提要本文针对中小区域锅炉房供热系统实现自动控制进行了研究与应用,包括锅炉燃烧的自动控制热网及热力站的自动控制,提出了燃煤量与鼓引风合理匹配的控制模型,次线及次线供水温度随室外气温变化的控制模型。
概述在供热系统中,热电厂集中供热普及率不高,锅炉房供热所占比例很大。据对全国29个大中城市近3.7亿平方米的调查,分散锅炉房供热占84,且锅炉容量大多在2,1以下。这些锅炉运行效率低,能源浪费严重。
国内专家对锅炉本体燃烧的自动控制方面作了不少研宄,但也仅仅针对燃烧实现了自动控制,而对包括锅炉在内的整个供热系统的自控却研究很少。
供热系统是由热源锅炉房热网热用户等组成的,是不可分割的整体,只有做到各个环节的合理匹配才能最大限度的实现节能。
区域锅炉房供热微机自动监控系统以唐山市河北号锅炉房供热系统为研究对象。该系统现有2台链条热水锅炉,设计供回水温度为130丈80丈,供热建筑面积16万,有两座间接供热站,锅炉房至热力站之间的管线为次管网,热力站至热用户之间的管线为次管网。该自控系统主要控制目标为次线供水温度,次要控制目标为次该系统采用的技术原理依据不同的室外气温,在次侧水量恒定的情况下,控制不同的次供水温度和次供水温度,通过控制炉排转速调整燃煤量,并实时调整鼓风量及引风量,实现合理风煤比,达到锅炉的高效燃烧,次热网按质量并调的方式运行,次热网按质调节方式运行,最终实现按需供热。
供热系统的整体控制供热系统是由热源锅炉房热网热用户热力站组成的不可分割的整体,只有实现对供热系统各个环节的控制,才能更大限度的实现系统节能,更好地实现按需供热。
将整个供热小区内所有热用户作为个整体考虑,用户热负荷随室外温度的变化而变化。为保持用户室内温度稳定则必须改变热力站次管网的供水温度12,以次供水温度1为系统的主要控制目标,控制不同的次供水温度1以适应不同的室外气温丁,即1=代实现供热系统的按需供热。次供水温度的控制根据次供水温度8的情线供水温度。况,通过改变次管网循环流量来实现。次供水温度,即锅炉房出口供水温度的控制,通过调节炉排转速鼓引风配比等因素控制锅炉燃烧来实现,如此就实现了对包括热源锅炉房热网热用户热力站在内的整体供热系统的控制。
1次供水温度模型的建立热力站热用户系统控制环节的控制对象是次管网系统的供水温度,而我们希望得到的是稳定而适宜的室内温度。因此,确定次供水温度与室内温度的对应关系是影响控制效果的关键。理论上的运行调节公71是日照风速风向的修正系数,取,反映了热负荷设计上的偏差,相同类型的建筑物值相同;巧与5为室外实测气温的平均值及其修正值。
由于公式比较复杂,不利于自控系统的计算,因此将上述公式结合实际供热运行参数进行拟合,确定次供水温度的控制模型,即,次线供水温度以室外气温,拟合参数同理也可确定锅炉次供水温度的控制模型,次线供水温度室外气温但实际运行中,由于实际的循环流量不定是设计值,而且由于散热器系统在设计过程中层层加余量造成容量偏大,以及实际热指标与理论热指标不致,因此必须对理论运行调节公式加以修正。修正后4及拟合参数2次供水温度的控制作为供热系统的整体控制策略,热力站次侧供水温度的控制至关重要,是系统实现按需供热的关键,是本系统的主要控制目标,其控制方式为自控系统根据不同的室外温度,计算出不同的次供水温度设定值,根据次供水温度情况实时调节控制次管网循环流量,以使实际的次供水温度与其设定值相符。次管网循环流量通过调整循环泵电机转速实现。如下3次供水温度的控制次供水温度控制的目的是在保证次供水温度控制稳定的前提下,尽可能提高次供水温度,这将有利于改善锅炉的燃烧状况,提高锅炉燃烧效率。如下次供水度的控制通过控制炉排转速1994广71业伽攸潘啤洲艘胗过控制炉排转速次供水次供水温次供水温度闭环反馈控制系统,次供水次供水温次供水温度闭环反馈控制系统来实现。当采集到的次供水温度实际值偏离设定值时,自控系统软件内置的数字,3控制器精确计算并调整炉排电机转速,使次供水温度实际值与其设定值相符。随着炉排转速的变化,鼓引风电机转速也相应调整,实现风煤比的合理匹配,确保锅炉高效燃烧。
锅炉燃烧的控制1给煤量的控制煤的燃烧随着热负荷的变化而调整,不同的煤种有不同的发热量,炉排转速与煤种及煤层厚度煤的颗粒大小有关,为了改善锅炉的燃烧状况,实现给煤量的控制,在锅炉给煤装置中增加了分层给煤设备,并根据热负荷的变化及煤种的不同,将煤层厚度分为8,0,而120个档次,根据热负荷引风机转速做相应调整,以确保自控系统正常稳定运行,实现最佳燃烧,最大限度的提高区域供热2002.4期2鼓引风量的控制,简单的专家系统锅炉的控制主要控制其燃烧。而燃烧的控制在于合理的匹配风煤比,经过调研我们发现,目前国内还没有很好的解决2,1以下中小型锅炉有关的风煤比的控制匹配问关,要实现较好控制比较困难,特别对中小锅炉而言,打开炉门就会对燃烧产生较大影响,为此我们在锅炉燃烧的控制策略上,跳出锅炉燃烧的理论模型,而是针对锅炉的具体燃烧状况,根据煤种的变化做了大量的现场试验,由锅炉专业技术人员和具有多年从事锅炉燃烧的高级司炉工现场调试,摸索总结出了1炉排转速尤与室外气温变化的对应关系尤=,2在保证锅炉良好燃烧状况保证水温控制稳定炉膛负压正常的前提下,总结出了鼓引风电机转速与炉排转速的对应关系7鼓风机引风机电机转速炉排转速,6拟合系数这就使得锅炉燃烧的控制模型既简单又实用。控制模型的建立来源于高级司炉人员,来源于专业技术人员,来源于供热实践,是对人的经验的总结和提炼。因此,它具备了简单系统根据炉排电机转速算出引风电机转速并输出相应控制信号,使负压值满足保证锅炉安全运行的要求。炉排电机转速和引风电机转速的变化关系符合燃烧要求。当燃烧状况发生变化,系统设定的引风电机转速不能满足需要时,用户可以在控制面板上设定转速的修订值,修正个数字使电机转速变化10转分钟。锅炉燃烧过程的控制有给煤量鼓风量引风量个相互匹配且密切相关踪热负荷的变化,鼓风量控制回路维持较高定,这个回路组成了个不可分割的整体,保证了锅炉运行的灵活性经济性及安全性。
系统供水温度控制锅炉燃烧控制等,均在供热理论的基础上充分结合了供热实际运行,对运行参数进行了综合拟合,控制策略采用整体控制策略和简单的专家系统,较好的解决了锅炉稳定燃烧与热负荷实时调节的矛盾,实现了按需供热之目的。
该自控系统于2000年月首先应用在唐山市4锅炉房供热系统,对锅炉燃烧鼓引风循环水泵等全部实现自动控制,并对次供水温度次供水温度进行自动控制,根据室外气温的变化调整热负荷,实现了从锅炉房到换热站的整体控制,实现了按需供热,自动化程度有很大提高,大大减轻了工人劳动强度,供热实现了经济运行,节能效果显著,降低了供热成本,产生了很好的经济效益。采暖期平均耗煤量由自控前的13.13812下降为自控后。612.热指标由45.72贾12下降为40.59贾12.因鼓引风电机循环泵电机均实现变速运行,耗电量明显降低,节电达2产生直接经济效益18.9万元。
该系统实现按需供热,随室外气温的变化控制次侧供水温度,确保室内温度相对稳定,其变化幅度小于实现了稳定控制差值为5丈时,室内平均温度值为17.5丈,最大正偏差0.3弋,最大负偏差0.4丈,居民室内温度稳定性有显著提高,温度波动幅度明显减小,提局了居民室内舒适度。
研究结果1实现了从锅炉房到换热站全过程的整体控制;2采用简单的专家系统,较好地实现了风煤比的合理匹配;3成功地解决了锅炉热负荷稳定与实时调节的矛盾,实现了按需供热,节能效果显著。
六应用范围及推广前景该自控系统可广泛应用在中小区域锅炉房供热系统,具有操作方便实用性强等特点,节能效果显著,市场推广应用前景广阔。
2002年全国供热技术与设备研讨会在亚召开由中国城镇供热协会技术咨询部主办的,0,2年全国供热技术与设备研讨会于20,2年月十九日至十日在海南省亚市召开,会议由协会技术咨询部主任于洪主持,中国城镇供热协会理事长李秀副理事长徐忠堂到会并做了重要讲话沈阳惠天热电股份有限公司董事长孙杰致开幕词并做了大会总结,全国各地百六十多个单位的百余名代参加了会议。
会议是在贯彻九届人大次会议精神,进步实施科教兴国战略和全国人民以饱满的热情迎接党的十六大胜利召开的形势下召开的。本次会议的目的是进步深化经济体制改革,促进供热进步与创新,加速供热高新技术成果的商品化产业化关我国供热改革精神及分析行业现状,就供热行业如何适应形势发展,调整工作迎接,做了详细的分析,指出了我国供热行业的工作方向。
本次会议的主是,适应社会,与时俱进,科技兴热,持续发展。会上共有七名专家就集中供热系统中计算机监控供热方建设,球硅复合直埋式高温保温管的应用等课做专报告。
与会代就会议内容进行了广泛深入的探讨,并结合本地区本单位实际情况畅谈了我国加入1丁0以后,供热行业所面临的机遇与挑战。提出了许多建设性的意和建议,对推动我国供热事业的健康稳步发展起到了积极作用。