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提高城市供热系统运行管理水平的技术措施

2024-3-15 09:39| 发布者: 小琅| 查看: 206| 评论: 0|来自: 综合

摘要: 【摘 要】主要介绍了供暖燃气锅炉的管理,以及远程监控技术及燃烧系统自动控制,采用变频技术以及燃烧优化技术可以使锅炉运行的效果最优。采用该系统能够使锅炉的热效率得到有效提高,并能够增强系统的稳定性。【关 ...
 
【摘  要】主要介绍了供暖燃气锅炉的管理,以及远程监控技术及燃烧系统自动控制,采用变频技术以及燃烧优化技术可以使锅炉运行的效果最优。采用该系统能够使锅炉的热效率得到有效提高,并能够增强系统的稳定性。
【关键词】可编程控制器;变频技术;远程监控;优化

1 远程监控技术

目前,对于供热系统计算机监控方式有2种不同的思路:(1)采用中央集中式监控方法;(2)采用中央与现场分工协作  的监控方法。第1种方法控制权集中在上位机,现场工作站只 有测试仪表与执行机构,它的功能只是参数采集和上传,本身  没有自动调控的决策功能。这种方法灵活性差,如发局部故障 容易影响全局的正常运行,当通讯系统出现故障后,会造成重  大影响。第2种方法是锅炉运行自动调节决策功能完全“下  放”给现场工作站的一种自控系统,中央控制室即调度室只负  责对各个工作站运行参数进行监视以及在必要的情况下修改设定参数。如果整个热网已经联网,还可以调控总供热量、总循环量以及热量调度。这种方法比较灵活,故障影响面小,也 能满足“分户热计量”用户对供热系统变流量运行的要求。本 工程远程监控系统应用于小区内锅炉分散、整个热网不联网 的情况,采用第2种远程监控方式。整个系统的组成部分为中央监控、现场工作站及远程传输系统3个部分W。


1.1 调度室计算机监控系统

服务器以及监控PC机组成了调度室计算机监控系统,服务器以及工作站可以进行合并,主要是依据监控对象的数量,合并后由1台PC机完成工作。


1.2 界面的设计与数据显示

整个监控程序模块的主要功能有:(1)数据通信与处理模块,主要负责传送监控计算机遇PLC间的数据和命令,然后进行相应的处理;(2)显示模块,在屏幕上采用表格或者图形显示实时数据,使数据更加直观化,并采用一定的标志对运行的状况进行标识,如颜色和位置;(3)查询和打印模块,管理员可 以对历史的数据或者报表进行察看,并将需要的文件打印出 来;(4)系统设定模块,这一模块可以对系统的各项参数进行 修改,并且不受时间限制;(5)故障报警模块,如果系统发现故 障,可以立即进行报警,并且确认后,系统会出现一个报警视 窗,将报警的时间、地点及类型等信息显示出来,并且进行警 报,任何状态下发现故障都可以进行故障报警。


1.3 监控系统流程图

监控系统流程图如图1所示。

图1 监控系统流程图


1.4现场工作站系统

现场工作站系统由4个部分组成:现场控制器、输入单元、输出单元和人机界面。


1.5 远程传输系统

上位机与下位机之间采用西门子的自由口通讯方式。由于现场和调度室间有一定的距离,不方便直接进行数据传输, 因此,为了方便传输并增加传输的可靠性,该设计解决远程传输的问题采用的是调制解调器,该解调器具有较高的可靠性,并且使用也很简单,能够传输较远的距离。S7-200系列PLC 与调制解调器进行通讯的程序组成如图2所示。MAIN 主程序 进行初始化;SBR1对信息和自由通信口模式进行初始化;SBR2拨号、发送和切断;INTO 捕捉并处理来自调制解调器的响应。如果需要发送信息,S7-200将信息发送给调制解调器, 在PLC 的存储器中对信息进行存储,不需要再对调制解调器进行校验。系统的上位机采用的DCS 集散控制系统,可以有效地对整个水利项目集中地进行监控。系统的下位机之一主要 是用西门子 S7-300系列的PLC,可以对现场的各种智能仪表 进行操作,比如,智能的开关、现场的电机、传感器、变频器等方面的执行操作。


图2 PLC 和调制解调器通讯程序组成

2 变频器技术用于调整燃气量

在能量守恒的角度,进入锅炉系统的燃气释放的总能量 Q应该与从锅炉系统流出的能量相等,包括:炉水吸热量Q₁、 循环水吸热量 Q₂、不完全燃烧热损失Q₃、散热量Q₄和排烟损 失Qs,即Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q+Qs。回水的温度或者设定出口温度 的设定值会随着外界的温度而发生变化,这时,循环水吸收的 热量也会发生变化,所需的总热量也会变化。因此,要对燃气以及空气的进气量进行适当的调整,保证锅炉运行的有效性以及经济性。

本例将交流电动机安装在燃气和空气的进口处,以带动罗茨风机。交流电机采取的是异步电动机,其转速表达式为:

   (1)

式中,n 为转速;f 为电源频率;p 为定子绕组极对数;s 为异步电动机转差率。

由式(1)可知,交流电动机的转速与电源频率成正比,通 过变频装置也可以转换频率,从而实现无级调速。


3 燃烧过程的自寻优控制


根据燃烧理论,锅炉在运行时,应使空气中的燃气比最 优。锅炉在运行的过程中,主要对热效率产生影响的因素有2 种:化学不完全燃烧产生的热损失和排烟损失。在这个过程 中,要对烟气中含有的氧进行采集,并勘测烟气的温度,对空气中的燃气比进行调整,使保证锅炉一直在最佳燃烧区运行。


4 结语

实践证明,该系统具有较多的优势,既能够保证运行的安 全性和稳定性,还能够实现节能,并且对运行的数据进行记录,使以后调控热网有相应的参考数据。




来源:综合


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