【榆林市帥星熱力工程建設(shè)】分享:板式換熱機(jī)組溫度控制原理及功能詳解
1、板式換熱器機(jī)組的定義
板式換熱機(jī)組由板式換熱器、溫控閥組、循環(huán)泵、電控柜、底座、管道、閥門、儀表等組成。 板式換熱器機(jī)組可以配備膨脹水箱、水處理單元、水泵變頻控制、溫控閥、遠(yuǎn)程通訊控制等,這些部件共同組成一個(gè)完整的板式換熱器機(jī)組。今天,小編主要就說說它的功能之一:控溫原理。
2、板式換熱機(jī)組控制系統(tǒng)
板式換熱器機(jī)組控制系統(tǒng)由具有測量和控制功能的控制器、控制柜、傳感器和執(zhí)行部件、通訊系統(tǒng)等組成。 控制器通過與其相連的傳感器和執(zhí)行器完成板式換熱器及構(gòu)成板式換熱器單元的其他設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制功能。
3、板式換熱機(jī)組溫度控制水平
1級:溫度控制; 分析:
1、傳感器傳輸室外溫度;
2、二次網(wǎng)供水溫度、回水溫度;
3、一次網(wǎng)供水溫度、回水溫度。
執(zhí)行器是一次網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 該級板式換熱器機(jī)組溫度控制原理的作用如圖1所示:
本級板式換熱機(jī)組控溫功能詳解
1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在一次網(wǎng)回水管上:室外氣候補(bǔ)償?shù)亩尉W(wǎng)供水溫度或回水溫度或二次網(wǎng)供回水平均溫度控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。主網(wǎng)調(diào)節(jié)閥;
2、二次網(wǎng)供水溫度或供回水平均溫度等控制參數(shù)控制精度±2℃;
3、直接手動(dòng)設(shè)定二網(wǎng)供水溫度來控制一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥;
4、直接手動(dòng)設(shè)置值班加熱運(yùn)行模式;
5、對于一些集中供熱管網(wǎng),一次網(wǎng)回水溫度預(yù)計(jì)不會(huì)高于**值。
例如,北京一次熱水管網(wǎng)回水溫度不能高于60℃。 如果溫度太高,直接將回水送回電廠也是一種能源浪費(fèi)。 因此,根據(jù)一網(wǎng)回水溫度輔助調(diào)節(jié)一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,保證回水溫度不高于60℃;
二次網(wǎng)供熱控制包括直接控制,采用控制策略并提供修正值。 其中,直接控制和控制策略是相互排斥的。 也就是說,一種控制形式的激活將導(dǎo)致另一種控制形式的失敗。
下面介紹“通過室外氣候補(bǔ)償控制二網(wǎng)供水溫度或回水溫度或供回水平均溫度來控制一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”的控制策略的具體實(shí)施過程二級網(wǎng)絡(luò)?!?該控制策略是一種基于經(jīng)驗(yàn)的模糊控制方法。
1)下圖2是以二次供水溫度為調(diào)節(jié)目標(biāo)的板式換熱器機(jī)組閥門調(diào)節(jié)策略:
二次供水溫度與設(shè)定值偏差(℃)
主閥開度變化
0~1
無需調(diào)整
1~2個(gè)
2%
2~5個(gè)
4%
5~10個(gè)
8%
>10
12%
分析:一次閥門處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí),板式換熱機(jī)組首先采集二次網(wǎng)供水溫度當(dāng)前值。 當(dāng)與設(shè)定值偏差大于1℃時(shí),板式換熱器機(jī)組將按上表相應(yīng)開度啟動(dòng)。 度數(shù)變化(由客戶設(shè)置)調(diào)節(jié)閥門的開度。 另外,一次閥的調(diào)節(jié)周期(即調(diào)節(jié)多長時(shí)間)可由客戶自行設(shè)定,以適應(yīng)不同尺寸的板式換熱器機(jī)組。
2)以二次供回水平均溫度為調(diào)節(jié)目標(biāo),其功能同上,只是控制目標(biāo)由二次給水溫度變?yōu)槎喂┗厮骄鶞囟取?/p>
2.1)室外溫度補(bǔ)償(經(jīng)驗(yàn)法),板式換熱機(jī)組室外溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)策略如下圖所示。 隨著室外溫度的變化,改變二次供水溫度設(shè)定值,并以此設(shè)定值作為調(diào)節(jié)目標(biāo),調(diào)節(jié)一次閥門。 板式換熱機(jī)組室外溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)策略(圖3):
室外溫度范圍(℃)
二次供水溫度(℃)
闡明
室外溫度范圍(℃)
二次供水溫度(℃)
闡明
<-6
70
3~6
58
-6~-5
模糊區(qū)域
6~7
模糊區(qū)域
-5~-2
66
7~12點(diǎn)
54
-2~-1
模糊區(qū)域
12~13日
模糊區(qū)域
-1~2
62
>13
50
2~3個(gè)
模糊區(qū)域
當(dāng)室外溫度進(jìn)入模糊區(qū)時(shí),二次供水溫度設(shè)定值保持不變。 這主要是為了減少閥門動(dòng)作,保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.2)室外溫度補(bǔ)償(公式法):根據(jù)板式換熱機(jī)組設(shè)定的設(shè)計(jì)參數(shù)(設(shè)計(jì)室外溫度T′w、室內(nèi)溫度T′n、供水溫度T′g、回水溫度T′h、散熱器參數(shù)B等),計(jì)算出不同室外溫度(Tw)下合適的平均二次供回水溫度(T2p),并以此平均溫度作為調(diào)節(jié)目標(biāo)來調(diào)節(jié)一網(wǎng)蒸汽閥:
式中,T2g、T2h為設(shè)計(jì)給水溫度和設(shè)計(jì)回水溫度; Tn、Tw分別為設(shè)計(jì)室內(nèi)溫度和設(shè)計(jì)室外溫度; 以上用于控制板式換熱器二次網(wǎng)的平均溫度。 對于二次側(cè)供水溫度的控制,也有相應(yīng)的公式,有需要的客戶可以參考相關(guān)書籍。 第二級:溫度+壓力控制; 本級板式換熱器機(jī)組包括:傳感器傳輸室外溫度、二網(wǎng)供回水溫度、一網(wǎng)供回水溫度、二網(wǎng)供水壓力和回水壓力、二網(wǎng)循環(huán)水泵旁路壓力、供水流量計(jì)、供水罐水位、電磁閥信息。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)循環(huán)水泵變頻器、補(bǔ)水泵變頻器。 下圖5為板式換熱器機(jī)組的溫度+壓力控制原理:
除了以上全方位的控溫功能外,還有:
1)二網(wǎng)循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率根據(jù)二網(wǎng)供水壓力或供回水壓差進(jìn)行控制。 受壓點(diǎn)可位于板式換熱器機(jī)組的供回水管上。 如果條件允許,可以對系統(tǒng)最不利的用戶是給水和回水管道;
2)根據(jù)供水壓力(指二網(wǎng)回水壓力或二網(wǎng)循環(huán)水泵進(jìn)出口旁路壓力)控制二網(wǎng)供水泵的運(yùn)行頻率。 供水壓力裕度為2~5mH2O;
3)當(dāng)板式換熱器機(jī)組系統(tǒng)超壓時(shí),電磁閥打開放水,供水管道應(yīng)設(shè)置電磁閥;
4)直接設(shè)定二網(wǎng)循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率;
5)邏輯控制程序:當(dāng)板式換熱器機(jī)組系統(tǒng)出現(xiàn)故障或斷電時(shí),主網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉; 通電時(shí)的啟動(dòng)順序?yàn)椋?/p>
控制器上電->補(bǔ)水泵(如需要)->二級網(wǎng)循環(huán)水泵->**電動(dòng)調(diào)節(jié)閥緩慢打開; 系統(tǒng)故障時(shí)順序?yàn)椋阂淮尉W(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉->二次網(wǎng)循環(huán)水泵關(guān)閉->補(bǔ)水泵關(guān)閉; 遠(yuǎn)程關(guān)閉閥門:直接關(guān)閉即可; 二網(wǎng)循環(huán)水泵遠(yuǎn)程開關(guān):要關(guān)泵,先關(guān)閉一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,再打開一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
6)無論何種方式,只要二網(wǎng)水流停止,一網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉;
7)當(dāng)一次網(wǎng)為高溫水換熱機(jī)組或蒸汽換熱機(jī)組時(shí),換熱機(jī)組停電時(shí),應(yīng)關(guān)閉一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,并設(shè)置安全閥位于二次網(wǎng)回水管上,防止溢流。 壓力汽化、安全閥的超壓壓力設(shè)定應(yīng)考慮換熱機(jī)組散熱器的承壓能力。
第三級:溫度+壓力控制+熱量計(jì);
本級板式換熱器機(jī)組包含:傳感器傳輸室外溫度、二網(wǎng)供水溫度和回水溫度、一次網(wǎng)供回水溫度、一次網(wǎng)供回水壓力、二次網(wǎng)供水壓力和回水壓力、二網(wǎng)循環(huán)水泵旁路壓力、一網(wǎng)熱量表、二網(wǎng)供水流量表、兒媳網(wǎng)補(bǔ)水流量表、補(bǔ)水箱水位、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵啟停及運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)循環(huán)水泵變頻器、補(bǔ)水泵變頻器。 在一次管網(wǎng)供水管道上安裝熱量計(jì)。 除上述溫度+壓力控制外,還具有熱量計(jì)測量功能。 下圖6為板式換熱機(jī)組溫度+壓力控制+熱量計(jì)控制原理:
第四級:溫度+壓力控制+熱量計(jì)+通訊系統(tǒng)原理
傳感器傳輸室外溫度、二網(wǎng)供回水溫度、一網(wǎng)供回水溫度、一網(wǎng)供回水壓力、二網(wǎng)供回水壓力、二網(wǎng)循環(huán)水泵旁路壓力、一網(wǎng)熱量表。 、二網(wǎng)供水流量計(jì)、二網(wǎng)補(bǔ)水流量計(jì)、補(bǔ)水箱水位、循環(huán)水泵和補(bǔ)水泵運(yùn)行啟動(dòng)、停止及狀態(tài)信息。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)循環(huán)水泵變頻器、補(bǔ)水泵變頻器。 板式換熱機(jī)組控制部分可通過通信線路以主動(dòng)和被動(dòng)方式與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 通信協(xié)議應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的、開放的。
4. 生活熱水應(yīng)用中板式換熱器機(jī)組的控制
1、對于生活熱水板式換熱器機(jī)組,監(jiān)測參數(shù)為:
1)熱側(cè)供水壓力;
2)熱側(cè)回水壓力;
3)熱側(cè)供水溫度;
4)熱側(cè)回水溫度;
5)熱側(cè)供水流量;
6)冷側(cè)供水壓力;
7)冷側(cè)回水壓力;
8)冷側(cè)供水溫度;
9)冷側(cè)回水溫度;
10)生活水箱水位;
11)冷側(cè)生活熱水消耗量;
12)給水泵狀態(tài)及頻率;
13)生活熱水循環(huán)泵狀況;
五、板式換熱機(jī)組溫度控制及調(diào)節(jié)方案
根據(jù)二網(wǎng)生活熱水供應(yīng)溫度,調(diào)節(jié)一網(wǎng)進(jìn)入生活熱水處的板式換熱器或回水管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,從而改變一網(wǎng)進(jìn)入板式換熱器的流量交換器,保持二網(wǎng)生活熱水恒定。 供水溫度。 根據(jù)生活給水泵出口處實(shí)測壓力值與設(shè)定壓力值的比較偏差,通過變頻器調(diào)節(jié)給水泵的運(yùn)行頻率,以保證不利水的流出水頭值生活熱水點(diǎn)是恒定的。 即使給水泵不啟動(dòng),安裝在冷側(cè)回水管上的小循環(huán)泵也必須保持運(yùn)行。 在某些特殊情況下,板式換熱器機(jī)組還配備生活熱水儲罐。 這時(shí)就需要檢測其水位和溫度,并在軟件中設(shè)置充排水策略,對板式換熱機(jī)組進(jìn)行現(xiàn)場控制。 電磁閥的開啟和關(guān)閉條件。
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