热网换热站供热运行节能措施探讨.doc

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1、热网换热站供热运行节能措施探讨摘要：本文提出了我国换热站控制系统存在的主要问题，并对换热站节能控制系统控制器进行了相关设计，实际表明：此方案有利于热网的统一调配及实现水力、热力工况平衡，减少了设备投资，有利于系统扩展。关键词：热网换热站,节能,控制器设计引言与国外发达国家相比，我国目前的集中供热系统还相当落后，主要体现在能源利用率不高和热能损失，所以，提高能源利用率和减少热能损失迫在眉睫。一、换热站节能控制中急需解决的问题1、换热站控制方式热力系统本身是一个大的热惯性系统，且影响因素千变万化，因此做到精确控制非常困难。2、循环泵的变频控制水泵是热网一次和二次网系统的主要设备，其电耗大小，不但对

2、电资源有影响，也对运行成本有显著影响。水泵的流量和扬程的选择与配置是十分重要的，选择与配置得当，装机电功率合适，运行工作点处于设备高效率区域，电耗少。选择与配置的不当(一般是偏大)，装机电功率偏大，运行工作点偏离设备高效率区域测电耗多。3、补水定压方式热网补水率可近似认为(忽略水热胀冷缩的补充)是输送过程失水的指标。目前，二次网运行补水率差别很大。系统补水不仅是水耗问题，热耗是更大的问题。4、换热站调节在许多供热系统中，热用户用热需求明显不同，因此，在现实中的诸多环节存在着巨大的节能空间，只因缺乏有效可行的调节手段，在供热管网中无法区别管理，任凭热能无谓的消耗。二、换热站节能控制系统控制器的设

3、计1、系统结构的设计换热站节能控制系统主要包括上位机监控操作站，换热器就地控制站及智能区域供热控制器。上位机监控操作站与换热器就地控制站通过以太网进行通信，操作站与智能区域供热控制器通过GPRS进行通讯，完成数据的传输、远程监控及操作。控制系统框图如图1所示。图1 控制系统框图操作站主要完成远程操作就地站、远程操作智能区域供热控制器、监控显示信息及与供热中心通信等功能。操作站与就地站之间、各就地站间通过以太网通信，使换热站系统公共部分信息共享，有利于各站间协调控制，保证热网的水力平衡、热力平衡，使热能均匀分布，保证供热效果，使整个热网安全、节能、高效、平稳地运行.操作站除了完成远程操作功能外，

4、还通过友好人机界面完成就地站信息的监控与显示功能。2、上位机监控操作站的设计操作站监控管理系统由工业控制计算机和组态软件组成，采用了研华工控机IPC6100，国产组态软件“MCGS”为平台。操作站软件由监控部分和系统管理部分及操作控制部分组成。操作站监控部分对于所有用户都是开放的。每个班的操作管理人员在开始应用系统时首先要登陆系统，以获得操作管理人员的操作权限，操作管理人员级用户可以进行报警连锁功能的切除和投入，各重要参数值的设定。管理员用户拥有整个系统的所有操作权限。具体部分的软件设计情况，由于篇幅的限制，在此不再赘述。3、换热站控制器的设计(1)硬件的设计换热站控制器主要由西门子公司的S7

5、-300系列PLC(可编程逻辑控制器)，现场触摸屏等构成。压力、流A变送器，电动调节阀，变频控制柜中各信号与PLC相连，其控制系统框图如图2所示。图2 控制系统框图(2)软件的设计系统软件设计主要实现以下基本功能：a、数据检测、显示功能。对换热站一、二次网供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、供水流t，室外温度进行实时检测、显示。b、数据通讯功能。向上位机发送检侧到的各项数据，接受上位机传送过来的各项指令。实现就地站与操作站之间的远程数据通讯.c、故障报替及处理。对温度、压力过高或过低等各种异常情况进行报警和实时处理。d、控制算法的实现与控制蚤的输出。根据测得的室外温度设定二次网供水温度给定

6、值，采用PID控制算法计算输出的控制量，对一次网旁通阀进行控制.e、循环水泵及补水泵的控制。采用质调节的调节方式，通过控制变频器来控制循环水泵的转速，使循环泵按一定流量运行。补水压力的设置分为静态和动态两种情况，分别按静态、动态状况进行补水。在变频器控制两台水泵这样的系统中，应注意确保变频泵与工频泵都能在高效段运行并实现系统最优。变频水泵设定恒压值时，需考虑工频泵的商效率区范围。因为变频水泵的恒压设定值，也就是工频泵运行时的压力值，若此压力值是在工频泵的高效率区之外，则工频泵在运行时的工作状况就欠佳，严重时甚至会发生水泵震荡或气蚀现象。因此，变频水泵的恒压设定值应该在工频泵高效率区所对应的扬程

7、范围内。本换热站控制系统包括8台循环水泵，4台变频器，每个供热区域由1台变频器控制2台循环水泵组成变频柜，其电气控制图如图3，巧。控制方式为一用一备。系统采用质调节控制循环泵以额定负荷的75%运行，来保证整个二次网的供水压力稳定。本次设计中得出，利用变频调速技术对水泵进行调速就可节省大量的电能，当水泵转速为原来的80%时，水泵耗电量就为原来的51.2%:当水泵转速为原来的75%时，水泵耗电最仅为原来的42.2%。可见，利用变频调速技术对水泵进行调速节能的效果非常明显。结论本文讨论了换热站控制系统在集中供热系统中的作用、节能方法及效果，降低了供热系统的控制难度。运行结构表明这种方式能够有效的实现供热量在热网中的分配，满足了热用户的用热需求，使供热品质及效果得到保证，使供热系统高性能、低能耗、强可靠的运行。参考文献：【1】石兆玉.供热系统运行调节与控制.北京:清华人学出版社.1994.【2】蔡启林.集中供热系统节能能力分析.区域供热.2000(l):14一17.4