CN104819507A - 一种锅炉群控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锅炉群控制系统及其控制方法，采用锅炉集中控制系统，实现多台锅炉运行的合理调配。系统记录锅炉热效率、运行时间和所在位置等参数，系统在判断需要启动锅炉时，在没有运行的锅炉中选出最优锅炉并启动；系统在判断需要停止锅炉时，在已经运行的锅炉中选出最优锅炉并停止其工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种供热系统及其控制方法，特别涉及一种锅炉群控制系统及其控制方法。
背景技术
在传统的供热、供暖行业中，对于锅炉的启停控制随意性较大，多台锅炉之间没有联动，往往由操作人员按顺序或根据经验执行启停操作，导致锅炉的运行时间不一致，有的锅炉使用过于频繁，有的锅炉使用太少，从而严重影响了设备的使用寿命，导致设备使用以及维护成本高，供热或供暖效率低下。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种锅炉群控制系统及其控制方法。采用锅炉集中控制系统，实现多台锅炉运行的合理调配。系统记录锅炉热效率、运行时间和所在位置等参数，系统在判断需要启动锅炉时，在没有运行的锅炉中选出最优锅炉并启动；系统在判断需要停止锅炉时，在已经运行的锅炉中选出最优锅炉并停止其工作。
根据本发明的一个方面，提供一种锅炉群控制系统，该锅炉群控制系统包括：人机交互系统，用于输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；命令生成系统，用于根据所述数据预计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令和锅炉启动命令；设备控制系统，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令和锅炉启动命令控制锅炉群的运行。
锅炉群控制系统还可包括数据监测系统，对用户室内温度进行监测和采集数据。
锅炉群控制系统还可包括诊断系统，用于根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标。
数据监测系统可包括用户温度远程回传系统，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至人机交互系统。命令生成系统可通过宽带网络与设备控制系统通信。
热负荷的计算可基于公式：
Q＝Qmax(tn-t′w)/(tn-tw)及
Qmax＝q*A
其中，
tw为采暖计算最低室外温度，
t′w为室外温度，
tn为室内标准采暖温度，
q为采暖综合热指标，
A为集中供热面积，
Q为tn、t′w条件下的小时热负荷，
Qmax为热网最大热负荷。
锅炉启动优先级参数可基于公式：
F＝0.7*T+0.2*D+0.1*E
其中，
F为锅炉启动优先级参数，
T为锅炉运行时间，
D为锅炉所在位置与供热、供暖目标位置之间的距离，
E为锅炉热效率，
并且，T、D、E参数经过归一化处理。
根据本公开的另一方面，提供一种锅炉群控制方法，所述锅炉群控制方法包括：人机交互的步骤，输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；命令生成的步骤，根据所述数据预计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令和锅炉运行时间调度命令；及控制设备运行的步骤，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令和锅炉运行时间调度命令控制锅炉群的运行。
锅炉群控制方法还可包括数据监测的步骤，对热用户室内温度进行监测和采集数据；以及系统诊断步骤，根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标。此方案解决了供热行业多年来浪费的顽症。
数据监测的步骤可包括利用用户温度远程回传系统采集数据，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至人机交互系统。
根据本公开的锅炉群控制系统及其控制方法，能够合理的调配多台锅炉的运行，改变了以前的按顺序启停的运行方式，经过长时间的运行能保证锅炉的运行时间基本相等，延长锅炉的使用寿命，可以实现按需供热、合理量化供热，既达到用户室内温度的要求，又避免超标供热导致的浪费。
附图说明：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式：
下面对本发明做具体说明，本发明内容不局限于下述实施例的范围。
一种锅炉群控制系统，
所述锅炉群包括多个冷凝锅炉和非冷凝锅炉，每个运行中的锅炉具有不同的工作状态，所述工作状态由低到高分别为：维持状态、稳定工作状态和高燃烧状态；
其中：高燃烧状态为锅炉高效率工作状态；稳定工作状态为上述高燃烧状态的燃烧量的一半以下；维持状态为上述稳定工作状态的燃烧量的一半以下；
该锅炉群控制系统包括：
控制中心，包括人机交互系统、命令生成系统、设备控制系统；
其中，人机交互系统，用于输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；
当锅炉群在采暖期初次运行时，如果存在历史运行数据，则选择最近的历史热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；如果不存在历史运行数据，则选择设计热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；当锅炉群在采暖期初次运行预定时间之后，选择实际热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；
命令生成系统，用于根据输入的所述数据计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并根据热负荷生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令，根据锅炉启动优先级参数生成锅炉启动命令和锅炉关闭命令；
设备控制系统，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令、锅炉启动命令和锅炉关闭命令控制锅炉群的运行；同时，在锅炉群的全部锅炉处于工作状态下，设备控制系统根据锅炉启动优先级参数控制锅炉在不同的工作状态之间的变换，即提高或降低锅炉的工作状态；
锅炉群控制系统还包括数据监测系统，对用户室内温度进行监测和采集数据；
锅炉群控制系统还包括诊断系统，用于根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标；
数据监测系统包括用户温度远程回传系统，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至人机交互系统。命令生成系统可通过宽带网络与设备控制系统通信；
热负荷的计算可基于公式：
Q＝Qmax(tn-t′w)/(tn-tw)及
Qmax＝q*A
其中，
tw为采暖计算最低室外温度，
t′w为室外温度，
tn为室内标准采暖温度，
q为采暖综合热指标，
A为集中供热面积，
Q为tn、t′w条件下的小时热负荷，
Qmax为热网最大热负荷。
锅炉启动优先级参数可基于公式：
F＝0.7*T－0.2*D+0.1*E
其中，
F为锅炉启动优先级参数，
T为锅炉运行时间，
D为锅炉所在位置与供热、供暖目标位置之间的距离，
E为锅炉热效率，
并且，T、D、E参数经过归一化处理。
一种锅炉群控制方法，用于上述锅炉群控系统，
所述锅炉群包括多个冷凝锅炉和非冷凝锅炉，每个运行中的锅炉具有不同的工作状态，所述工作状态由低到高分别为：维持状态、稳定工作状态和高燃烧状态；
其中：高燃烧状态为锅炉高效率工作状态；稳定工作状态为上述高燃烧状态的燃烧量的一半以下；维持状态为上述稳定工作状态的燃烧量的一半以下；
所述锅炉群控制方法包括：
人机交互的步骤，输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；
当锅炉群在采暖期初次运行时，如果存在历史运行数据，则选择最近的历史热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；如果不存在历史运行数据，则选择设计热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；当锅炉群在采暖期初次运行预定时间之后，选择实际热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；
命令生成的步骤，根据所述数据预计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并根据热负荷生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令，根据锅炉启动优先级参数生成锅炉启动命令和锅炉关闭命令；
控制设备运行的步骤，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令、锅炉启动命令和锅炉关闭命令控制锅炉群的运行；同时，在锅炉群的全部锅炉处于工作状态下，设备控制系统根据锅炉启动优先级参数控制锅炉在不同的工作状态之间的变换，即提高或降低锅炉的工作状态。
锅炉群控制方法还包括数据监测的步骤，对热用户室内温度进行监测和采集数据；以及系统诊断步骤，根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标。
数据监测的步骤包括利用用户温度远程回传系统采集数据，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至人机交互系统。
热负荷的计算可基于公式：
Q＝Qmax(tn-t′w)/(tn-tw)及
Qmax＝q*A
其中，
tw为采暖计算最低室外温度，
t′w为室外温度，
tn为室内标准采暖温度，
q为采暖综合热指标，
A为集中供热面积，
Q为tn、t′w条件下的小时热负荷，
Qmax为热网最大热负荷，
锅炉启动优先级参数可基于公式：
F＝0.7*T－0.2*D+0.1*E
其中，
F为锅炉启动优先级参数，
T为锅炉运行时间，
D为锅炉所在位置与供热、供暖目标位置之间的距离，
E为锅炉热效率，
并且，T、D、E参数经过归一化处理。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (2)
1.一种锅炉群控制系统，
所述锅炉群包括多个冷凝锅炉和非冷凝锅炉，每个运行中的锅炉具有不同的工作状态，所述工作状态由低到高分别为：维持状态、稳定工作状态和高燃烧状态；
其中：高燃烧状态为锅炉高效率工作状态；稳定工作状态为上述高燃烧状态的燃烧量的一半以下；维持状态为上述稳定工作状态的燃烧量的一半以下；
该锅炉群控制系统包括：
控制中心，其包括人机交互系统、命令生成系统、设备控制系统；
其中，人机交互系统，用于输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；
命令生成系统，用于根据输入的所述数据计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并根据热负荷生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令，根据锅炉启动优先级参数生成锅炉启动命令和锅炉关闭命令；
当锅炉群在采暖期初次运行时，如果存在历史运行数据，则选择最近的历史热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；如果不存在历史运行数据，则选择设计热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；当锅炉群在采暖期初次运行预定时间之后，选择实际热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；
设备控制系统，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令、锅炉启动命令和锅炉关闭命令控制锅炉群的运行；同时，在锅炉群的全部锅炉处于工作状态下，设备控制系统根据锅炉启动优先级参数控制锅炉在不同的工作状态之间的变换，即提高或降低锅炉的工作状态；
锅炉群控制系统还包括数据监测系统，对用户室内温度进行监测和采集数据；
锅炉群控制系统还包括诊断系统，用于根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标；
数据监测系统包括用户温度远程回传系统，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至数据输入系统，命令生成系统可通过宽带网络与设备控制系统通信。
热负荷的计算可基于公式：
Q＝Qmax(tn-t′w)/(tn-tw)及
Qmax＝q*A
其中，
tw为采暖计算最低室外温度，
t′w为室外温度，
tn为室内标准采暖温度，
q为采暖综合热指标，
A为集中供热面积，
Q为tn、t′w条件下的小时热负荷，
Qmax为热网最大热负荷，
锅炉启动优先级参数可基于公式：
F＝0.7*T－0.2*D+0.1*E
其中，
F为锅炉启动优先级参数，
T为锅炉运行时间，
D为锅炉所在位置与供热、供暖目标位置之间的距离，
E为锅炉热效率，
并且，参数T、D、E经过归一化处理。
2.一种锅炉群控制方法，用于上述权利要求1所述的锅炉群控制系统，
所述锅炉群包括多个冷凝锅炉和非冷凝锅炉，每个运行中的锅炉具有不同的工作状态，所述工作状态由低到高分别为：维持状态、稳定工作状态和高燃烧状态；
其中：高燃烧状态为锅炉高效率工作状态；稳定工作状态为上述高燃烧状态的燃烧量的一半以下；维持状态为上述稳定工作状态的燃烧量的一半以下；
所述锅炉群控制方法包括：
人机交互的步骤，输入供热控制所需的数据，所述数据包括气象温度、供热面积、采暖综合热指标、锅炉燃料发热卡数、锅炉热效率、锅炉小时耗燃料量、管网热效率、锅炉所处位置、锅炉运行时间等，所述采暖综合热指标包括设计热指标、历史热指标和实际热指标至少其中之一；
命令生成的步骤，根据所述数据预计算锅炉群在预定时间的热负荷和锅炉启动优先级参数，并根据热负荷生成预定时间内的燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令，根据锅炉启动优先级参数生成锅炉启动命令和锅炉关闭命令；
当锅炉群在采暖期初次运行时，如果存在历史运行数据，则选择最近的历史热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；如果不存在历史运行数据，则选择设计热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；当锅炉群在采暖期初次运行预定时间之后，选择实际热指标作为采暖综合热指标用于计算所述热负荷；
控制设备运行的步骤，用于根据燃料用量调度命令、锅炉启动台数调度命令、锅炉启动命令和锅炉关闭命令控制锅炉群的运行；同时，在锅炉群的全部锅炉处于工作状态下，设备控制系统根据锅炉启动优先级参数控制锅炉在不同的工作状态之间的变换，即提高或降低锅炉的工作状态；
锅炉群控制方法还包括数据监测的步骤，对热用户室内温度进行监测和采集数据；以及系统诊断步骤，根据数据监测系统采集的数据进行系统异常诊断、调整调度命令和/或计算建筑的平均实际热指标，
数据监测的步骤包括利用用户温度远程回传系统采集数据，所述用户温度远程回传系统包括集成有温度传感器和传输单元的温度采集器，所述温度采集器设置在用户室内以监测室内温度并通过无线方式发送温度数据至数据输入系统；
热负荷的计算可基于公式：
Q＝Qmax(tn-t′w)/(tn-tw)及
Qmax＝q*A
其中，
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t′w为室外温度，
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T为锅炉运行时间，
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并且，参数T、D、E经过归一化处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |