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    城市热网自动化:集中供热系统中热网的电气控制自动化系统详分析

    发布时间:2019/06/28 点击量:0
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    城市集中供热一般组成为:热源(热电供热机组或供热锅炉),一次管网,换热站(换热站的设备一般为循环泵、补水泵、补水箱、换热器等),二次网,热用户等。目前,城市集中供热系统发展很迅速,有的城市的换热站数量很多,要实现集中供热系统的电气自动控制,一是在各换热站安装自动控制设备(加装有远程控制程序);二是设立供热系统自动控制控总站,汇总和分析远端传输上来的数据,根据实际情况发出正确的指令。

    集中供热的电气自动控制系统必须具备以下功能:自动控制和调度供热负荷,实时报告供热系统的运行参数,进行数据统计和保存,系统故障时能进行报警提示,提醒运行人员对故障进行及时处理。

    热网电气自动控制系统的主要控制设备

    集中供热系统在运行过程中,需要调节的热力参数主要是温度、一次网的流量、二次网的循环流量和管道内压等,控制这些热力参数的电气自动控制设备主要有:(1)中央数据处理器。中央数据处理器的操作系统可以实时处理信息,应具有Internet接口,也可进行无线通信,也应具有USB接口,数据信号可以通过多通道输入及输出。(2)电动调节阀。电动调节阀遵循标准信号动态调节系统,供热系统压力波动对它的影响很小,调节过程更稳定、更节能。(3)变频器。变频器用来改变泵类的转矩,具有可以自由连接的输入输出端口,能切换电机数据和命令数据,变频器具有过压/欠压保护、接地故障保护、短路保护及电动机保护等功能。(4)现场控制器。在有些情况下,为减轻中央数据处理器的工作量,每个换热站应设有现场控制器,实时采集和分析运行参数,如电流、泵的工作状态、回水/出水温度、水位/水压等。现场控制器接收和记录换热站传来的运行参数,包括温度、压力等。现场控制器分析采集参数后,记录参数并根据上位机下发的程序发出一些控制指令。

    供热系统的电气自动控制过程

    循环泵和补水泵由变频器控制,当二次管网内压力和流量改变时,压力变送器和差压变送器采集二次管网系统压力、流量的改变量并送到现场控制器进行数据处理,控制器根据上位机下发的程序向变频器发出指令,使变频器准确控制补水泵和循环泵的转速,二次循环系统以定压、定流量方式运行。

    温度传感器采集到室外温度、室内温度及热力站的二次网供回水温度后,将其送到现场控制器进行数据处理,现场控制器根据室内外温度差,计算出补偿温度和相应的二次网循环水温度。之后,控制器对一次网的流量调节阀发出控制指令,调节阀由指令调整一次流量,改变进入换热器的一次流量,从而达到调节二次循环水温的目的。调阀的幅度要根据一次网的循环周期确定,一次网循环一个周期后,才能采集到二次网循环水的均温,用公式算出调阀幅度,所以,要将一次网的循环周期设定为调节阀的调幅时间。
    上位机通过GPRS通信网络,下发温度曲线等控制指令到现场控制器,现场控制器根据现场数据情况控制各热力设备(如一次网回水调节阀、二次网补水泵、二次网循环泵)的动作。同时现场控制器将采集到的数据通过GPRS网络将现场数据上传至上位机,发布至公司内部网络。

    自动控制软件

    自动控制软件控制着全网的平衡,控制软件从热网中获取运行参数,这些数据包括二次网循环水温度、电动阀门反馈值等参数。电气自动控制软件读入各数据后,通过调节公式计算出二次网循环水的期望温度和各电动阀的调节量,然后通过通信线路对各调节阀进行控制,通过控制电动阀门的动作,来均匀调节热网的各类运行参数,达到均匀供热的目的。

    电气自动控制软件应该具有远程操控功能,实现远程启、停设备操作;还可以对换热站实时监视和报警和记录运行数据、分析用热量,自动生成数据报表。另外,软件能保护数据传输,设有登录权限,设有防病毒侵入的网络防火墙。

    综上所述,城市热网自动化系统有助于实现热网的安全稳定运行,不会引起热网的热量失调,同时可以使城市集中供热系统趋于稳定完善。

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