供熱系統節能方案

2022-05-12 18:47:05 字數 2904 閱讀 6144

集中供暖節能解決方案

秦皇島文怡自控技術****

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1、城市集中供熱採暖的現狀

目前,城市取消了一些小鍋爐,集中供暖的面積和範圍都在擴大,一部分負荷(供暖使用者)離供熱中心(熱電廠或熱力廠)較近、另一部分負荷離供熱中心較遠,由於管道上的熱損耗等因素出現了供熱效果不平衡的現象,一部分負荷出現過度供熱(採暖使用者室內溫度過高),而另一部分負荷還可能達不到供熱標準(例如,室內溫度低於18度)。過度供熱的浪費了能源,達不到供暖標準的客戶有意見。

為了能夠達到供暖標準,熱力公司採取擴容的辦法來滿足,增加燃煤鍋爐容量和數量,增加了燃煤量,然而,過度供熱部分的能源浪費也更嚴重了。

2、解決城市集中供暖不平衡和節能的設想

根據上述城市集中供暖不平衡的特點,採取按需供暖的自動控制,對過度供暖的負荷實行熱流量控制,溫度高於標準時,減少換熱站一次側的熱水流量,控制二次側迴圈水的溫度,降低採暖客戶的室溫,使採暖客戶的室溫維持在18~20之間。這部分負荷的一次水流量受到限制後,熱量會在迴圈幫浦的作用下傳遞到另外的區域,使那裡的一次水溫增加,供熱量增加,使原來達不到供熱標準客戶的室溫也控制在18~20之間。

若在全系統的換熱站均採取按需供暖的控制,溫度過高時均限制一次水流量,則鍋爐的出水溫度在燃煤量不變時會公升高,執行人員為了保持水溫不變,就需要減少加煤量。可見,進行按需供暖的自動控制,可以解決系統供熱的不平衡問題,並且能夠節煤。

系統中還有一些負荷具有白天有人、夜間無人的特徵。例如企事業單位的辦公大樓,學校的教學樓、圖書館、實驗樓等。對這些樓宇,可以進行分時控制。

在進入樓宇的熱力入口處安裝電動調節閥,控制閥門的開度,在夜間無人時,將閥門關閉,使熱水不能流入樓宇,當室溫降低到接近0度時,再將閥門開啟一點開度,讓熱水流通一下,防止暖氣上凍,在次日晨人們上班、上學前,提前一定的時間將閥門開啟,恢復供暖,則人們進入樓內時的溫度已經達到了供暖的溫度,相當於夜間沒有關閉閥門一樣。而在閥門關閉期間節約了熱能。

3、控制方案的實現

為了實現上述設想,我公司研發了wyk系列控制器。應用該系列控制器,可以自動控制安裝在換熱站一次側、二次側、以及分區域管線上的電動調節閥,對按需供暖進行自動控制。具體的實現方法是將採集來的室內溫度、室外溫度、換熱站一次側高溫水溫、低溫水溫、換熱站二次側高溫水溫、低溫水溫、換熱站一次側水壓力、換熱站二次側水壓力、換熱站一次側水流量、換熱站二次側水流量等資訊輸入到控制器,控制器根據採集的資訊,按照我公司研發的控制演算法進行計算,並輸出乙個命令調節閥動作的指令,控制調節閥進行開度調節,達到按需供暖。

在對分時供暖的樓宇進行自動控制時,在各樓宇的熱入口的回水管上安裝電動調節閥,並就地安裝控制器,按溫度控制程式完成對電動調節閥的控制,這裡的溫度控制程式是指:1)防凍控制時,室溫低於3度(也可以設成別的值)時將閥門開啟,室溫高於5(可以設成別的值)時再將閥門關閉;2)正常供暖時,溫度高於21度(也可以設成別的值)將閥門關閉,低於18度(也可以設成別的值)時,再將閥門開啟(或將閥門開啟一定的開度),實現節能控制。

與控制器協調工作的還有無線通訊裝置,應用無線區域網技術,將各樓宇的控制器與中心控制器連線成網路,可由中心控制器對各樓宇處的調節閥進行引數設定、監控、記載歷史資料、繪製歷史曲線、採集故障診斷結果、發出故障報警等。

4、節能效益分析

一般,在北方冬季取暖期為5個月,按150天計算。在取暖期的前期和後期,由於天氣不太寒冷,供熱量較少;在取暖期的中期,由於天氣寒冷,需要的供熱量較大。寒假處於取暖期的中期,按供熱量等效的觀點,將不太寒冷的取暖期等效成寒冷的取暖期,取0.

75的係數折算,則150天的取暖期等效成寒冷天的取暖期為150×0.75=112.5天。

寒假一般為6~7周,以6周計算,為42天,考慮到這期間關閉暖氣還需要供一部分熱量以維持管道不凍,關閉的日期以35天估算,佔等效的取暖期的比例是35÷112.5=31.1%。

它意味著,如果安裝了節能控制系統,並在寒假期間關閉了供暖,則這部分樓宇在寒假期間可節約這部分樓宇總燃煤量的31.1%;非寒假期間的等效取暖期剩下為112.5-35=77.

5天,在這77.5天中,每天晚9.00(一般晚10.

00就寢)關閉供暖,早6.00(一般早8.00上課)恢復供暖,停止供暖的時間為9個小時,佔24小時的百分比為37.

5%,考慮到防凍控制需要的一部分熱量,以30%計,表明這期間可以節能30%,等效為節能天數,即77.5×30%=23.25天。

綜合兩部分因素,節能率計算為(35+23.25)÷112.5=51.

8%。這是安裝了節能控制系統的樓宇的年節能率。

一般情況下,家屬樓採取恆定溫差控制,所以,全校的節能率要小於上述計算的節能率。若全校的節能率在30%--40%(取決於家屬樓的多少)之間,則節能的效果也十分可觀。

5、工程成本估算

工程成本的預算應根據具體的樓宇情況按安裝工程量(依據全國安裝工程定額—河北省定額消耗量)確定。一般小於一年節約的取暖費。

6、質量保證

整個控制系統實行質量三包,二年內因質量問題實行免費維修、免費更換器件。二年以後若出現故障,我公司也積極響應排除故障,以保證控制系統的良好執行。

7、應用案例

2023年我公司為秦皇島職業技術學院安裝了一套供暖節能控制系統,該系統執行可靠,節能效果達到了設計標準。如下是該系統的一些控制顯示介面。圖2為鍋爐房上位機監控系統中的供暖流程畫面,通過該畫面可檢視各個樓宇當前的溫度、開度以及網路狀態,也可直觀了解整個供暖管路的結構。

圖3為鍋爐房上位機監控系統中的監控畫面,通過該畫面可檢視各個樓宇的所有引數,包括當前溫度、當前開度、設定溫度、設定開度、故障狀態、開啟關閉時間、安全設定等引數;也可修改以上引數中的任意乙個。

圖4為歷史曲線畫面,通過該該畫面可查詢各個樓宇當前溫度值、歷史溫度值以及溫度的變化率。

圖1 流程畫面-秦皇島職業技術學院應用

圖2 監控畫面-秦皇島職業技術學院應用

圖3 歷史曲線-秦皇島職業技術學院應用

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