在進行集中供熱的過程中,采暖熱水通過水利管網輸送到各個換熱站,在經過換熱站進行換熱之后,將熱能傳輸到各個熱用戶當中。換熱站的節能、平穩運行在供熱過程中顯得異常重要。就此,本論文針對自動控制技術在集中供熱節能方面的應用進行了分析,并提出了相關的建議。
我國幅員遼闊,各地氣溫差異性較大,在冬季,我國的北方由于氣溫較低,都需要進行采暖,采暖的能耗量較大,更加重了能源緊張的局面,在目前居民住宅的集中供熱系統結構中采用自動控制系統進行節能取得了較好的成效。伴隨著我國科技的不斷進步和經濟發展,自動控制技術被應用在集中供熱節能方面,并且取得了一定的效果。但是,從最近幾年來我國自動控制技術在集中供熱節能應用的成果來看,尚不理想,存在一定的問題。就此,針對自動控制技術在集中供熱節能方面的應用提出了相關的建議。
換熱站自動控制系統設計的原則
為了能夠在保證供熱質量的基礎上,降低經濟成本降低水電消耗,提出了科學合理的自動化控制系統。根據供熱系統的復雜程度和規模,采用高性價比的自動控制系統設備。利用熱網RTU系統的期間采用施耐德品牌的PLC。換熱站自動系統因為供熱形式和機組設備呈現出不同的方式,因此需要制定具有針對性的控制策略。在選擇控制系統和配套儀表的過程中,應該從可靠性、簡單性、實用性、便于維護性進行考慮。在進行自動控制系統設計的過程中,要充分考慮到整個系統的兼容性、開放性、穩定性、通用性和可擴展性。
換熱站自控系統的組成
我公司的供熱形式是通過換熱器針對集中供熱一次網和用戶二次網進行熱能的交換,通過二次網絡將熱能傳輸給用戶。換熱站的RUT系統是通過PLC、現象儀表電器、通訊接口、人機接口觸屏等組合而成。通過流量、溫度、壓力等參數,將現場儀表傳感器轉換成標準的電流信號,變頻器將電機電流、轉速等信號送入到PLC當中,通過PLC控制變頻器的啟停和調速。觸屏作為現象的人機接口,顯示換熱站的主要參數和設備狀態,并且現場的指令操作也可以通過觸屏的方式下達
換熱站供熱控制策略
當熱水網絡在穩定狀態下運行過程中,在不考慮網管沿途損失的情況下,網路的供熱量應該等同于供暖用戶用來采暖設備的散熱量,也應該等于供暖用戶的熱負荷,被稱之為熱量平衡。
所謂的供暖熱用戶的熱負荷,是建筑物的體積供熱指標與建筑物外部體積的積,再乘上室內穩定減去室外溫度。
供暖用戶采暖設備的散熱量指的是,散熱器的傳熱系數×散熱器的散熱面積×散熱器熱媒的平均溫度。
供熱量指的是,循環水流量×熱水的質量比熱×供水溫度與回水溫度的差,除以3600等于1.163×循環水流量×供水溫度和回水溫度的差。
也就是說,供暖熱用戶的熱負荷,等于供暖用戶采暖設備的散熱量,等于供熱量。這是供熱調節理論根本,從以上內容的的描述中能夠發現,系數建筑物的體積供熱指標和建筑物的外部體積變化并不明顯。在這里我們將其作為常數。因此,當我們將建筑物的室內溫度控制到一定的時候,那么變量就只是室外溫度。簡單來說,室外溫度能夠在一定程度上影響到建筑物供暖熱負荷的唯一變化。因此,在換熱站自控系統中,室外溫度的變化是系統產生擾動的決定性因素。控制的主要目的在于抵消室外溫度變化所造成的擾動影響,達到維持系統平衡和穩定的目的。
節能效果分析。
1.降低單位的熱能消耗
通過實施自動控制防范,減小管網水力失調的程度,達到用戶系統熱能分布均勻的目的。從另外一個角度進行分析,通過網流量調節閥開度分時自動控制和換熱站水泵合理、及時的調節配合,避免人工調節在時間上的滯后性和對經驗的依賴性。
2.降低單位降耗
在針對換熱站進行增設水泵變頻設備的過程中,要針對水泵電機頻率進行自動控制,通過改變電動機電流和頻率,達到節能的效果。在進行變頻的過程中,它的調節范圍較寬,并且能夠保持較高的效率,實現精度化運行。它能夠有效的消除電動機啟動過程中的大電流,延長水泵的使用壽命。從另外一個角度進行分析,在熱用戶用熱負荷較小的時候,能夠通過減小流量的策略降低水泵對能源的總體消耗。
例如,以一個20萬平方米供熱面積換電站為例子,在08年的時候換熱站水泵一共消耗電量為23.5萬度,也就是電消耗為1.85度每平方米供熱面積,在09年實施自動控制方案之后,電消耗變成1.12度每平米供熱面積,20萬平方米的供熱面積總節電量為4.89萬度。如果按照1.1單價進行計算,節省電費總數為4.26萬元。這一數字意味著在使用自動控制系統之后,我國的在一定程度上節約了電成本,在對于我國未來的發展具有積極影響。
3.降低人工成本
通過自動控制設備的增加,改變了傳統換電站需要人員留守的現象,從而節省了這部門的費用。因此,通過自控添加手段和變頻器的合理配置,能夠達到良好的節能效果。與此同時,對降低公司的資金成本具有一定的意義。
綜上所述,為了能夠在保證供熱質量的基礎上,降低經濟成本降低水電消耗,應科學合理的制定相應自動化控制系統,在進行控制系統和配套儀表選擇時應從設備可靠性和設備簡單性以及設備實用性等幾個方面進行考慮與分析。本論文著重針對自動控制技術在集中供熱節能方面的應用進行了分析,并針對自動化控制技術的原理、優勢進行了分述,認為自動化控制系統對降低供熱成本、提高供熱效率有積極影響。
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