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典型解决方案 / Program

换热站蒸汽换热方案

换热站测点

换热站是整个热网系统中最主要的环节,它将一次侧高温水与二次网回水换热后,经过循环泵加压实现二次网热量的供应。换热站控制系统可以说是集中供热监控系统的核心部分,它主要包括现场控制器、传感器和执行器、远程通讯设备。换热站控制系统既可独立工作,也可以接受调度中心的监督指导。

 

重要参数分析:

1.监测比较一次网各系统及总的回水温度;

2.在供热系统运转稳定后,由室外温度、一次网的供水温度、要求的回水温度,通过一定的模拟算法得出二次网所需要的供水温度,指导操作人员的运行调节。

3.负荷预测:由室外温度、一次网的供水温度、要求的回水温度,得出系统所需要的供暖负荷。

4.在相同的一次网供水、回水温度参数情况下,比较同一种类的换热器的换热情况,是否有结垢等异常现象;

5.在相同的一次网供水、回水温度参数情况下,比较不同种类的换热器的换热情况,何种换热器的有效换热能力高等

6.比较不同建筑物类型的热耗情况,了解不同的建筑物热量计费后热费成本;

7.水泵和换热器累计运行小时数的记录,为检修提供依据。

所有这些参数都可以以报表、曲线、柱图的方式显示,便于分析统计管理。

总体控制方案

所谓正常工况是指电厂所供的热量满足系统的需热量,亦即电厂的循环水量和温度都满足供热要求,非正常工况正好与之相反,因为电厂的循环水量基本保持不变,所有非正常工况特指电厂的供水温度低于供热要求。

总体控制方案就是在保证系统的循环水量按供热面积平均分配的前提下,实现均匀供热,同时保证用户室温基本合格。热力站一次网的循环流量设置高限报警,亦即系统的控制是在该流量不能超过设定值的前提下进行,一旦该流量超过设定值,那么控制流量成了最优先的事情。

一般适合在一次网供水压力不高的场合,用户侧的温度通过蒸汽调节阀门来调节,压力通过循环水泵变频定压控制;

在一次网的供水压力较高的场合,用户侧温度通过循环泵变频辅以调节阀来调节,电动阀控制一次网的流量,流量不能超过设定值。

参数设定值显得非常关键,非常关键的参数有:

电厂出水温度

电厂总循环流量

各站一次网循环流量

用户侧供水压力

用户侧供水温度

这是需要实际摸索或依据热力公司运行管理人员的经验。将所得的经验值直接在中控室下发,可以改其中的某几个站,也可以全部修改设定值。

下面主要分析温度和压力控制的设定模式。

温度设定控制

二次网供温控制有直接设定控制、室外温度补偿控制等多种控制模式。其中直接设定控制指在现场控制设备操作界面上运行人员根据经验直接设定合适的二次网供水温度,然后控制设备通过调节一次网电动调节阀保证二次网供水温度达到设定值;室外温度补偿控制则根据室外温度的变化,随时调整二次网供水温度,既可以通过对照查表,也可以通过设定曲线的方式实现。

换热站温度控制主要是实现室外温度补偿的供热量和需热量一致的调节,在控制器的程序中有四种方法,用户可以根据需要自行选择:直接固定二次网供水温度法、带室外气候补偿的二次网供水温度或回水温度或二次网的供回水平均温度经验法、带室外气候补偿的二次网供水温度或回水温度或二次网的供回水平均温度公式法、分时段修正法。以下仅以二次网供水温度为例进行描述,回水温度或平均温度类似。

这些设定值可以在中控室直接发出。

直接固定二次网供水温度法就是不管室外温度如何变化,二次网的供水温度均保持不变,该方法简单不加描述。

分时段修正法用于以下几种场合:有的建筑物白天有人晚上基本无人,如学校等可以分时段运行;即使在相同的室外温度情况下,晴天、雨天、雪天、风力大等等,建筑物的耗热量是不同的,因此二次网的供水温度值应设定不同值,所谓修正是指分时段运行场合的二次网供水温度与设定值之间的偏差,这样可以更加经济运行。如下图所示:

 

分时段调节曲线

 

 

室外温度补偿(经验法)

随室外温度变化,改变二次供水温度的设定值,并以该设定值作为调节目标调节一次阀。下表是一个经验调节表例:

室外温度范围()

二次供水温度()

说明

< -26

75

 

-26 ~ -25

 

模糊区

-25 ~ -22

72

 

-22 ~ -21

 

模糊区

-21 ~ -17

68

 

-17 ~ -16

 

模糊区

-16 ~ -11

64

 

-11 ~ -10

 

模糊区

-10 ~ -5

60

 

-5 ~ -4

 

模糊区

-4 ~ 0

56

 

0 ~ 1

 

模糊区

1 ~ 5

52

 

5 ~ 6

 

模糊区

6 ~ 12

48

 

12 ~ 13

 

模糊区

> 13

45

 

 

当室外温度进入模糊区时,二次供水温度的设定值保持不变,这主要是为了减少阀门的动作,保护执行器。

原来的很多供热自控系统运行一两年后,就失灵了,其中大部分是由于电动阀的执行器坏了。一般来讲,电动调节阀的使用寿命只有10万次,电动阀行程大于5%,就算动作一次,如果不保护阀门的使用寿命,自控系统运行两年后就可能瘫痪。我们公司在这方面进行了专门的研究,采用自控理论结合供热特点尤其是换热器的换热特性和热用户的热惰性,提出了我们独特的电动调节阀的步进模糊控制方法,每小时可以保证电动阀仅动作三次(行程大于5%,其余的行程不让其大于5%),这样电动阀在正常使用的情况下可以用8~10年左右。

室外温度补偿(公式法)

按设定的换热站设计参数(设计室外温度Tw’、室内温度Tn’、供水温度Tg’、回水温度Th’、散热器参数B等),计算出在不同的室外温度(Tw)下适合的二次供回水平均温度(T2p),并以该平均温度作为调节目标调节电动调节阀。

 

以上是控制换热站二次网平均温度的,对于控制二次侧供水温度的情况,也有相应的公式。

对有的集中供热管网,一次网的回水温度不希望高于某一个值,例如北京热力公司一次网的回水温度就不能高于60°C,过高温度的回水直接回到电厂也是一种能源浪费,因此根据一次网的回水温度高低来辅助调节一次网的电动调节阀,保证回水温度不高于60°C。

 压力设定控制

二次网系统的最佳调节是质量并调,即在改变二次网温度的同时二次网循环流量也随之改变。系统流量也随着用户的供热量而变化,主要是通过加压泵变频器来实现。压力(或二次网循环流量)控制方法:根据二次网的供水压力或供回水压差来控制二次网加压水泵的运行频率,实现二次网的流量变化。

但是如何控制变频器的频率是一个非常关键的问题;同时,当变频器的频率变化引起二次网的循环流量发生变化,随之二次网的供水温度发生变化,那么前面的控制又要发生变化,电动调节阀就会频繁动作,影响使用年限。青岛横河埃佛公司提出了如下三种变频器频率控制方案,用户可以根据需要自行选择:

Ø        直接给定频率:大部分供热系统基本上是采用这种方法,虽然也可以节省由于系统水泵选择偏大而导致的电耗,但是基本上是定流量运行方式,不能实现最大化节能要求。

Ø        压差或压力定频率:根据二次网的供水压力或供回水压差来控制二次网加压水泵的运行频率,取压点的位置可以在二次网的供回水管上,有条件的场合可以将测压点放在系统的最不利用户的供回水干管上。该控制模式下也可以称为变流量运行控制。

Ø        室外温度定频率:在室外温度变化的同时,系统的循环流量也随之变化,供回水压力或压差也发生变花,即变压变流量,才可以达到系统最佳调节工况,同时也是最大限度地节能。

下表给出了一个案例,表中数据用户可以根据需要修改。这里最关键是相对流量的选取,因为二次网的循环流量选择过低,用户末端会出现不热的现象;二次网循环流量选择过大,不利于系统节电。我公司拥有的热网监控专家系统完全可以非常方便地定出不同供热系统、不同供热形式、不同供热地区的相对流量值,同时还给出系统的最小流量值。

 

室外温度范围()

二次系统最小相对循环流量或相对频率

说明

相对节电率

< -26

0.98

 

5.9%

-26 ~ -25

 

模糊区

 

-25 ~ -22

0.96

 

11.5%

-22 ~ -21

 

模糊区

 

-21 ~ -17

0.93

 

19.6%

-17 ~ -16

 

模糊区

 

-16 ~ -11

0.90

 

27.1%

-11 ~ -10

 

模糊区

 

-10 ~ -5

0.88

 

31.9%

-5 ~ -4

 

模糊区

 

-4 ~ 0

0.85

 

38.6%

0 ~ 1

 

模糊区

 

1 ~ 5

0.82

 

44.9%

5 ~ 6

 

模糊区

 

6 ~ 12

0.79

 

50.7%

12 ~ 13

 

模糊区

 

> 13

0.75

 

57.8%

 

相对节电率指:设计条件下的水泵在变频后运行电耗与其满负荷试运行电耗之比,如果水泵选择过大,其相对节电率更大。

热力站故障报警

当换热泵站出现下列异常时,系统会自动报警,并上传给监控中心,并依据故障的程度判断是否自动停止系统运行,并关断相应的阀门。

A.    电厂供水温度过低转换控制模式

B.     电厂循环流量过低转换控制模式

C.     热力站一次网流量超限转换控制模式

D.    二次供水温度过高关小阀门或增加循环泵运行频率

E.     二次供水压力过高关小阀门或降低循环泵运行频率

F.      二次回水压力过低系统失水,增加补水泵频率

G.    失水量大

换热站故障,比如停电、各种现场设备故障

点击数:1791 录入时间:2014-10-22 19:47:29【打印此页】【返回

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