一直是我國提倡的精神，自動控制在換熱站中的應用正好起到了這樣一個節(jié)能減耗的作用。
總的來說，供熱系統(tǒng)的自動控制技術能夠擴大換熱站的供熱能力，做到節(jié)約能源的作用，提高換熱站供熱等各方面的管理水平，減輕因供熱而產(chǎn)生的污染物的排放量，同時還能夠減少勞動力的投入。
因此，越來越多的企業(yè)開始選擇使用自動控制技術。
1 換熱站及自動控制技術的工作原理
換熱站是集中供熱系統(tǒng)供熱網(wǎng)路與熱用戶的連接場所，是熱源與熱用戶之間的一個中間環(huán)節(jié)，其供熱品質(zhì)的好壞對改善熱網(wǎng)熱力工況，提高供熱質(zhì)量起著重要作用。
所謂的集中供熱實際上就是依靠蒸汽或者熱水為熱能的載體，通過管網(wǎng)來對一定區(qū)域中的用戶進行統(tǒng)一的供熱供暖。
而集中供熱系統(tǒng)的組成主要是三個部分，第一部分就是熱源，第二部分就是熱用戶，最后就是熱網(wǎng)。
由于供熱系統(tǒng)中熱用戶的熱負荷是一直處在變化當中而非固定的，因此，如果想要使得供熱質(zhì)量得到滿足，同時也使各個熱用戶的需求得到滿足，就要做到合理的配置熱能，并且對供熱系統(tǒng)進行運行方面的調(diào)節(jié)，簡而言之就是進行供熱調(diào)節(jié)。
對于供熱調(diào)節(jié)，其工作的原理就是依據(jù)供熱調(diào)節(jié)具體地點的不同，可以將供熱調(diào)節(jié)劃分為三個不同的調(diào)節(jié)方式，分別為：集中調(diào)節(jié)的方式、個體調(diào)節(jié)的方式、局部調(diào)節(jié)的方式。
其中，集中調(diào)節(jié)在熱源處或者供熱網(wǎng)處進行。
局部調(diào)節(jié)的方式是在換熱站或者熱用戶的引入口進行，個體調(diào)節(jié)方式是直接在散熱設備處進行調(diào)節(jié)。
集中熱調(diào)節(jié)相對而言更加容易操作和實施，運行起來在管理方面也更加的便捷，因此是目前最主要的供熱調(diào)節(jié)方法。
在集中供熱系統(tǒng)當中，供熱網(wǎng)與熱用戶相互連接起來的場所就是換熱站，在換熱站中安裝有與用戶連接的一些相關的設備、管道、儀表、閥門以及一些控制裝置。
集中供熱系統(tǒng)的主要作用就是根據(jù)熱網(wǎng)的工作情況以及不同的條件來采取不同的連接方式，以此將熱網(wǎng)輸送的熱媒進行調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換，最終向熱用戶系統(tǒng)分配熱量來滿足用戶的相關需求。
2 換熱站自動控制系統(tǒng)的功能
2.1 一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥控制
換熱站控制系統(tǒng)具有氣候補償以及恒溫供水的功能，也就是說換熱站可以根據(jù)室外氣候的變化來自動的調(diào)節(jié)供熱量。
通過應用可編程控制器來根據(jù)室外的氣候溫度的變化以及當?shù)氐臒嶝摵汕�，決定二級網(wǎng)側(cè)的供熱量，實測供熱量和設定值相比較之后，進行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，控制器輸出信號到電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而改變一級網(wǎng)側(cè)的流量，以此實現(xiàn)二級網(wǎng)側(cè)供熱量調(diào)節(jié)。
2.2 二次網(wǎng)循環(huán)泵變頻控制
所謂的二次網(wǎng)循環(huán)泵變頻控制技術就是對二次供水的水壓力值進行PID控制，這樣一來那些不利點供暖困難的問題就能夠迎刃而解。
對于壓力差的相關設定數(shù)值就可以在設定的時候參照經(jīng)驗參數(shù)或者說參照經(jīng)驗曲線。
2.3 補水泵變頻控制
在供水供暖的時候，往往會需要補水環(huán)節(jié)，供水的壓力值、流量、水泵轉(zhuǎn)速等等都需要精確的控制。
自動補水之所以能夠做到二次網(wǎng)回水自動補給，是因為由二次網(wǎng)側(cè)同水管路上的壓力變送器檢測的壓力信號與控制器上回水壓力設定值比較后輸出一個控制信號，通過PID控制來調(diào)節(jié)補水泵的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)二次網(wǎng)回水自動補給。
2.4 保護功能
換熱站自動自動控制系統(tǒng)有著四種保護功能，這四種保護功能分別是失壓保護、斷電保護、超溫保護、超壓保護。
下面就這四種保護進行具體的分析：
首先，突出的保護功能就是失壓保護。
所謂的失壓保護就是指二次網(wǎng)側(cè)回水壓力低于超低限設定值時，自動停止循環(huán)泵運行，并關閉電動調(diào)節(jié)閥，自動補水系統(tǒng)投入運行，開始補水。
自動補水系統(tǒng)投入運行后二次網(wǎng)側(cè)回水壓力任然繼續(xù)降低即發(fā)聲光信一號報警。
斷電保護主要是停電后自動關閉電動調(diào)節(jié)閥，切斷熱源，控制器及變頻器自動復位并使各種設定參數(shù)和運行狀態(tài)參數(shù)保持原斷電前設置。
超溫保護是指二次網(wǎng)供水溫度超過80℃時，一級網(wǎng)側(cè)電動調(diào)節(jié)閥關閉。
一次網(wǎng)回水溫度超過70℃時啟動高限制保護，以一級網(wǎng)回水溫度為目標控制電動調(diào)節(jié)閥門開度。
一次網(wǎng)側(cè)供水溫度超過120℃時立即關閉一級網(wǎng)側(cè)電動調(diào)節(jié)閥并報警。
超壓保護是在二次網(wǎng)供水壓力超過設定超高限值循環(huán)泵停止運行并關閉一次網(wǎng)側(cè)電動調(diào)節(jié)閥。
檢測水箱液位，具備報警保護功能。
水箱液位為4～20mA信號輸入，停補水泵信號由控制器送出，停泵水位可以人為設定。
經(jīng)過搭建這樣的換熱站自動控制系統(tǒng)，最終可以實現(xiàn)換熱站的無人值守，帶來以下功能效果：宏觀掌握供熱系統(tǒng)運行狀況、運行質(zhì)量、保證供熱系統(tǒng)的運行參數(shù)。
對熱網(wǎng)的水力工況以及熱力工況進行全自動調(diào)節(jié)，解決各換熱站的耦合影響，消除熱網(wǎng)水平失調(diào)，平衡供熱效果。
以節(jié)省總供熱流量為目標，在滿足熱網(wǎng)用戶基本采暖要求的前提下盡量減少總共熱量，從而達到提高經(jīng)濟效益的目的。
3 換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)應用分析
3.1 環(huán)境方面的優(yōu)點
自動化控制系統(tǒng)的應用在很大一定的程度上提高了供熱控制的精確度，通過對熱量的實時監(jiān)控，及時調(diào)控供熱溫度，避免能源浪費，有利于實現(xiàn)低碳環(huán)保的理念。
自動化控制技術通過計算機智能監(jiān)控，對外界環(huán)境和用戶室內(nèi)溫度的相關數(shù)據(jù)進行及時的采集、分析處理以及傳輸，通過控制技術調(diào)節(jié)實際溫度，控制水溫以及流量。
3.2 經(jīng)濟效益
自動化控制技術很大程度的降低了成本。
供熱自動化控制系統(tǒng)的應用減少了人員成本和資源成本。
自動化控制系統(tǒng)的應用不需要人員對數(shù)據(jù)進行人工搜集、整理以及傳輸，使用自動化控制技術就可以高效的完成這些工作，減少人力，企業(yè)的經(jīng)濟效益大大提高。
3.3 安全效益
自動化控制技術的應用對換熱站的各個供熱環(huán)節(jié)進行全方位的監(jiān)測，可以及時的發(fā)現(xiàn)問題，減少了安全事故的發(fā)生，大大提高了安全性。
結(jié)束語：自動化控制技術不管是在提高換熱站供熱職能作用上，還是在節(jié)能減耗提高企業(yè)經(jīng)濟效益上，都有著目前為止難以替代的顯著優(yōu)勢。
通過本文的具體分析，希望能對我國目前換熱站的自動化控制應用的發(fā)展有所益處。
參考文獻
[1]張濤，徐向東，崔淑妮.綜合智能系統(tǒng)在熱力系統(tǒng)中的應用研究[J].清華大學學報(自然科學版)，2013，39(3)：65-68.
[2]王慶國.NDS自動化控制系統(tǒng)在集中供熱節(jié)能方面的應用[J].黑龍江科技信息，2013(12)：54-56.
換熱站自動控制與調(diào)節(jié)方法【2】
【摘 要】熱力站是城市集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)與熱用戶的連接場所，是用來轉(zhuǎn)換供熱介質(zhì)種類，改變介質(zhì)參數(shù)，分配、控制及計量供給熱用戶熱量的設施。
在熱力站內(nèi)安裝有與用戶連接的有關設備、管道、閥門、儀表和控制裝置。
集中供熱系統(tǒng)的熱水管網(wǎng)存在水力工況不穩(wěn)定，水力分配也比較復雜，在供熱系統(tǒng)中，我們都希望網(wǎng)絡中的流量能按設計值分配到各熱用戶系統(tǒng)中去。
實際上，一套供熱系統(tǒng)無論設計多么可靠，水力計算多么準確，投入運行后，總會有某些用戶的流量或溫度達不到要求，水力失調(diào)現(xiàn)象不可避免，因此要想均衡按需供熱必須進行調(diào)節(jié)與控制。
本文針對目前集中供熱系統(tǒng)中水-水換熱的熱力站的自動控制與調(diào)節(jié)方法進行相應的分析與探討。
【關鍵詞】熱力站;自動控制與調(diào)節(jié);方法
1.熱力站的自動控制
熱力站的自動控制概括起來可實現(xiàn)以下五個方面的功能：
�、賹崟r參數(shù)檢測，了解系統(tǒng)工況。
�、诰鶆蛘{(diào)節(jié)流量，消除冷熱不均。
�、酆侠砥ヅ涔r，保證按需供熱。
�、芗皶r診斷事故，確保安全運行。
�、萁∪\行檔案，實行量化管理。
熱力站采用溫度控制為主的監(jiān)控方案，即根據(jù)室外溫度繪制的二次供、回水溫度曲線與實際二次系統(tǒng)供水溫度(或二次回水溫度或二次供、回水平均溫度)之間的偏差，來完成供熱量的控制。
一般熱力站系統(tǒng)的自動控制形式及安裝要求如下：
(1)采暖(或空調(diào))循環(huán)泵的控制主要有兩種形式：
當二次供熱系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)，循環(huán)泵采用定速方式運行。
當二次供熱系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)，循環(huán)泵采用變頻調(diào)速方式運行。
(2)補水定壓主要有兩種形式：
用戶有膨脹水箱時，采用膨脹水箱定壓方式。
用戶有無膨脹水箱時，采用熱力站內(nèi)定壓方式，如變頻補水定壓方式。
(3)室外溫度傳感器的安裝要求：
室外溫度傳感器安裝于熱力站所在建筑物的室外背陰處(北墻或東墻)的百葉窗內(nèi)，高度不低于是外地坪2.5米。
2.熱力站的自動調(diào)節(jié)
熱力站自動調(diào)節(jié)的目的是使熱力站的供熱量與用戶的需熱量相一致。
隨室外溫度的變化，按照供熱溫度調(diào)節(jié)曲線進行供熱溫度或流量的調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)用戶按需供熱。
熱力站的自動調(diào)節(jié)分為自力式和電動式兩種。
常用的自力式調(diào)節(jié)閥有以下幾種：
(1)流量控制閥(或稱流量限制器、恒流量調(diào)節(jié)閥)
流量控制閥一般安裝在熱力站一次回水的管道上，他的功能是限制通過的一次回水流量不超過給定的最大值，因此可自動的將熱用戶的流量限制在要求的范圍內(nèi)。
(2)壓差調(diào)節(jié)閥(或稱壓差流量調(diào)控閥、壓差控制器)
熱力站的壓差調(diào)節(jié)閥一般安裝在供熱系統(tǒng)的一次或二次供、回水總管上，主要用于供熱系統(tǒng)供、回水流量的分配，從而使供、回水之間的壓差達到恒定值。
對于循環(huán)水泵已采用變頻控制的變流量系統(tǒng)，其二次管上不適宜安裝壓差調(diào)節(jié)閥。
(3)自力式溫度調(diào)節(jié)閥
自力式溫度調(diào)節(jié)閥是根據(jù)液體膨脹原理制成的流量調(diào)節(jié)裝置，其感溫包安裝在二次供水管上，閥體安裝在一次回水管上，主要用于生活熱水和空調(diào)系統(tǒng)供水溫度的自動調(diào)節(jié)。
常用的電動調(diào)節(jié)閥主要是帶有自動控制執(zhí)行器的電動調(diào)節(jié)閥。
電動調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)一次水流量來實現(xiàn)熱力站二次水溫度控制的執(zhí)行機構，其選型合理非常重要。
就其選型方法簡要說明如下。
電動調(diào)節(jié)閥應符合下列要求：
(a)宜選用具有線性或?qū)?shù)流量特性的閥門(見后附圖)。
(b)電動調(diào)節(jié)閥口徑應按閥門最大流通能力(Kvs值)大于所需設計流通能力選取。
用于水系統(tǒng)的電動調(diào)節(jié)閥，閥門最大流通能力(Kvs值)定義為閥門全開時，閥門兩側(cè)壓差為100kPa時的體積流量(m3/h)。
根據(jù)需要通過的流量和可能有的閥兩端的壓差計算所需閥門的設計流通能力(Kv值)。
其閥門的口徑應按公式(1)計算所需設計流通能力選取。
用于蒸汽介質(zhì)的電動調(diào)節(jié)閥，其閥門的口徑應按制造廠家提供的圖表或程序計算選取。
(c)應按系統(tǒng)的介質(zhì)類型、溫度和壓力等級選定閥體材料，滿足運行和安全要求。
(d)控制環(huán)路可能出現(xiàn)的最大壓差值大于閥門的最大關閉壓力時，應設置差壓控制器。
(e)電動調(diào)節(jié)閥的閥權度按公式(3)計算，閥權度不應低于 50%，閥權度表示閥門對系統(tǒng)的控制能力，要保證良好調(diào)節(jié)能力閥權度H>50%(至少30%)且無汽蝕現(xiàn)象發(fā)生。
達不到要求時，應設置壓差調(diào)節(jié)閥控制閥門兩端壓差。
3.水-水熱力站自控設計方案
水-水熱力站的自動控制需監(jiān)測及控制以下參數(shù)：
3.1熱力站一次總供、回水參數(shù)
�、僖淮嗡�、回水溫度及超溫報警(由熱量計通訊模塊引出)。
�、谝淮嗡�、回水壓力及超壓報警。
�、垡淮嗡偭髁�(由熱量計給出)。
�、芤淮嗡偣崃�(由軟件計算，由熱量計給出)。
3.2采暖系統(tǒng)參數(shù)
①采暖系統(tǒng)各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
②采暖換熱器各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
�、鄄膳到y(tǒng)二次供、回水溫度和壓力。
�、芨鶕�(jù)采暖各換熱器二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調(diào)節(jié)閥開度。
3.3空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)
�、倏照{(diào)系統(tǒng)各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
②空調(diào)系統(tǒng)各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
�、劭照{(diào)系統(tǒng)二次供、回水溫度和壓力。
�、芨鶕�(jù)空調(diào)系統(tǒng)二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調(diào)節(jié)閥開度。
3.4生活熱水系統(tǒng)參數(shù)
�、偕顭崴到y(tǒng)各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
�、谏顭崴到y(tǒng)各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
�、凵顭崴到y(tǒng)二次供、回水溫度和壓力。
�、芨鶕�(jù)生活熱水系統(tǒng)各換熱器二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調(diào)節(jié)閥開度。
3.5軟水系統(tǒng)參數(shù)
軟水罐液位狀態(tài)(超高、高、低、超低)。
3.6水泵控制
①所有水泵運行狀態(tài)、故障狀態(tài)。
�、谒兴檬�/自動轉(zhuǎn)換開關狀態(tài)。
③所有水泵出口加裝水流開關。
3.7通訊
�、贌崃φ咀钥毓窨膳c站內(nèi)所有變頻柜通訊。
�、跓崃φ咀钥毓窀鶕�(jù)要求可實現(xiàn)與實現(xiàn)上位機的通訊。
3.8熱力站自動控制系統(tǒng)性能測試。
�、倏刂葡到y(tǒng)應能對溫度、壓力、流量、熱量等模擬量進行實時檢測，對水泵啟停運行等狀態(tài)量進行監(jiān)測，并能完成相應物理量的上下限比較、數(shù)據(jù)過濾等。
②控制系統(tǒng)應能按設定的時間間隔采集和存儲被測參數(shù)，儲存的歷史數(shù)據(jù)在掉電后不應丟失。
�、劭刂破鬟�應能在主動或被動方式下與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)通信。
當有數(shù)據(jù)報警和故障報警時，控制器應能主動將報警信號上傳至監(jiān)控中心。
4.結(jié)論
水-水換熱熱力站采用上述自動控制與調(diào)節(jié)方法，可以有效的實現(xiàn)熱力站按用戶需求進行供熱運行，同時為建立熱網(wǎng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)奠定了基礎。
通過實時在線的分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)，可以完成檢測系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)配運行流量、指導運行調(diào)節(jié)、診斷系統(tǒng)故障、健全運行檔案等任務。
熱力站的局部調(diào)節(jié)與熱源的集中調(diào)節(jié)相結(jié)合，將為供熱系統(tǒng)(熱源、熱力網(wǎng)、熱用戶)實行統(tǒng)一調(diào)度管理，保證供熱系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、連續(xù)運行提供可靠的保證。
【參考文獻】
[1]張清編著.熱力站啟動調(diào)試與安全運行.中國電力出版社，2009.
[2]吳世磊編著.熱力站設計與運行.中國電力出版社，2008.
【換熱站智能自動控制技術】相關文章：
旅游管理與智能技術10-26
換熱站工作總結(jié)08-15
智能建筑與建筑電氣技術10-26
樓宇智能化技術個人簡歷10-26
分析智慧的旅游管理與智能推薦技術論文10-09
換熱站個人工作總結(jié)11-10
智能技術電氣自動化控制論文10-08
樓宇智能化技術個人求職簡歷模板10-26
自動控制個人簡歷10-26