CN106196271A - 换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置 - Google Patents
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Abstract
一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，包括控制器、换热器、一次侧热网回水管、二次侧热网回水管；在一次侧热网回水管与二次侧热网回水管之间设置有充水管和补水管，充水管和补水管通过进水总管与一次侧热网回水管连接，充水管和补水管通过出水总管与二次侧热网回水管连接，出水总管上设置有流量检测器与法兰球阀，流量检测器连接有流量变送器，在补水管上设置有两级关断电磁阀，在两级关断电磁阀之间设置有电动调节阀或变频补水泵，一次侧热网回水管设有第一压力送变器，二次侧热网回水管设有第二压力送变器。它取消了传统系统中的水处理装置、补水水箱，极大地简化了补水定压系统的设备；节省了热力站占地，节约了投资。
Description
技术领域
本发明技术属于城镇热水供热领域，属于热网自动补水定压技术，具体是一种在换热站中采用的换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置。
背景技术
在城镇热水供热领域中，常用的是间接式换热站，间接式换热站中通常需要配备完整的补水定压系统，常规的系统包括：水处理装置、补水水箱、补水泵、控制阀组、配电及控制柜等设备，设备配置多。这种传统的间接式换热站的自动补水定压系统，将自来水经过水处理装置去除钙镁离子（有时也进行除氧），然后将其软化后储存在补水水箱内，经过补水泵增压补入二次侧热网。这种传统的间接式换热站，由于一般的自来水压力为0.2～0.3MPa，自来水经过水箱之后变为常压，一方面压力没有得到充分利用，另一方面一次侧热网的水质要求更高，必须经过软化、除氧处理，水质要优于二次侧，但是一次侧热网水没有得到充分利用；并且换热站的占地面积大，工程投资大，换热站运行中的耗电高、耗水多。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种减少设备配置、减少换热站占地面积、降低工程投资的换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置；该装置能从一次侧热网回水向二次侧热网直接补水，同时为二次侧热网定压。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，包括控制器、换热器、一次侧热网回水管、二次侧热网回水管、二次侧热网回水管安装的且与控制器连接的循环水泵，其特征在于：在一次侧热网回水管与二次侧热网回水管之间设置有充水管和补水管，充水管和补水管通过进水总管与一次侧热网回水管连接，充水管和补水管通过出水总管与二次侧热网回水管连接，出水总管上设置有流量检测器与法兰球阀，流量检测器连接有流量变送器，在补水管上设置有两级关断电磁阀，在两级关断电磁阀之间设置有电动调节阀或变频补水泵，一次侧热网回水管设有第一压力送变器，二次侧热网回水管设有第二压力送变器，流量变送器、第一压力送变器、第二压力送变器以及两级关断电磁阀连接分别至控制器。
充水管的管径比补水管的管径大两号，充水管和补水管用于二次侧第一次运行时进行充水；一次侧热网回水管设有的第一压力送变器用于检测一次侧热网回水压力值，第二压力送变器设置在二次侧热网回水管与出水总管连接处，第二压力送变器用于检测二次侧热网补水压力值，充水管和补水管连接的出水总管上设置的流量检测器，即可以充水时检测二次侧的总水容量，又可以检测正常运行时系统的补水量。
在城镇热水供热系统中，常用的间接式换热站内，一次侧热网回水温度约70～50℃，压力约1.00～0.25MPa；二次侧的补水压力从0.20～1.0MPa不等，从理论上讲，一次侧热网回水压力和二次侧热网补水压力之间存在三种工况：
1、一次侧热网回水压力 ＞ 二次侧热网补水压力；
2、一次侧热网回水压力 ＝ 二次侧热网补水压力；
3、一次侧热网回水压力 ＜ 二次侧热网补水压力。
但由于热网压力处于小范围波动状态，当一次侧热网回水压力和二次侧热网补水压力的绝对差小于0.1～0.15MPa时，均按照一次侧热网回水压力等于二次侧热网补水压力对待。为了满足三种工况需要，提高该装置的通用性和可更换性，装置全部按照一次侧热网回水压力小于二次侧热网补水压力值预留补水泵、变频器、控制回路、供电系统、安装位置，软件将所有工况的控制程序都写入，根据需要选择设定，当该装置运至现场，根据实际参数选择安装变频补水泵或者电动调节阀。
本发明实现了热力站整体集约化，PLC硬件配置统一模块化，软件程序只需根据一次侧热网回水压力与二次侧热网补水压力的压差进行区分，根据现场二网压力进行参数设定，简化生产流程，减少施工环节，达到工程的优化，同时取消了传统系统中的水处理装置、补水水箱，节省了热力站占地，节约了工程投资，降低了换热站运行中的耗电、耗水，有效提高换热站的自控程度。
相比以往的补水定压系统，本发明在系统原理、补水水源、设备装置、自动控制系统等方面进行了优化， 该装置采用由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置之后，极大地简化了补水定压系统的设备配置。通过控制电动调节阀（或者补水泵）解决了一次侧热网回水压力和二次侧热网补水压力之间的压差问题，设置两级关断电磁阀消除系统控制失灵引发的风险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第二种本发明的结构示意图。
图中：1-一次侧热网回水管，2-二次侧热网回水管，3-充水管，4-补水管，5-循环水泵，6-变频补水泵，7-法兰止回阀，8-电动调节阀，9-关断电磁阀1，10 -关断电磁阀2，11-法兰球阀，12-压力变送器1，13-压力变送器2,14-流量变送器，15-流量检测器，16-换热器，17-出水总管，18-控制器。
具体实施方式
实施例1；如图1所示：一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，包括控制器18、换热器16、一次侧热网回水管1、二次侧热网回水管2、二次侧热网回水管2安装的且与控制器18连接的循环水泵5，在一次侧热网回水管1与二次侧热网回水管2之间设置有充水管3和补水管4，充水管3和补水管4通过进水总管与一次侧热网回水管1连接，充水管3和补水管4通过出水总管17与二次侧热网回水管2连接，出水总管17上设置有流量检测器15与法兰球阀11，流量检测器15连接有流量变送器14，在补水管4上设置有两级关断电磁阀，即第一关断电磁阀9与第二关断电磁阀10，在第一关断电磁阀9与第二关断电磁阀10之间设置有电动调节阀8，一次侧热网回水管1设有第一压力送变器12，二次侧热网回水管设有第二压力送变器13，流量变送器14、第一压力送变器12、第二压力送变器13以及第一关断电磁阀9与第二关断电磁阀10连接分别至控制器18。补水管管径一般由二次侧热网补水量确定计算，流速一般控制在1.2m/s；充水管管径一般比补水管管径大两号。第二压力送变器13设置在二次侧热网回水管2与出水总管17的连接位置。
本实施例适用于一次侧热网回水压力 ＞ 二次侧热网补水压力的状况，当一次侧热网回水压力＞二次侧热网补水压力时，控制器的指令判断与控制流程大致为：
步骤1：1）控制器检测到第一压力变送器12的压力＞第二压力变送器13的压力时，判定一次侧热网回水压力 ＞ 二次侧热网补水压力；满足一次侧热网直接向二网补水条件；2）判定二次侧热网补水压力（第二压力变送器13的压力）-工艺设定的机组二级网的定压值=△P＜0，二级网需要补水。
当同时满足1）、2）条件时，依次开启第一关断电磁阀9、第二关断电磁阀10，开启电动调节阀8，开度根据二网压力进行调节。|△P|越大，开度越大；|△P|越小，开度越小。
步骤2：当一次侧热网回水补二次侧热网回水一段时间，二网侧热网补水压力（第二压力变送器13的压力）-工艺设定的机组二级网的定压值=△P＞0，依次关闭第一关断电磁阀9、第二关断电磁阀10，再关闭电动调节阀8。
实施例2；如图2所示：本实施例提供的一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，是在第一关断电磁阀9与第二关断电磁阀10之间设置有变频补水泵6，即将实施例1的电动调节阀8更换为变频补水泵6；其余与实施例1相同；在变频补水泵6与第二关断电磁阀10之间设置有法兰止回阀7；法兰止回阀7的功能主要是防止水泵停止运转时，二次侧网回水经过出水总管17、补水管流回到一次侧热网回水。
本实施例适用于一次侧热网回水压力 ＜ 二次侧热网补水压力的状况，当一网压力＜二网压力时，控制器的指令判断与控制流程大致为：
步骤1：1）控制器检测到第一压力变送器12的压力＜第二压力变送器13的压力时，判定一次侧热网回水压力 ＜ 二次侧热网补水压力；一网压力无法满足补二网条件，变频补水泵6开启，进行补水；2）判定二次侧热网补水压力（第二压力变送器13的压力）-工艺设定的机组二级网的定压值=△P＜0，二级网需要补水。
步骤2：当同时满足1)、2)条件时，依次开启第一关断电磁阀9、第二关断电磁阀，再开启变频补水泵6，补水泵的变频器根据二网压力进行调节。|△P|越大，变频器频率越大；|△P|越小，变频器频率越小。
当一次侧热网回水压力和二次侧热网补水压力的绝对差小于0.15～0.1MPa时，均按照一次侧热网回水压力等于二次侧热网补水压力对待，从理论和实际运行中都可以避免此种工况的出现。
为了满足三种工况需要，提高本发明的通用性和可更换性，装置全部按照一次侧热网回水压力小于二次侧热网补水压力值预留补水泵、变频器、控制回路、供电系统、安装位置，软件将所有工况的控制程序都写入，根据需要选择设定，当该装置运至现场，根据实际参数选择安装补水泵或者电动调节阀。
本发明不仅适用于新建热网的二次侧补水定压，而且适用于失水量较小的既有热网的二次侧补水定压，因为二次侧失水率较小的系统，不至于引起一次侧热网的压力波动。
Claims (4)
1.一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，包括控制器、换热器、一次侧热网回水管、二次侧热网回水管、二次侧热网回水管安装的且与控制器连接的循环水泵，其特征在于：在一次侧热网回水管1与二次侧热网回水管（2）之间设置有充水管（3）和补水管（4），充水管（3）和补水管（4）通过进水总管与一次侧热网回水管（1）连接，充水管（3）和补水管（4）通过出水总管（17）与二次侧热网回水管（2）连接，出水总管（17）上设置有流量检测器（15）与法兰球阀（11），流量检测器（15）连接有流量变送器（14），在补水管（4）上设置有第一关断电磁阀（9）与第二关断电磁阀（10），在第一关断电磁阀（9）与第二关断电磁阀（10）之间设置有电动调节阀（8）或变频补水泵（6），一次侧热网回水管（1）设有第一压力送变器（12），二次侧热网回水管（2）设有第二压力送变器（13），流量变送器（14）、第一压力送变器（12）、第二压力送变器（13）以及第一关断电磁阀（9）与第二关断电磁阀（10）连接分别至控制器（18）。
2.如权利要求1所述的一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，其特征在于：第二压力送变器（13）设置在二次侧热网回水管（2）与出水总管（17）的连接位置。
3.如权利要求1或2所述的一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，其特征在于：变频补水泵（6）与第二关断电磁阀（10）之间设置有法兰止回阀（7）。
4.如权利要求3所述的一种换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置，其特征在于：充水管管径一比补水管管径大两号。
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