集中供熱系統(tǒng)全網(wǎng)平衡軟件工程的應(yīng)用

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摘要:結(jié)合工程實(shí)例，探討了全網(wǎng)平衡軟件在供熱制控系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)，通過對(duì)比供熱系統(tǒng)手動(dòng)運(yùn)行以及供熱全網(wǎng)平衡運(yùn)行的功率與能耗，驗(yàn)證了全網(wǎng)平衡軟件在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性及經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞:集中供熱系統(tǒng)，全網(wǎng)平衡軟件，換熱站，變頻循環(huán)水泵

0引言

目前，我國(guó)城市對(duì)于環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求不斷的提升，很多采取區(qū)域鍋爐供熱的方式被取消，而逐步的推行集中供熱采暖方式，從而導(dǎo)致了城市集中供熱采暖所涉及的范圍持續(xù)擴(kuò)張，整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)造也變得復(fù)雜化。尤其是我國(guó)城市集中供熱采暖系統(tǒng)，大多依靠熱電廠來提供熱量，全網(wǎng)平衡軟件的應(yīng)用能夠在很大程度上保障熱電廠在趨于穩(wěn)定、高效的狀態(tài)下運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境效益。

1應(yīng)用工程簡(jiǎn)介

以某集中供熱工程為例，來探討全網(wǎng)平衡軟件在集中供熱中的應(yīng)用。該供熱工程所涉及的工作范圍達(dá)到了271萬(wàn)m2，供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供熱面積達(dá)310萬(wàn)m2，該供熱系統(tǒng)共建有21個(gè)換熱站，包含了單系統(tǒng)換熱以及雙系統(tǒng)換熱兩個(gè)方式，其中單系統(tǒng)換熱形式的換熱站共有17個(gè)，而雙系統(tǒng)換熱形式的換熱站共有4個(gè)。該供熱工程包含有22套供熱系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)中有19套均安裝了配套的自動(dòng)控制裝置。在該供熱項(xiàng)目中，不同的換熱站可以承擔(dān)的熱負(fù)荷具有相對(duì)大的差異，換熱站中最大的可以承擔(dān)近40萬(wàn)m2的熱負(fù)荷，而最小的僅僅能夠承擔(dān)不足3萬(wàn)m2的熱負(fù)荷。另外，該項(xiàng)目供熱系統(tǒng)構(gòu)成形式屬于面連形式。在此供熱工程中，分布式變頻循環(huán)水泵的額定功率值也具有較大的差異，最大額定功率可達(dá)75kW，最小額定功率僅有10kW。全部的分布式變頻循環(huán)水泵的額定功率和是669kW。

2供熱制控系統(tǒng)架構(gòu)

該供熱工程給所有換熱站均配備了控制系統(tǒng)，其中含有溫度傳感裝置、壓力傳感裝置、控制設(shè)備以及變頻設(shè)備等。每一換熱站和所對(duì)應(yīng)的中控之間通過ADSL技術(shù)來完成數(shù)據(jù)信息通訊。同時(shí)，為進(jìn)一步的確保系統(tǒng)的安全與可靠，通過信息通訊技術(shù)設(shè)立了智控系統(tǒng)專門的APN網(wǎng)絡(luò)。在所有的換熱站配置自控系統(tǒng)，其設(shè)備包含有室外環(huán)境溫度傳感裝置、一次管網(wǎng)供水以及回水溫度傳感裝置、一次管網(wǎng)供水以及回水壓力傳感裝置、二次管網(wǎng)供水及回水溫度傳感裝置、二次管網(wǎng)供水以及回水壓力傳感裝置各1個(gè)，同時(shí)配置變頻循環(huán)水泵2臺(tái)、變頻設(shè)備1臺(tái)。其中，1臺(tái)變頻設(shè)備和2臺(tái)變頻循環(huán)水泵相連接，2臺(tái)變頻循環(huán)水泵中其中1臺(tái)屬于備用水泵。在供熱系統(tǒng)的二次管網(wǎng)中配置2臺(tái)變頻循環(huán)水泵、1臺(tái)變頻設(shè)備，同樣采用1臺(tái)變頻設(shè)備和2臺(tái)變頻水泵連接的方式。并且，其中一個(gè)變頻循環(huán)水泵為備用水泵。

3供熱系統(tǒng)的手動(dòng)運(yùn)行

在該供熱工程通過全網(wǎng)平衡軟件對(duì)系統(tǒng)調(diào)控前，對(duì)于一次管網(wǎng)中的水泵調(diào)控基本上是依靠手動(dòng)來完成的。其手動(dòng)調(diào)控的方法為:系統(tǒng)調(diào)控操作人員對(duì)中控中相關(guān)的監(jiān)測(cè)與控制軟件觀察，并收集供熱系統(tǒng)中所有換熱站的二次管網(wǎng)供回水溫度平均值.當(dāng)所監(jiān)測(cè)的二次管網(wǎng)供回水溫度平均值高于設(shè)定范圍時(shí)，則通過減小一次管網(wǎng)中變頻循環(huán)水泵所對(duì)應(yīng)變頻調(diào)速設(shè)備的運(yùn)行頻率來進(jìn)行手動(dòng)調(diào)控。而與之相反，當(dāng)所監(jiān)測(cè)的二次管網(wǎng)供回水溫度平均值低于設(shè)定范圍時(shí)，則通過增大一次管網(wǎng)中變頻循環(huán)水泵所對(duì)應(yīng)變頻調(diào)速設(shè)備的運(yùn)行頻率來進(jìn)行手動(dòng)調(diào)控。而在對(duì)換熱站進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別供熱系統(tǒng)的一次管網(wǎng)中，變頻循環(huán)水泵的工作頻率為52Hz，但是在供熱系統(tǒng)的二次管網(wǎng)中，供回水溫度平均值與其他的換熱站進(jìn)行比對(duì)時(shí)，依舊存在溫度相對(duì)較低的問題。而和上述情況恰恰相反，個(gè)別供熱系統(tǒng)的一次管網(wǎng)中，變頻循環(huán)水泵的工作頻率為43Hz，但是在供熱系統(tǒng)的二次管網(wǎng)中，供回水溫度平均值和其他的換熱站進(jìn)行對(duì)比時(shí)，卻出現(xiàn)了溫度相對(duì)較高的現(xiàn)象。在完成以上對(duì)供熱系統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)控之后，針對(duì)一些換熱站的二次管網(wǎng)供回水溫度平均值出現(xiàn)顯著過高與顯著過低的現(xiàn)象，唯有通過更換變頻循環(huán)水泵的措施，以進(jìn)一步的提升供熱效果。在換熱站的變頻循環(huán)水泵更換過程中，二次管網(wǎng)的供回水溫度平均值較高的，應(yīng)當(dāng)更換為額定功率較小的變頻循環(huán)水泵。而和上述情況恰恰相反，如果二次管網(wǎng)的供回水溫度平均值較低時(shí)，則應(yīng)當(dāng)更換為額定功率較大的變頻循環(huán)水泵。要是不進(jìn)行變頻循環(huán)水泵的更換，則個(gè)別換熱站不管如何的調(diào)控，均會(huì)出現(xiàn)供熱系統(tǒng)的熱效率無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的問題。另外，在供熱系統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)控過程中，對(duì)其中10個(gè)換熱站中的供回水溫度平均值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行記錄.熱力站中循環(huán)水的平均溫度最大值以及最小值之間相差將近16℃，此時(shí)系統(tǒng)的失調(diào)度為6．58。

4供熱全網(wǎng)平衡運(yùn)行

通過供熱系統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)控分析可知，就算是非常精細(xì)的調(diào)控操作，供熱站中的循環(huán)水溫度平均值均存在相對(duì)大的差異性，同時(shí)系統(tǒng)的失調(diào)度也相對(duì)較大。另外，如果熱源的參數(shù)出現(xiàn)一定的波動(dòng)，尤其是熱源的流量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，那么換熱站中的變頻循環(huán)水泵工作時(shí)的頻率也不得不再次的重新調(diào)控。而且，因?yàn)楣峁芫W(wǎng)在手動(dòng)調(diào)控中具有一定的耦合性，所以對(duì)變頻循環(huán)水泵的頻率調(diào)控是一項(xiàng)非常繁雜的工作。因此，要想減小人為的調(diào)控工作量，并顯著的改善供熱系統(tǒng)的熱效果，就應(yīng)當(dāng)依據(jù)供熱系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)情況，來選用適宜的全網(wǎng)平衡軟件，以使城市集中供熱工程的運(yùn)行中所出現(xiàn)的水力失調(diào)問題得以有效解決。采用全網(wǎng)平衡軟件并對(duì)一次管網(wǎng)中的變頻循環(huán)水泵調(diào)控來實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱系統(tǒng)的調(diào)控。在使用全網(wǎng)平衡軟件之后，整個(gè)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有了顯著的改變。同樣選取手動(dòng)調(diào)控時(shí)所檢測(cè)的10個(gè)換熱站，對(duì)某時(shí)段內(nèi)的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所監(jiān)測(cè)熱力站的循環(huán)水平均溫度最高值和最低值的差異僅僅為2℃左右，系統(tǒng)的失調(diào)度為0．401。在手動(dòng)調(diào)控以及全網(wǎng)平衡軟件調(diào)控過程中，選取其中5臺(tái)循環(huán)水泵，對(duì)其運(yùn)行的頻率以及功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)與比較,供熱系統(tǒng)中變頻循環(huán)水泵的其中5臺(tái)額定功率總和是198．5kW，采用手動(dòng)調(diào)控方式時(shí)，這5臺(tái)變頻循環(huán)水泵的工作功率總和是160．9kW，而采用全網(wǎng)平衡軟件對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，相對(duì)應(yīng)的5臺(tái)變頻循環(huán)水泵的功率總和是144．9kW。采用全網(wǎng)平衡軟件對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控較采用手動(dòng)操作來對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控時(shí)的功率消耗降低了16kW，使供熱系統(tǒng)的能量消耗下降了10%左右。

5結(jié)語(yǔ)

在對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)操作調(diào)控與全網(wǎng)平衡軟件調(diào)控的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行記錄與分析，發(fā)現(xiàn)采用全網(wǎng)平衡方式對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，可以使供熱管網(wǎng)具有更加優(yōu)良的運(yùn)行效果，讓人為的操作大量減少，利于提升熱電企業(yè)供熱系統(tǒng)的熱效率，同時(shí)也能節(jié)省大量的人力投入。并且，采用全網(wǎng)平衡軟件對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以依照熱源的波動(dòng)，而實(shí)時(shí)的完成對(duì)供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)控。

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作者：張真 單位：太原市熱力公司