CN106440902B - 一种基于冷热电联产的储热调节系统及其调节方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于冷热电联产的储热调节系统及其调节方法,属于热交换管理技术领域。调节系统,包括PLC控制器组件、上位机、补燃式余热锅炉、分流调节组件、储热箱组、电加热组件、余热调度组件及用户负荷母线。调节方法:步骤1:设定系统初始化参数;步骤2:系统启动与参数整定;步骤3:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则运行夏季模式;根据运行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度恒定;步骤4:进行内环负荷供能调节;步骤5:进行余热回收能量调节;步骤6:进行市电储热能量调节;步骤7:判断系统是否出现故障或者季节变化而收到停机信号,若是,则系统工作结束,若否,则返回执行步骤3。

Description

一种基于冷热电联产的储热调节系统及其调节方法
技术领域
[0001] 本发明属于热交换管理技术领域,特别是涉及一种基于冷热电联产的储热调节系 统及其调节方法。
背景技术
[0002] 随着工业的发展、人们生活质量的提高,人们对电、热、冷的需求越来越大。现在的 供能方式基本都是集中式供应,这种供能方式,供能侧与负荷侧一般相距较远,会有大量能 量损失在传输过程中。另外,对于供电而言,虽然现在存在多种发电方式,但是以消耗化石 能源为主的火力发电仍然是现在发电的主要方式。而传统的火力发电方式对一次能源的利 用率普遍偏低,只有40%左右,存在能源的极大浪费现象,并且大量的化石燃料的燃烧还会 释放大量的含氮含硫化合物,对环境造成严重的污染。如何提高能源的利用率成了人们急 需解决的问题。因此,作为一种能源集成系统冷热电联产系统逐渐走进了人们的视野,其符 合能的梯级利用原则。通过各种热力过程的有机结合,使系统内的中、低温热能得以合理利 用,相对于集中供能系统的能量利用率可以大幅度提高。由于效率提高导致的排放下降及 自身性能的改善,使冷热电联产系统的环保性能优良。冷热电联产系统因灵活性强、初投资 低、可靠性强和输电损失小等特点在世界范围内越来越受到重视。毫无疑问,冷热电联产系 统将成为能源应用领域一个重要的新方向,在商业、建筑等能源系统中得到广泛的应用。
[0003] 由于冷热电联产系统相对于集中式供能系统而言,受到的制约因素更多,要同时 受到用户侧用电量、用热量和用冷量变化的影响;同时,由于冷热电联产系统规模一般较 小,更增加了负荷的相对波动性和负荷波动对系统稳定性的影响。若是直接通过调节系统 的动力子系统的输出功率来对系统运行状态进行实时调节,就需要频繁调整动力子系统输 出功率以及发电、供热的能量分配系数,这会使得系统在大部分时间都工作在脱离额定状 态下,这样不但会降低系统整体的能源利用率,还要投入大量的人力、财力对系统进行维护 与管理;另外,长时间工作在脱离额定的状态下会大大降低系统的使用寿命。
[0004] 储热系统在现代的生产生活中应用极其广泛,其方便实用,可以实现能量在时间、 空间上的调度,可以实现对能量的缓冲、补给功能,可以增加系统工作的平稳性和调节灵敏 性。将储热装置结合到冷热电联产系统中可以使冷热电联产系统的整体工作性能得到极大 的改善,可以降低系统的运行、维护成本,改善系统调节的平滑性,增加系统的适用范围,使 冷热电联产系统,尤其是小型冷热电联产系统的发展与推广更具优势。若是储热装置能够 兼顾对电能的调节,实现两种能源间的有机结合,将会使冷热电联产系统更具灵活性与实 用性。
[0005] 目前来看,冷热电联产系统中储热装置的发展还不够完善。现有冷热电联产系统 中储热装置的应用普遍较少,已经应用的储热装置多数都是采用单纯接触式换热方法,如 高温热水或蒸汽通过热对流、热传导与流经热水与蒸汽的管壁间的热交换以及管壁与储热 材料通过热传导进行热交换,然后与冷热电联产系统进行连接,以实现单纯的系统余热吸 收和补给。这种储热装置的能量调节形式单一,并且在与多负荷、负荷变化大、负荷变化无 规律的冷热电联产系统配合时,跟随性能不好,储热效果不理想。这不利于冷热电联产系 统,尤其是小、微型冷热电联产系统的推广。
发明内容
[0006] 针对现有技术存在的问题,本发明提供一种基于冷热电联产的储热调节系统及其 调节方法,其解决了现有冷热电联产系统中储热装置能量调节形式单一、储热效果不理想 的问题。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种基于冷热电联产的储热调节 系统,包括PLC控制器组件、上位机、补燃式余热锅炉、分流调节组件、储热箱组、电加热组 件、余热调度组件及用户负荷母线;
[0008] 所述分流调节组件包括第四变频器、第六循环水栗、第三安全阀、第一流量调节 阀、第二流量调节阀、第五温度传感器、一号三通水管接头和二号三通水管接头;所述余热 调度组件包括片式换热器、第一螺纹阀门、第二螺纹阀门、第一变频器、第二变频器、第一循 环水栗、第二循环水栗、吸收式热栗、吸收式制冷机、热水调节组件、第一温度传感器和第二 温度传感器;所述用户负荷母线包括采暖负荷母线、制冷负荷母线、热水负荷母线、第四循 环水栗、第五循环水栗、第一安全阀和第二安全阀;
[0009] 所述补燃式余热锅炉低温烟气出口处安放有内置温度传感器,第四变频器接第六 循环水栗,第六循环水栗的入水口和出水口分别与补燃式余热锅炉的出水口和第三安全阀 的入水口相连,第三安全阀的出水口与第一流量调节阀的汇流口相连,第一流量调节阀的 第一分流口和第二分流口分别与一号三通水管接头的第一端口和片式换热器的高温热水 入口相连;所述第二流量调节阀的汇流口与片式换热器的高温热水出口相连,第五温度传 感器置于第二流量调节阀与片式换热器之间,第二流量调节阀的第一分流口和第二分流口 分别与一号三通水管接头的第二端口和二号三通水管接头的第一端口相连,所述二号三通 水管接头的第二端口与补燃式余热锅炉的入水口相连,一号三通水管接头的第三端口与储 热箱组的进水母线相连,二号三通水管接头的第三端口与储热箱组的出水母线相连;所述 片式换热器的第一低温热水出口、第一低温热水入口、第二低温热水出口和第二低温热水 入口分别与第一螺纹阀门的一端、吸收式热栗出水口、第二螺纹阀门的一端和吸收式制冷 机出水口相连,第一螺纹阀门的另一端与第一循环水栗的入水口相连,第一循环水栗的出 水口与吸收式热栗入水口相连,第一变频器接第一循环水栗,吸收式热栗与所述用户负荷 母线中的采暖负荷母线相连,在吸收式热栗与采暖负荷母线之间接有第一温度传感器;第 二螺纹阀门的另一端与第二循环水栗的入水口相连,第二循环水栗的出水口与吸收式制冷 机入水口相连,第二变频器接第二循环水栗,吸收式制冷机与用户负荷母线中的制冷负荷 母线相连,在吸收式制冷机与制冷负荷母线之间接有第二温度传感器;片式换热器的第三 低温热水出口和第三低温热水入口与所述热水调节组件的输入端相连,热水调节组件的输 出端与用户负荷母线中的热水负荷母线相连;所述第四循环水栗和第一安全阀串联在采暖 负荷母线中,第五循环水栗和第二安全阀串联在制冷负荷母线中,采暖负荷母线、制冷负荷 母线和热水负荷母线并行与用户单元相连;所述电加热组件与储热箱组相连,所述补燃式 余热锅炉、分流调节组件、储热箱组、电加热组件、余热调度组件、用户负荷母线和上位机均 与所述PLC控制器组件相连。
[0010] 所述热水调节组件包括保温水箱、第三螺纹阀门、第三变频器、第三循环水栗、自 动排气阀、液位传感器、搅拌器、第三温度传感器、增压水栗、第三流量调节阀和排污球阀; 液位传感器和搅拌器安置于保温水箱上部,保温水箱下部开有排污口,排污口与排污球阀 相连,第三螺纹阀门的一端与片式换热器的第三低温热水出口相连,另一端与第三循环水 栗入水口相连,第三循环水栗出水口与保温水箱入水口相连,在第三循环水栗的出水口与 保温水箱之间接有自动排气阀,第三变频器接第三循环水栗;保温水箱的出水口与第三流 量调节阀的第二分流口相连,第三流量调节阀的第一分流口与自来水供应接口相连,第三 流量调节阀的汇流口与片式换热器的第三低温热水入口相连;保温水箱的热水供应口连接 增压水栗,在保温水箱与增压水栗之间设有第三温度传感器,增压水栗连接用户负荷母线 中的热水负荷母线。
[0011] 所述储热箱组包括若干个储热单元、CCHP冗余电量电储热母线、市电电储热母线、 换热水管进水母线和换热水管出水母线;所述储热单元包括金属箱壳、保温岩棉、储热层、 换热水管、第一电加热丝、第二电加热丝、第三电加热丝、第四电加热丝和第四温度传感器 组;在所述金属箱壳的侧面开有强电加热孔和信号采集孔,在金属箱壳外表面的底部固定 有安全地线,所述金属箱壳内置有储热层,在金属箱壳与储热层之间安放有保温岩棉;所述 储热层由六块纵向布置的储热砖组成,在六块储热砖之间从下至上形成五个界面,分别为 第一界面、第二界面、第三界面、第四界面和第五界面;在第一界面处的两块储热砖上刻有 凹槽并放置有第一电加热丝和第二电加热丝,在第五界面处的两块储热砖上刻有凹槽并放 置有第三电加热丝和第四电加热丝,在第二界面处的两块储热砖和第四界面处的两块储热 砖上均刻有凹槽并放置有换热水管;各储热单元的换热水管进水端口接换热水管进水母 线,出水端口接换热水管出水母线,第一电加热丝与第三电加热丝并联后经强电加热孔引 出后连接CCHP冗余电量电储热母线,第二电加热丝与第四电加热丝并联后经强电加热孔引 出后连接市电电储热母线;在第三界面处的储热砖上前后两侧共设有四个槽眼,在槽眼内 安置有第四温度传感器组,所述第四温度传感器组经信号采集孔引出后连接所述PLC控制 器组件。
[0012] 所述电加热组件包括电储热开关、第一熔断器、第二熔断器、继电器、CCHP冗余电 量母线和市电交流母线;所述电储热开关的一端与市电交流母线相连,另一端与第一熔断 器的一端相连,第一熔断器的另一端经继电器与市电电储热母线相连,继电器与PLC控制器 组件相连;第二熔断器的一端与CCHP冗余电量母线相连,另一端与CCHP冗余电量电储热母 线相连。
[0013] 所述的基于冷热电联产的储热调节系统的调节方法,包括如下步骤:
[0014] 步骤1:设定系统初始化参数;具体包括设定补燃式余热锅炉的内置温度传感器、 分流调节组件中的第五温度传感器、余热调度组件中的第一温度传感器、第二温度传感器 及热水调节组件中的第三温度传感器的参数值,设定储热箱组的储热上限温度阈值和储热 下限温度阈值、储热箱组进行市电电储热的时间范围、储热箱组进行市电电储热的储热上 限温度阈值和储热下限温度阈值及热水调节组件的参考水位,计算第三流量调节阀开度调 节的上下限阈值并设定其初始开度为其下限阈值,设定分流调节组件中的第六循环水栗的 热水流速下限值,计算分流调节组件中的第四变频器的频率调节上下限阈值并设定其初始 值为其下限阈值,计算分流调节组件中的第一流量调节阀和第二流量调节阀开度调节的上 下限阈值并设定其初始开度为其下限阈值,计算补燃式余热锅炉的补燃量上下限阈值并设 定其初始值为其下限阈值;
[0015] 步骤2:系统启动与参数整定;根据不同季节调节第一螺纹阀门、第二螺纹阀门和 第三螺纹阀门;若为冬季,则开启第一螺纹阀门、第三螺纹阀门、第四循环水栗和增压水栗, 闭合电加热组件的电储热开关,对电加热组件中的继电器输出断开信号;若为夏季,则开启 第二螺纹阀门、第三螺纹阀门、第五循环水栗和增压水栗,闭合电加热组件的电储热开关, 对电加热组件中的继电器输出断开信号;
[0016] 步骤3:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则运行夏 季模式;根据运行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度恒定;
[0017] 步骤4:进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值,通过 调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度、第四变频器的频率和补燃式余热锅炉的补 燃量维持第五温度传感器所在管道中热水温度的恒定;
[0018] 步骤5:进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器组 的值,并求其平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感 器的值,通过调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度及第四变频器的频率,调节补 燃式余热锅炉排出的低温烟气的温度;
[0019] 步骤6:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间,通过调节电加热组件中继电 器的通断,控制通过市电进行的电储热;
[0020] 步骤7:判断系统是否出现故障或者季节变化而收到停机信号,若是,则系统工作 结束,若否,则返回执行步骤3。
[0021] 步骤1中所述的计算分流调节组件中的第四变频器的频率调节上限阈值fH和频率 调节下限阈值红,其具体方法如下:
[0022] 循环水管中热水受到的阻力包括热水与管壁的摩擦产生的摩擦力py和热水与阀 门和接头的摩擦产生的摩擦力Pj,则:
[0023]
Figure CN106440902BD00121
[0024] 式中,λ为管壁阻力系数,无量纲;1为管道长度,d为管道直径,P为热水密度,V为热 水流速为各阀门与接头阻力系数,无量纲;i为阀门和接头编号,η为阀门和接头总数; [0025] 计算热水流动过程中受到的总阻力Ρς:Ρς = ρυ+ρ」(2)
[0026] 折算到水栗上的负载转矩Tl (V)为:
[0027]
Figure CN106440902BD00122
[0028] 式中,R为水栗叶轮半径,则最小转速下的负载转矩
[0029]
Figure CN106440902BD00123
[0030] 根据三相交流电机的机械特性曲线和转速与转差率的关系式,则有:
[0031]
Figure CN106440902BD00124
[0032]
Figure CN106440902BD00131
[0033] 式中,T为电动机的输出转矩,p为水栗的电动机相数,E为水栗的单相电枢电动势, f为电枢电流的频率,s为转差率,r2为转子电阻折算值,L12为转子每相漏电感折算值,η为电 动机输出转速;
[0034] 令式⑸中的T = Tl (ν_),联立式⑹,求出第四变频器的频率调节下限阈值fl;
[0035] 电动机在额定频率50Hz以上调速时为恒功率调速,循环水栗中电动机的最大输出 转矩Tmi«为:
[0036]
Figure CN106440902BD00132
[0037] 式中,L11为电动机定子的漏电感;对应最大输出转矩下的转差率^为:
[0038]
Figure CN106440902BD00133
[0039] 将电动机的额定电压与额定频率代入式⑺和式(8),求出在额定电压和额定频率 下循环水栗中电动机的最大输出转矩Tmax-O和对应的转差率Sm-O;联立式⑹和式⑻,求出最 大输出转矩下电动机的对应输出转速no,将ν = η〇 · 2jtR代入到式⑷中,求出此转速下的负 载转矩ΊΙ-ο;
[0040] 当在基频以上调速时,E保持不变,由式⑺近似得出Tmax/f2,即:
Figure CN106440902BD00134
[0043] 式中,k为频率调节系数,fo为电动机的额定频率;由式⑻近似得出Sm〇cl/f,即:
Figure CN106440902BD00135
[0045]当输入频率大于电动机额定频率时,〜对应的电动机输出转速η为:
Figure CN106440902BD00136
[0047] 根据下式求得热水流速ν:
Figure CN106440902BD00137
[0049] 联立式⑶和式(13),求出在该转速η下电动机的负载转矩Tu
[0050] 在满足一定安全裕度的情况下有:
Figure CN106440902BD00138
[0052] 式中,Ks为安全系数;
[0053] 联立式⑶、式(13)和式(14),求得第四变频器的频率调节上限阈值fH。
[0054] 步骤3中所述的进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则 运行夏季模式;根据运行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度 恒定,具体包括如下步骤:
[0055] 步骤3.1:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式,并执行步骤3.1.1; 若为夏季,则运行夏季模式,并执行步骤3.1.2;
[0056] 步骤3.1.1:采集第一温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液 位值,判断第一温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.1.1.1;若否,则 执行步骤3.1.1.2;
[0057] 步骤3.1.1.1:根据第一温度传感器的值,计算第一变频器的频率调节量,并根据 该频率调节量减小第一变频器的频率,转去执行步骤3.2;
[0058] 步骤3.1.1.2:根据第一温度传感器的值,计算第一变频器的频率调节量,并根据 该频率调节量增加第一变频器的频率,转去执行步骤3.2;
[0059] 步骤3.1.2:采集第二温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液 位值,判断第二温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.1.2.1;若否,则 执行步骤3.1.2.2;
[0060] 步骤3.1.2.1:根据第二温度传感器的值,计算第二变频器的频率调节量,并根据 该频率调节量减小第二变频器的频率,转去执行步骤3.2;
[0061] 步骤3.1.2.2:根据第二温度传感器的值,计算第二变频器的频率调节量,并根据 该频率调节量增加第二变频器的频率,转去执行步骤3.2;
[0062] 步骤3.2:判断第三温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.3; 若否,则转去执行步骤3.4;
[0063] 步骤3.3:根据第三温度传感器的值,计算第三变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量减小第三变频器的频率,转去执行步骤3.5;
[0064] 步骤3.4:根据第三温度传感器的值,计算第三变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量增加第三变频器的频率;
[0065] 步骤3.5:判断热水调节组件的液位值是否小于其参考值;若是,执行步骤3.6;若 否,则转去执行步骤3.7;
[0066] 步骤3.6:根据热水调节组件的液位值,计算第三流量调节阀的开度调节量,并根 据该开度调节量增加第三流量调节阀的开度,同时增加第三变频器的频率,使得流经第三 流量调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样,转去执行步骤3.8;
[0067] 步骤3.7:根据热水调节组件的液位值,计算第三流量调节阀的开度调节量,并根 据该开度调节量减小第三流量调节阀的开度,同时减小第三变频器的频率,使得流经第三 流量调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样;
[0068] 步骤3.8:结束本级调节,继续执行下一步。
[0069] 步骤4中所述的进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的 值,通过调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度、第四变频器的频率和补燃式余热 锅炉的补燃量维持第五温度传感器所在管道中热水温度的恒定,具体包括如下步骤:
[0070] 步骤4.1:进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值;
[0071] 步骤4.2:判断第五温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤4.3; 若否,则转去执行步骤4.11;
[0072] 步骤4.3:判断补燃式余热锅炉的补燃量是否大于其补燃量调节下限阈值;若是, 执行步骤4.4;若否,则转去执行步骤4.5;
[0073] 步骤4.4:根据第五温度传感器的值,计算补燃式余热锅炉的补燃调节量,并根据 该补燃调节量减小补燃式余热锅炉的补燃量,转去执行步骤4.18;
[0074] 步骤4.5:判断第四变频器的频率是否大于其频率调节下限阈值;若是,执行步骤 4.6;若否,则转去执行步骤4.7;
[0075] 步骤4.6:根据第五温度传感器的值,计算第四变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量减小第四变频器的频率,转去执行步骤4.18;
[0076] 步骤4.7:判断第二流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行 步骤4.8;若否,则转去执行步骤4.9;
[0077] 步骤4.8:根据第五温度传感器的值,计算第二流量调节阀的开度调节量,并根据 该开度调节量减小第二流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18;
[0078] 步骤4.9:判断第一流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行 步骤4.10;若否,则转去执行步骤4.18;
[0079] 步骤4.10:根据第五温度传感器的值,计算第一流量调节阀的开度调节量,并根据 该开度调节量增加第一流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18;
[0080] 步骤4.11:判断第一流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行 步骤4.12;若否,则转去执行步骤4.13;
[0081] 步骤4.12:根据第五温度传感器的值,计算第一流量调节阀的开度调节量,并根据 该开度调节量减小第一流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18;
[0082] 步骤4.13:判断第二流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行 步骤4.14;若否,则转去执行步骤4.15;
[0083] 步骤4.14:根据第五温度传感器的值,计算第二流量调节阀的开度调节量,并根据 该开度调节量增加第二流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18;
[0084] 步骤4.15:判断第四变频器的频率是否小于其频率调节上限阈值;若是,执行步骤 4.16;若否,则转去执行步骤4.17;
[0085] 步骤4.16:根据第五温度传感器的值,计算第四变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量增加第四变频器的频率,转去执行步骤4.18;
[0086] 步骤4.17:根据第五温度传感器的值,计算补燃式余热锅炉的补燃调节量,并根据 该补燃调节量增加补燃式余热锅炉的补燃量;
[0087] 步骤4.18:结束本级调节,继续执行下一步。
[0088] 步骤5中所述的进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度 传感器组的值,并求其平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处 温度传感器的值,通过调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度及第四变频器的频 率,调节补燃式余热锅炉排出的低温烟气的温度,具体包括如下步骤:
[0089] 步骤5.1:进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器 组的值,并求其平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传 感器的值;
[0090] 步骤5.2:判断补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值是否大于其参考 温度值;若是,执行步骤5.3;若否,则转去执行步骤5.8;
[0091] 步骤5.3:判断储热箱组的温度值是否小于其预设的储热上限温度参考阈值;若 是,执行步骤5.4;若否,则转去执行步骤5.8;
[0092] 步骤5.4:判断第二流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行 步骤5.5;若否,则转去执行步骤5.6;
[0093] 步骤5.5:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值,计算第二流量调 节阀的开度调节量,并根据该开度调节量减小第二流量调节阀的开度,同时减小第四变频 器的频率,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定,转去执行步骤5.8;
[0094] 步骤5.6:判断第一流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行 步骤5.7;若否,则转去执行步骤5.8;
[0095] 步骤5.7:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值,计算第一流量调 节阀的开度调节量,并根据该开度调节量增加第一流量调节阀的开度,同时增加第四变频 器的频率,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定;
[0096] 步骤5.8:结束本级调节,继续执行下一步。
[0097] 步骤6中所述的进行市电储热能量调节;实时获取当地时间,通过调节电加热组件 中继电器的通断,控制通过市电进行的电储热,具体包括如下步骤:
[0098] 步骤6.1:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间;
[0099] 步骤6.2:判断当地时间是否在市电低电价时间范围内;若是,执行步骤6.3;若否, 则转去执行步骤6.7;
[0100] 步骤6.3:判断储热箱组的温度值是否大于其预设的市电电储热的储热上限温度 参考阈值;若是,执行步骤6.4;若否,则转去执行步骤6.5;
[0101] 步骤6.4:断开继电器,转去执行步骤6.7;
[0102] 步骤6.5:判断储热箱组的温度值是否大于其预设的市电电储热的储热下限温度 参考阈值;若是,执行步骤6.7;若否,则执行步骤6.6;
[0103] 步骤6.6:闭合继电器;
[0104] 步骤6.7:结束本级调节,继续执行下一步。
[0105] 本发明的有益效果:
[0106] 本发明可对用户的采暖、制冷和热水需求进行全面自动调节,其储、放热调节平 滑,储热调节系统采用模块化结构,可根据用户的冷热电需求比例灵活调节储热单元的数 目与连接方式。本发明在保证动力子系统额定工作状态不变的前提下,将多余电量转化成 易于存储的热量进行存储,实现了对系统产生电量、热量的二次调节;另外,本发明可以对 存在分时电价的地区,采用分层温度阈值设置方式,在市电电价较低的时间段,进行市电的 自动电储热。同时,本发明还可以实现对用户的热水负荷恒温恒压供给,对用户热水需求的 大范围波动以及短时间自来水断水起到很好的缓冲作用。
附图说明
[0107] 图1为本发明的一个实施例的模块连接图;
[0108] 图2为本发明的一个实施例的整体结构示意图;
[0109] 图3为本发明的一个实施例的分流调节组件的结构示意图;
[0110] 图4为本发明的一个实施例的储热箱组中各储热单元之间的连接图;
[0111] 图5为本发明的一个实施例的储热单元的结构示意图;
[0112] 图6为图5中的储热单元的截面图;
[0113] 图7为本发明的一个实施例的电加热组件的结构示意图;
[01M]图8为本发明的一个实施例的余热调度组件的结构示意图;
[0115] 图9为本发明的一个实施例的调节方法的主程序流程图;
[0116] 图10为本发明的调节方法中步骤3的子程序流程图;
[0117] 图11为本发明的调节方法中步骤4的子程序流程图;
[0118] 图12为本发明的调节方法中步骤5的子程序流程图;
[0119] 图13为本发明的调节方法中步骤6的子程序流程图;
[0120] 图中:1-补燃式余热锅炉;2-分流调节组件;21-第六循环水栗;22-第三安全阀; 23-第一流量调节阀;24-第二流量调节阀;25-第五温度传感器;26-—号三通水管接头;27-二号三通水管接头;28-第四变频器;3-储热箱组;30-储热单元;31-金属箱壳;3Ia-槽眼; 31b_强电加热孔;31c_彳目号米集孔;32-保温岩棉;33-换热水管;34a_第一电加热丝;34b_第 二电加热丝;34c-第三电加热丝;34d-第四电加热丝;35-第四温度传感器组;36-安全地线; 37-储热层;38a-第一界面;38b-第二界面;38c-第三界面;38d-第四界面;38e-第五界面; 39-储热砖;4-电加热组件;41-第一熔断器;42-第二熔断器;43-电储热开关;44-继电器;5-余热调度组件;51a-第一螺纹阀门;51b-第一循环水栗;51c-第一温度传感器;51d-第一变 频器;52-吸收式热栗;53a-第二螺纹阀门;53b-第二循环水栗;53c-第二温度传感器;53d-第二变频器;54-吸收式制冷机;55-热水调节组件;55a-第三螺纹阀门;55b-第三循环水栗; 55c-自动排气阀;55d-液位传感器;55e-搅拌器;55f-第三温度传感器;55g-增压水栗;55h-第三流量调节阀;55i-排污球阀;55 j-保温水箱;55k-第三变频器;56-片式换热器;6-用户 负荷母线;61-采暖负荷母线;6 Ia-第四循环水栗;6 Ib-第一安全阀;62-制冷负荷母线;62a-第五循环水栗;62b-第二安全阀;63-热水负荷母线。
具体实施方式
[0121] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0122] 本实施例可应用于某小区的微型冷热电联产系统的热量储存调节系统。
[0123] 本实施例中,PLC控制器组件中的PLC选用的型号为西门子315-2DP,补燃式余热锅 炉1采用热丰锅炉有限公司生产的一式烟气型补燃余热锅炉,吸收式制冷机54采用鹏飞制 冷设备有限公司的LG热水型溴化锂吸收式制冷机,吸收式热栗52采用千家新能源有限公司 的RBIIW-60/55-15/21型吸收式热栗,流量调节阀选用ZDLQ-DN15流量调节阀,片式换热器 56选用冰力达板式换热器,循环水栗选用韩进水HJ-250E循环栗,变频器选用西门子 6SL3210-5BE24-0UV0。
[0124] 如图1所示,一种基于冷热电联产的储热调节系统,包括PLC控制器组件、上位机、 补燃式余热锅炉1、分流调节组件2、储热箱组3、电加热组件4、余热调度组件5及用户负荷母 线6,图中的虚线表示PLC采集的信号和输出的控制信号。如图3所示,所述分流调节组件2包 括第四变频器28、第六循环水栗21、第三安全阀22、第一流量调节阀23、第二流量调节阀24、 第五温度传感器25、一号三通水管接头26和二号三通水管接头27。如图8所示,所述余热调 度组件5包括片式换热器56、第一螺纹阀门51a、第二螺纹阀门53a、第一变频器51d、第二变 频器53d、第一循环水栗5 lb、第二循环水栗53b、吸收式热栗52、吸收式制冷机54、热水调节 组件55、第一温度传感器51c和第二温度传感器53c。如图2所示,所述用户负荷母线6包括采 暖负荷母线61、制冷负荷母线62、热水负荷母线63、第四循环水栗61a、第五循环水栗62a、第 一安全阀61b和第二安全阀62b。
[0125] 本实施例的整体结构如图2所示,为使整体结构更加清晰,图2中省略了 PLC控制器 组件。所述补燃式余热锅炉1低温烟气出口处安放有内置温度传感器,第四变频器28接第六 循环水栗21,第六循环水栗21的入水口和出水口分别与补燃式余热锅炉1的出水口和第三 安全阀22的入水口相连,第三安全阀22的出水口与第一流量调节阀23的汇流口相连,第一 流量调节阀23的第一和第二分流口分别与一号三通水管接头26的第一端口和片式换热器 56的高温热水入口相连;第二流量调节阀24的汇流口与片式换热器56的高温热水出口相 连,第五温度传感器25置于第二流量调节阀24与片式换热器56之间,第二流量调节阀24的 第一和第二分流口分别与一号三通水管接头26的第二端口和二号三通水管接头27的第一 端口相连,二号三通水管接头27的第二端口与补燃式余热锅炉1的入水口相连,一号三通水 管接头26的第三端口与储热箱组3的进水母线相连,二号三通水管接头27的第三端口与储 热箱组3的出水母线相连;片式换热器56的第一低温热水出口、第一低温热水入口、第二低 温热水出口和第二低温热水入口分别与第一螺纹阀门51a的一端、吸收式热栗52出水口、第 二螺纹阀门53a的一端和吸收式制冷机54出水口相连,第一螺纹阀门51a的另一端与第一循 环水栗51b的入水口相连,第一循环水栗51b的出水口与吸收式热栗52入水口相连,第一变 频器51d接第一循环水栗51b,吸收式热栗52与采暖负荷母线61相连,在吸收式热栗52与采 暖负荷母线61之间接有第一温度传感器51c;第二螺纹阀门53a的另一端与第二循环水栗 53b的入水口相连,第二循环水栗53b的出水口与吸收式制冷机54入水口相连,第二变频器 53d接第二循环水栗53b,吸收式制冷机54与制冷负荷母线62相连,在吸收式制冷机54与制 冷负荷母线62之间接有第二温度传感器53c;片式换热器56的第三低温热水出口和第三低 温热水入口与所述热水调节组件55的输入端相连,热水调节组件55的输出端与热水负荷母 线63相连;第四循环水栗61a和第一安全阀61b串联在采暖负荷母线61中,第五循环水栗62a 和第二安全阀62b串联在制冷负荷母线62中,采暖负荷母线61、制冷负荷母线62和热水负荷 母线63并行与用户单元相连;电加热组件4与储热箱组3相连。
[0126] 补燃式余热锅炉1、分流调节组件2、储热箱组3、电加热组件4、余热调度组件5、用 户负荷母线6和上位机均与PLC控制器组件相连,具体连接关系如下:补燃式余热锅炉1、余 热调度组件5中的第一变频器51d、第二变频器53d和第三变频器55k的控制信号输入端、分 流调节组件2中的第四变频器28的控制信号输入端及第一流量调节阀23、第二流量调节阀 24和余热调度组件5中的第三流量调节阀55h的控制信号输入端分别与PLC控制器组件的模 拟量输出端相连;余热调度组件5中的第一温度传感器51c、第二温度传感器53c、第三温度 传感器55f、分流调节组件2中的第五温度传感器25、储热箱组3中的每个储热单元30的第四 温度传感器组35及补燃式余热锅炉1低温烟气出口处的温度传感器经变送器分别与PLC控 制器组件的模拟量输入端相连,电加热组件4中的继电器44接PLC控制器组件的数字量输出 端。
[0127] 如图8所示,热水调节组件5 5包括保温水箱5 5 j、第三螺纹阀门5 5a、第三变频器 55k、第三循环水栗55b、自动排气阀55c、液位传感器55d、搅拌器55e、第三温度传感器55f、 增压水栗55g、第三流量调节阀55h和排污球阀55i;液位传感器55d和搅拌器55e安置于保温 水箱55 j上部,在保温水箱55 j下部开有排污口,排污口与排污球阀55i相连,第三螺纹阀门 55a的一端与片式换热器56的第三低温热水出口相连,另一端与第三循环水栗55b的入水口 相连,第三循环水栗55b的出水口与保温水箱55 j的入水口相连,在第三循环水栗55b的出水 口与保温水箱55 j之间接有自动排气阀55c,第三变频器55k接第三循环水栗55b;保温水箱 55 j的出水口与第三流量调节阀55h的第二分流口相连,第三流量调节阀55h的第一分流口 与自来水供应接口相连,第三流量调节阀55h的汇流口与片式换热器56的第三低温热水入 口相连;保温水箱55 j的热水供应口连接增压水栗55g,在保温水箱55 j与增压水栗55g之间 设有第三温度传感器55f,增压水栗55g连接用户负荷母线6中的热水负荷母线63。
[0128] 所述第一、第二和第三流量调节阀均采用三通流量调节阀。
[0129] 如图4所示,储热箱组3包括若干个储热单元30、CCHP冗余电量电储热母线、市电电 储热母线、换热水管进水母线和换热水管出水母线。本实施例中,储热箱组3包括五个储热 单元30,储热单元30采用并联方式工作;可根据不同用户的需求,增减储热单元30的数目以 及自由组合储热单元30的串并联方式。如图5和图6所示,储热单元30包括金属箱壳31、保温 岩棉32、储热层37、换热水管33、第一电加热丝34a、第二电加热丝34b、第三电加热丝34c、第 四电加热丝34d和第四温度传感器组35。金属箱壳31为矩形单层结构,其侧面开有强电加热 孔31b和信号采集孔31c,在金属箱壳31外表面的底部固定有安全地线36,金属箱壳31内置 有储热层37,在金属箱壳31与储热层37之间安放有保温岩棉32。本实施例中,储热层37由六 块纵向布置的储热砖39组成,在六块储热砖39之间从下至上形成五个界面,分别为第一界 面38a、第二界面38b、第三界面38c、第四界面38d和第五界面38e。在第一界面38a处的两块 储热砖39上刻有凹槽并放置有第一电加热丝34a和第二电加热丝34b,在第五界面38e处的 两块储热砖39上刻有凹槽并放置有第三电加热丝34c和第四电加热丝34d,第一电加热丝 34a、第二电加热丝34b、第三电加热丝34c和第四电加热丝34d均呈S形平行布置;在第二界 面38b处的两块储热砖39和第四界面38d处的两块储热砖39上均刻有凹槽并放置有换热水 管33,换热水管33呈S形平行布置。各储热单元30的换热水管33进水端口接换热水管进水母 线,出水端口接换热水管出水母线,第一电加热丝34a与第三电加热丝34c并联后经强电加 热孔31b引出后连接CCHP冗余电量电储热母线,第二电加热丝34b与第四电加热丝34d并联 后经强电加热孔31b引出后连接市电电储热母线;在第三界面38c处的储热砖39上前后两侧 共设有四个槽眼31a,在每个槽眼31a内安置有第四温度传感器组35,其经信号采集孔31c引 出后连接PLC控制器组件。图5中,换热水管33的箭头表示水流方向。
[0130] 如图7所示,所述电加热组件4包括电储热开关43、第一熔断器41、第二熔断器42、 继电器44、CCHP冗余电量母线和市电交流母线;所述电储热开关43的一端与市电交流母线 相连,另一端与第一熔断器41的一端相连,第一熔断器41的另一端经继电器44与市电电储 热母线相连,所述继电器44与PLC控制器组件相连;所述第二熔断器42的一端与CCHP冗余电 量母线相连,另一端与CCHP冗余电量电储热母线相连。所述上位机通过通讯电缆与PLC控制 器组件的通讯端口相连,上位机包括通讯模块和监控模块,通讯模块与PLC控制器组件进行 通讯并接收其传输的系统设置参数;监控模块用于监控并显示系统的运行参数,所述系统 的运行参数包括各温度传感器的值、各管道中流体流量、电加热组件4中继电器44的通断情 况、市电进行电储热的历史工作时间分布、补燃式余热锅炉1的补燃量以及历史补燃总量。
[0131] 所述的基于冷热电联产的储热调节系统的调节方法,如图9所示,包括如下步骤:
[0132] 步骤1:设定系统初始化参数;在本实施例中具体包括设定补燃式余热锅炉的内置 温度传感器参考温度值!w-heatSl80°C、第五温度传感器参考温度值Tbaek为56°C、第一温度 传感器参考温度值Twinter为30 °C、第二温度传感器参考温度值Tsumffier为21°C及第三温度传感 器参考温度值Twater为52°C,设定储热箱组的储热上限温度参考阈值Ts-U为92°C和储热下限 温度参考阈值Ts-d为60°C,根据该小区所在地的市电的高低价位情况设定储热箱组进行市 电电储热的有效时间段为每天21:00-8:00,设定储热箱组进行市电电储热的储热上限温度 参考阈值Te-I!为85°C和储热下限温度参考阈值Te-d为63°C及热水调节组件的参考水位hwater 为1.6m,计算第三流量调节阀开度调节的上下限阈值并设定其初始开度为其下限阈值,设 定第六循环水栗的热水流速下限值为0.5L/S,计算第四变频器的频率调节上下限阈值 并设定其初始值为其下限阈值,计算第一流量调节阀和第二流量调节阀开度调节的上下限 阈值并设定其初始开度为其下限阈值;此处定义各流量调节阀的开度K = qA/qAB,其中,qA为 流经流量调节阀第二分流口的热水体积流量,qAB为流经流量调节阀汇流口的热水体积流 量,计算补燃量上下限阈值并设定其初始值为其下限阈值。
[0133] 本系统仅工作在冬夏两个季节。在每天21:00-8:00时,市电电价较低,且用户夜间 的热(冷)电负荷需求比明显大于白天。当处于市电电价较低的时间段内,若系统供热(冷) 量不足,优先使用市电加热电加热丝,进行市电电储热;若发生市电停电或者处于市电电价 较高时,则采用补燃方式进行热余热的补充。本实施例中,保温水箱的高度H为2m。
[0134] 所述的计算分流调节组件中的第四变频器的频率调节上限阈值fH和频率调节下 限阈值fL,其具体方法如下:
[0135] 循环水管中的热水会受到阻力,受到的阻力主要包括热水与管壁的摩擦产生的摩 擦力Py和热水与阀门和接头的摩擦产生的摩擦力Pj,则:
[0136]
Figure CN106440902BD00201
[0137] 式中,λ为管壁阻力系数,无量纲;1为管道长度,d为管道直径,P为热水密度,V为热 水流速为各阀门与接头阻力系数,无量纲;i为阀门和接头编号,η为阀门和接头总数;
[0138] 计算热水流动过程中受到的总阻力Ρς:
[0139]
Figure CN106440902BD00202
[0140] 折算到水栗上的负载转矩Tl (V)为:
[0141]
Figure CN106440902BD00203
[0142] 式中,R为水栗叶轮半径,则最小转速下的负载转矩
[0143]
Figure CN106440902BD00204
[0144] 根据三相交流电机的机械特性曲线和转速与转差率的关系式,则有:
[0145]
Figure CN106440902BD00205
[0146] 式中,T为电动机的输出转矩,p为水栗的电动机相数,E为水栗的单相电枢电动势 (计算中,近似用电枢电压代替),f为电枢电流的频率,s为转差率,r2为转子电阻折算值,L12 为转子每相漏电感折算值,η为电动机输出转速;
[0147] 令式⑸中的T = TUvmin),联立式(6),求出第四变频器的频率调节下限阈值fl;
[0148] 电动机在额定频率以上调速时为恒功率调速,循环水栗中电动机的最大输出转矩 Tmax 为:
[0149]
Figure CN106440902BD00211
[0150] 式中,L11为电动机定子的漏电感;对应最大输出转矩下的转差率^为:
[0151]
Figure CN106440902BD00212
[0152] 将电动机的额定电压与额定频率代入式⑺和式(8),求出在额定电压和额定频率 下循环水栗中电动机的最大输出转矩Tmax-O和对应的转差率Sm-O;联立式⑹和式⑻,求出最 大输出转矩下电动机的对应输出转速no,将ν = η〇 · 2jtR代入到式⑷中,求出此转速下的负 载转矩Tl-o;当在基频以上调速时,E保持不变,由式(7)近似得出Tmax/f2,即:
[0153]
Figure CN106440902BD00213
[0154] 式中,k为频率调节系数,fo为电动机额定频率;由式⑻近似得出Sm〇cl/f,即:
[0155]
Figure CN106440902BD00214
[0156] 当输入频率大于电动机额定频率50Hz时,〜对应的电动机输出转速η为:
[0157]
Figure CN106440902BD00215
[0158] 由式(12)求得热水流速ν:
Figure CN106440902BD00216
[0159] 联立式⑶和式(13),求出在该转速η下电动机的负载转矩Tu
[0160] 在满足一定安全裕度的情况下有:
Figure CN106440902BD00217
[0161] 式中,Ks为安全系数,该值由系统设计者根据需要设定,此处取1.1;
[0162] 联立式⑶、式(13)和式(14),求得第四变频器的频率调节上限阈值fH。
[0163] 所述计算第一、第二和第三流量调节阀开度调节的上限阈值Kh和下限阈值KL,其方 法:
[0164] 流量调节阀的安装可调比Rs为:Rs=1+Pv(Ri2-1) (15)
[0165] 式中,Pv为调节阀压降与系统压降之比(一般取0.3〜0.6) ,R1为调节阀的固有可调 比。
[0166] 在对第一、第二和第三流量调节阀的调节中,可以近似认为上述流量调节阀开度 向上调节与向下调节具有对称性,则流量调节阀的开度调节下限阈值Kl和上限阈值Kh为:
[0167]
Figure CN106440902BD00221
[0168] 所述计算补燃式余热锅炉的补燃量调节上限阈值qa-H和下限阈值qa-L,采用如下公 式:
[0169]
Figure CN106440902BD00222
[0170] 式中,Pn为补燃式余热锅炉的额定补燃功率,z为所加天然气的热值,η为补燃式余 热锅炉的转化效率,μ为流量系数,Amin为补燃阀门开度最小时阀门横截面积,P为燃气阀门 的前后压力差,P为天然气密度。
[0171] 步骤2:系统启动与参数整定;根据不同季节调节第一、第二和第三螺纹阀门;若为 冬季,则开启第一、第三螺纹阀门、第四循环水栗和增压水栗,闭合电加热组件的电储热开 关,对电加热组件中的继电器输出断开信号;若为夏季,则开启第二、第三螺纹阀门、第五循 环水栗和增压水栗,闭合电加热组件的电储热开关,对电加热组件中的继电器输出断开信 号。
[0172] 本实施例的PLC控制器组件采用数字PID控制技术。其中各PID参数的整定,采取先 调节比例系数Κρ,再调节积分时间常数ΚΙ,最后调节微分时间常数KD的试凑法进行现场综 合设定。具体整定对象包括第一、第二、第三和第四变频器的频率、第一、第二和第三流量调 节阀的开度及补燃式余热锅炉中补燃控制器的补燃量。在以下步骤的调节中,变频器频率、 流量调节阀开度和补燃控制器的调节方式相似,调节量的计算如下式:
[0173]
Figure CN106440902BD00223
[0174] 式中,ΔΧ(η)分别代表第一、第二、第三和第四变频器的第η次频率调节量、第一、 第二和第三流量调节阀的第η次开度调节量及补燃式余热锅炉的第η次补燃调节量;Κρ-χ-υ、 Κι-χ-υ和Kd-x-y分别代表对应的PID整定参数(Υ的不同表不整定对象的不同,Y具体包括第一、 第二、第三、第五及补燃式余热锅炉内置温度传感器),ΔΤΥ(η)代表Y所对应的对象的第η次 的温差采集量与其参考温度的差值。
[0175] 步骤3:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则运行夏 季模式;根据运行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度恒定;如 图10所示,具体包括如下步骤:
[0176] 步骤3.1:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式,并执行步骤3.1.1; 若为夏季,则运行夏季模式,并执行步骤3.1.2;
[0177] 步骤3.1.1:采集第一温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液 位值,即T51c (n)、T55f (η)和h,判断第一温度传感器的值T51c (η)是否大于其参考温度值 !winter = 30°C ;若是,执行步骤3.1 · 1 · 1;若否,则执行步骤3.1 · 1.2;
[0178] 步骤3.1.1.1:根据第一温度传感器的值T51c (η),计算第一变频器的频率调节量 A f51,并根据该频率调节量Δ f51减小第一变频器的频率f51,转去执行步骤3.2;
[0179] 步骤3.1.1.2:根据第一温度传感器的值T51c (η),计算第一变频器的频率调节量 A f51,并根据该频率调节量Δ f51增加第一变频器的频率f51,转去执行步骤3.2;
[0180] 步骤3.1.2:采集第二温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液 位值,即T53c (n)、T55f (η)和h,判断第二温度传感器的值T53c (η)是否大于其参考温度值 Ts_er = 21°C ;若是,执行步骤3丄2山若否,则执行步骤3丄2 · 2;
[0181] 步骤3.1.2.1:根据第二温度传感器的值T53c (η),计算第二变频器的频率调节量 A f52,并根据该频率调节量Δ f52减小第二变频器的频率f52,转去执行步骤3.2;
[0182] 步骤3.1.2.2:根据第二温度传感器的值T53c (η),计算第二变频器的频率调节量 A f52,并根据该频率调节量Δ f52增加第二变频器的频率f52,转去执行步骤3.2;
[0183] 步骤3.2:判断第三温度传感器的值了55€(11)是否大于其参考温度值1\^(^ = 52°(:; 若是,执行步骤3.3;若否,则转去执行步骤3.4;
[0184] 步骤3.3:根据第三温度传感器的值T55f (η),计算第三变频器的频率调节量Δ f53,并根据该频率调节量Δ f53减小第三变频器的频率f53,转去执行步骤3.5;
[0185] 步骤3.4:根据第三温度传感器的值T55f (η),计算第三变频器的频率调节量Δ f53,并根据该频率调节量Δ f53增加第三变频器的频率f53;
[0186] 步骤3.5:判断热水调节组件的液位值h是否小于其参考值hwater=l.6m;若是,执行 步骤3.6;若否,则转去执行步骤3.7;
[0187] 步骤3.6:根据热水调节组件液位值h,计算第三流量调节阀开度调节量Δ K55,并 根据该开度调节量A K55增加第三流量调节阀的开度K55,同时增加第三变频器的频率f53, 使得流经第三流量调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样,执行步 骤 3.8;
[0188] 步骤3.7 :根据热水调节组件的液位值h,计算第三流量调节阀的开度调节量Δ K55,并根据该开度调节量Δ K55减小第三流量调节阀的开度K55,同时减小第三变频器的频 率f53,使得流经第三流量调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样;
[0189] 步骤3.8:结束本级调节,继续执行下一步。
[0190] 步骤4:进行内环负荷供能调节;采集第五温度传感器的值T25 (η),通过调节第一 流量调节阀的开度Κ23、第二流量调节阀的开度Κ24、第四变频器的频率f 21和补燃式余热锅 炉的补燃量qa维持第五温度传感器所在管道中热水温度恒定;如图11所示,具体包括如下 步骤:
[0191] 步骤4.1:进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值T25 (η);
[0192] 步骤4.2:判断第五温度传感器的值Τ25 (η)是否大于其参考温度值Tback = 56°C ;若 是,执行步骤4.3;若否,则转去执行步骤4.11;
[0193] 步骤4.3:判断补燃式余热锅炉的补燃量如是否大于其补燃量调节下限阈值qa-u 若是,执行步骤4.4;若否,则转去执行步骤4.5;
[0194] 步骤4.4:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算补燃式余热锅炉的补燃调节量Δ qa,并根据该补燃调节量Aqa减小补燃式余热锅炉的补燃量qa,转去执行步骤4.18;
[0195] 步骤4.5:判断第四变频器的频率f21是否大于其频率调节下限阈值fu若是,执行 步骤4.6;若否,则转去执行步骤4.7;
[0196] 步骤4.6:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算第四变频器的频率调节量Af21, 并根据该频率调节量A f21减小第四变频器的频率f21,转去执行步骤4.18;
[0197] 步骤4.7:判断第二流量调节阀的开度K24是否大于其开度调节下限阈值Ku若是, 执行步骤4.8;若否,则转去执行步骤4.9;
[0198] 步骤4.8:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算第二流量调节阀的开度调节量Δ Κ24,并根据该开度调节量Δ Κ24减小第二流量调节阀的开度Κ24,转去执行步骤4.18;
[0199] 步骤4.9:判断第一流量调节阀的开度Κ23是否小于其开度调节上限阈值Kh;若是, 执行步骤4.10;若否,则转去执行步骤4.18;
[0200] 步骤4.10:根据第五温度传感器的值Τ25 (η),计算第一流量调节阀的开度调节量 Λ Κ23,并根据该开度调节量Δ Κ23增加第一流量调节阀的开度Κ23,转去执行步骤4.18;
[0201] 步骤4.11:判断第一流量调节阀的开度Κ23是否大于其开度调节下限阈值Ku若 是,执行步骤4.12;若否,则转去执行步骤4.13;
[0202] 步骤4.12:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算第一流量调节阀的开度调节量 Λ Κ23,并根据该开度调节量Δ Κ23减小第一流量调节阀的开度Κ23,转去执行步骤4.18;
[0203] 步骤4.13:判断第二流量调节阀的开度Κ24是否小于其开度调节上限阈值Kh;若 是,执行步骤4.14;若否,则转去执行步骤4.15;
[0204] 步骤4.14:根据第五温度传感器的值Τ25 (η),计算第二流量调节阀的开度调节量 Λ Κ24,并根据该开度调节量Δ Κ24增加第二流量调节阀的开度Κ24,转去执行步骤4.18;
[0205] 步骤4.15:判断第四变频器的频率f21是否小于其频率调节上限阈值fH;若是,执 行步骤4.16;若否,则转去执行步骤4.17;
[0206] 步骤4.16:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算第四变频器的频率调节量Δ f21,并根据该频率调节量Δ f21增加第四变频器的频率f21,转去执行步骤4.18;
[0207] 步骤4.17:根据第五温度传感器的值T25 (η),计算补燃式余热锅炉的补燃调节量 Δ qa,并根据该补燃调节量Δ ^增加补燃式余热锅炉的补燃量qa;
[0208] 步骤4.18:结束本级调节,继续执行下一步。
[0209] 步骤5:进行余热回收能量调节;采集储热箱组各储热单元的第四温度传感器组的 值T31b,并求其平均值,作为储热箱组的温度T3,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度 传感器的值Tl,通过调节第一流量调节阀的开度K23、第二流量调节阀的开度K24及第四变 频器的频率f21,调节补燃式余热锅炉排出的低温烟气温度;如图12所示,具体包括如下步 骤:
[0210] 步骤5.1:进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器 组的值T35,并求其平均值,作为储热箱组的温度T3,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处 温度传感器的值Tl;
[0211]
Figure CN106440902BD00241
[0212] 式中,m为储热单元的个数,本实施例中m=5,n为每个储热单元中第四温度传感器 的个数,本实施例中n = 4,T35 · m · η为第m个储热单元中第η个第四温度传感器的值;
[0213] 步骤5.2:判断补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值Tl是否大于其参 考温度值Tw-heat = 180°C ;若是,执行步骤5.3;若否,则转去执行步骤5.8;
[0214] 步骤5.3:判断储热箱组的温度值T3是否小于其预设的储热上限温度参考阈值Ts-U =92°C ;若是,执行步骤5.4;若否,则转去执行步骤5.8;
[0215] 步骤5.4:判断第二流量调节阀的开度K24是否大于其开度调节下限阈值Ku若是, 执行步骤5.5;若否,则转去执行步骤5.6;
[0216] 步骤5.5:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值Tl,计算第二流量 调节阀的开度调节量A K24,并根据该开度调节量Δ K24减小第二流量调节阀的开度K24,同 时减小第四变频器的频率f21,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定,执行步骤 5.8;
[0217] 步骤5.6:判断第一流量调节阀的开度K23是否小于其开度调节上限阈值Kh;若是, 执行步骤5.7;若否,则转去执行步骤5.8;
[0218] 步骤5.7:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值Tl,计算第一流量 调节阀的开度调节量A K23,并根据该开度调节量Δ K23增加第一流量调节阀的开度K23,同 时增加第四变频器的频率f21,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定;
[0219] 步骤5.8:结束本级调节,继续执行下一步。
[0220] 步骤6:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间,通过调节电加热组件中继电 器与市电的通断,控制通过市电进行的电储热;如图13所示,具体包括如下步骤:
[0221] 步骤6.1:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间;
[0222] 步骤6.2:判断当地时间是否在市电低电价时间范围21:00-8:00内;若是,执行步 骤6.3;若否,则转去执行步骤6.7;
[0223] 步骤6.3:判断储热箱组的温度值T3是否大于其预设的市电电储热的储热上限温 度参考阈值Te-U = 85°C ;若是,执行步骤6.4;若否,则转去执行步骤6.5;
[0224] 步骤6.4:断开继电器,转去执行步骤6.7;
[0225] 步骤6.5:判断储热箱组的温度值T3是否大于其预设的市电电储热的储热下限温 度参考阈值Te-d = 63°C ;若是,执行步骤6.7;若否,则执行步骤6.6;
[0226] 步骤6.6:闭合继电器;
[0227] 步骤6.7:结束本级调节,继续执行下一步。
[0228] 步骤7:判断系统是否出现故障或者季节变化(进入春秋季节)而收到停机信号,若 是,则系统工作结束,若否,则返回执行步骤3。

Claims (6)

1. 一种基于冷热电联产的储热调节方法,采用了基于冷热电联产的储热调节系统,该 系统包括PLC控制器组件、上位机、补燃式余热锅炉、分流调节组件、储热箱组、电加热组件、 余热调度组件及用户负荷母线; 所述分流调节组件包括第四变频器、第六循环水栗、第三安全阀、第一流量调节阀、第 二流量调节阀、第五温度传感器、一号三通水管接头和二号三通水管接头;所述余热调度组 件包括片式换热器、第一螺纹阀门、第二螺纹阀门、第一变频器、第二变频器、第一循环水 栗、第二循环水栗、吸收式热栗、吸收式制冷机、热水调节组件、第一温度传感器和第二温度 传感器;所述用户负荷母线包括采暖负荷母线、制冷负荷母线、热水负荷母线、第四循环水 栗、第五循环水栗、第一安全阀和第二安全阀; 所述补燃式余热锅炉低温烟气出口处安放有内置温度传感器,第四变频器接第六循环 水栗,第六循环水栗的入水口和出水口分别与补燃式余热锅炉的出水口和第三安全阀的入 水口相连,第三安全阀的出水口与第一流量调节阀的汇流口相连,第一流量调节阀的第一 分流口和第二分流口分别与一号三通水管接头的第一端口和片式换热器的高温热水入口 相连;所述第二流量调节阀的汇流口与片式换热器的高温热水出口相连,第五温度传感器 置于第二流量调节阀与片式换热器之间,第二流量调节阀的第一分流口和第二分流口分别 与一号三通水管接头的第二端口和二号三通水管接头的第一端口相连,所述二号三通水管 接头的第二端口与补燃式余热锅炉的入水口相连,一号三通水管接头的第三端口与储热箱 组的进水母线相连,二号三通水管接头的第三端口与储热箱组的出水母线相连;所述片式 换热器的第一低温热水出口、第一低温热水入口、第二低温热水出口和第二低温热水入口 分别与第一螺纹阀门的一端、吸收式热栗出水口、第二螺纹阀门的一端和吸收式制冷机出 水口相连,第一螺纹阀门的另一端与第一循环水栗的入水口相连,第一循环水栗的出水口 与吸收式热栗入水口相连,第一变频器接第一循环水栗,吸收式热栗与所述用户负荷母线 中的采暖负荷母线相连,在吸收式热栗与采暖负荷母线之间接有第一温度传感器;第二螺 纹阀门的另一端与第二循环水栗的入水口相连,第二循环水栗的出水口与吸收式制冷机入 水口相连,第二变频器接第二循环水栗,吸收式制冷机与用户负荷母线中的制冷负荷母线 相连,在吸收式制冷机与制冷负荷母线之间接有第二温度传感器;片式换热器的第三低温 热水出口和第三低温热水入口与所述热水调节组件的输入端相连,热水调节组件的输出端 与用户负荷母线中的热水负荷母线相连;所述第四循环水栗和第一安全阀串联在采暖负荷 母线中,第五循环水栗和第二安全阀串联在制冷负荷母线中,采暖负荷母线、制冷负荷母线 和热水负荷母线并行与用户单元相连;所述电加热组件与储热箱组相连,所述补燃式余热 锅炉、分流调节组件、储热箱组、电加热组件、余热调度组件、用户负荷母线和上位机均与所 述PLC控制器组件相连; 所述热水调节组件包括保温水箱、第三螺纹阀门、第三变频器、第三循环水栗、自动排 气阀、液位传感器、搅拌器、第三温度传感器、增压水栗、第三流量调节阀和排污球阀;液位 传感器和搅拌器安置于保温水箱上部,保温水箱下部开有排污口,排污口与排污球阀相连, 第三螺纹阀门的一端与片式换热器的第三低温热水出口相连,另一端与第三循环水栗入水 口相连,第三循环水栗出水口与保温水箱入水口相连,在第三循环水栗的出水口与保温水 箱之间接有自动排气阀,第三变频器接第三循环水栗;保温水箱的出水口与第三流量调节 阀的第二分流口相连,第三流量调节阀的第一分流口与自来水供应接口相连,第三流量调 节阀的汇流口与片式换热器的第三低温热水入口相连;保温水箱的热水供应口连接增压水 栗,在保温水箱与增压水栗之间设有第三温度传感器,增压水栗连接用户负荷母线中的热 水负荷母线; 所述储热箱组包括若干个储热单元、CCHP冗余电量电储热母线、市电电储热母线、换热 水管进水母线和换热水管出水母线;所述储热单元包括金属箱壳、保温岩棉、储热层、换热 水管、第一电加热丝、第二电加热丝、第三电加热丝、第四电加热丝和第四温度传感器组;在 所述金属箱壳的侧面开有强电加热孔和信号采集孔,在金属箱壳外表面的底部固定有安全 地线,所述金属箱壳内置有储热层,在金属箱壳与储热层之间安放有保温岩棉;所述储热层 由六块纵向布置的储热砖组成,在六块储热砖之间从下至上形成五个界面,分别为第一界 面、第二界面、第三界面、第四界面和第五界面;在第一界面处的两块储热砖上刻有凹槽并 放置有第一电加热丝和第二电加热丝,在第五界面处的两块储热砖上刻有凹槽并放置有第 三电加热丝和第四电加热丝,在第二界面处的两块储热砖和第四界面处的两块储热砖上均 刻有凹槽并放置有换热水管;各储热单元的换热水管进水端口接换热水管进水母线,出水 端口接换热水管出水母线,第一电加热丝与第三电加热丝并联后经强电加热孔引出后连接 CCHP冗余电量电储热母线,第二电加热丝与第四电加热丝并联后经强电加热孔引出后连接 市电电储热母线;在第三界面处的储热砖上前后两侧共设有四个槽眼,在槽眼内安置有第 四温度传感器组,所述第四温度传感器组经信号采集孔引出后连接所述PLC控制器组件; 所述电加热组件包括电储热开关、第一熔断器、第二熔断器、继电器、CCHP冗余电量母 线和市电交流母线;所述电储热开关的一端与市电交流母线相连,另一端与第一熔断器的 一端相连,第一熔断器的另一端经继电器与市电电储热母线相连,继电器与PLC控制器组件 相连;第二熔断器的一端与CCHP冗余电量母线相连,另一端与CCHP冗余电量电储热母线相 连;其特征在于:基于冷热电联产的储热调节方法包括如下步骤: 步骤1:设定系统初始化参数;具体包括设定补燃式余热锅炉的内置温度传感器、分流 调节组件中的第五温度传感器、余热调度组件中的第一温度传感器、第二温度传感器及热 水调节组件中的第三温度传感器的参数值,设定储热箱组的储热上限温度阈值和储热下限 温度阈值、储热箱组进行市电电储热的时间范围、储热箱组进行市电电储热的储热上限温 度阈值和储热下限温度阈值及热水调节组件的参考水位,计算第三流量调节阀开度调节的 上下限阈值并设定其初始开度为其下限阈值,设定分流调节组件中的第六循环水栗的热水 流速下限值,计算分流调节组件中的第四变频器的频率调节上下限阈值并设定其初始值为 其下限阈值,计算分流调节组件中的第一流量调节阀和第二流量调节阀开度调节的上下限 阈值并设定其初始开度为其下限阈值,计算补燃式余热锅炉的补燃量上下限阈值并设定其 初始值为其下限阈值; 步骤2:系统启动与参数整定;根据不同季节调节第一螺纹阀门、第二螺纹阀门和第三 螺纹阀门;若为冬季,则开启第一螺纹阀门、第三螺纹阀门、第四循环水栗和增压水栗,闭合 电加热组件的电储热开关,对电加热组件中的继电器输出断开信号;若为夏季,则开启第二 螺纹阀门、第三螺纹阀门、第五循环水栗和增压水栗,闭合电加热组件的电储热开关,对电 加热组件中的继电器输出断开信号; 步骤3:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则运行夏季模 式;根据运行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度恒定; 步骤4:进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值,通过调节 第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度、第四变频器的频率和补燃式余热锅炉的补燃量 维持第五温度传感器所在管道中热水温度的恒定; 步骤5:进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器组的 值,并求其平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器 的值,通过调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度及第四变频器的频率,调节补燃 式余热锅炉排出的低温烟气的温度; 步骤6:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间,通过调节电加热组件中继电器的 通断,控制通过市电进行的电储热; 步骤7:判断系统是否出现故障或者季节变化而收到停机信号,若是,则系统工作结束, 若否,则返回执行步骤3。
2.根据权利要求1所述的基于冷热电联产的储热调节方法,其特征在于:步骤1中所述 的计算分流调节组件中的第四变频器的频率调节上限阈值ft和频率调节下限阈值fL,其具 体方法如下: 循环水管中热水受到的阻力包括热水与管壁的摩擦产生的摩擦力Py和热水与阀门和接 头的摩擦产生的摩擦力Pj,则:
Figure CN106440902BC00041
式中,λ为管壁阻力系数,无量纲;1为管道长度,d为管道直径,P为热水密度,V为热水流 速A为各阀门与接头阻力系数,无量纲;i为阀门和接头编号,η为阀门和接头总数; 计算热水流动过程中受到的总阻力Ρς : PE = Py+Pj (2) 折算到水栗上的负载转矩Tl (V)为:
Figure CN106440902BC00042
式中,R为水栗叶轮半径,贝1J最小转速下的负载转矩Tl-min: TL-min = Tl (Vmin) (4) 根据三相交流电机的机械特性曲线和转速与转差率的关系式,则有:
Figure CN106440902BC00043
式中,T为电动机的输出转矩,p为水栗的电动机相数,E为水栗的单相电枢电动势,f为 电枢电流的频率,S为转差率,r2为转子电阻折算值,Li2为转子每相漏电感折算值,η为电动 机输出转速; 令式⑶中的T = Tl (Vmin),联立式(6),求出第四变频器的频率调节下限阈值fL; 电动机在额定频率50Hz以上调速时为恒功率调速,循环水栗中电动机的最大输出转矩 Tmax 为:
Figure CN106440902BC00051
式中,Lll为电动机定子的漏电感;对应最大输出转矩下的转差率Sm为:
Figure CN106440902BC00052
将电动机的额定电压与额定频率代入式⑵和式(8),求出在额定电压和额定频率下循 环水栗中电动机的最大输出转矩Tmax-O和对应的转差率Sm-O;联立式(6)和式⑶,求出最大输 出转矩下电动机的对应输出转速no,将v = n〇 · 2JTR代入到式⑷中,求出此转速下的负载转 矩 Tl-o; 当在基频以上调速时,E保持不变,由式⑵近似得出TmaxK Ι/f2,即:
Figure CN106440902BC00053
式中,k为频率调节系数,f〇为电动机的额定频率;由式(8)近似得出Sm〇cl/f,即:
Figure CN106440902BC00054
当输入频率大于电动机额定频率时,^对应的电动机输出转速η为:
Figure CN106440902BC00055
根据下式求得热水流速ν:
Figure CN106440902BC00056
联立式⑶和式(13),求出在该转速η下电动机的负载转矩Tu 在满足一定安全裕度的情况下有:
Figure CN106440902BC00057
式中,Ks为安全系数; 联立式(3)、式(13)和式(14),求得第四变频器的频率调节上限阈值ft。
3.根据权利要求1所述的基于冷热电联产的储热调节方法,其特征在于:步骤3中所述 的进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式;若为夏季,则运行夏季模式;根据运 行模式的不同对余热调度组件进行调节,维持用户负荷母线的温度恒定,具体包括如下步 骤: 步骤3.1:进行外环母线供能调节;若为冬季,则运行冬季模式,并执行步骤3.1.1;若为 夏季,则运行夏季模式,并执行步骤3.1.2; 步骤3.1.1:采集第一温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液位值, 判断第一温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.1.1.1;若否,则执行步 骤3.1.1.2; 步骤3.1.1.1:根据第一温度传感器的值,计算第一变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量减小第一变频器的频率,转去执行步骤3.2; 步骤3.1.1.2:根据第一温度传感器的值,计算第一变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量增加第一变频器的频率,转去执行步骤3.2; 步骤3.1.2:采集第二温度传感器和第三温度传感器的值以及热水调节组件的液位值, 判断第二温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.1.2.1;若否,则执行步 骤3.1.2.2; 步骤3.1.2.1:根据第二温度传感器的值,计算第二变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量减小第二变频器的频率,转去执行步骤3.2; 步骤3.1.2.2:根据第二温度传感器的值,计算第二变频器的频率调节量,并根据该频 率调节量增加第二变频器的频率,转去执行步骤3.2; 步骤3.2:判断第三温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤3.3;若否, 则转去执行步骤3.4; 步骤3.3:根据第三温度传感器的值,计算第三变频器的频率调节量,并根据该频率调 节量减小第三变频器的频率,转去执行步骤3.5; 步骤3.4:根据第三温度传感器的值,计算第三变频器的频率调节量,并根据该频率调 节量增加第三变频器的频率; 步骤3.5:判断热水调节组件的液位值是否小于其参考值;若是,执行步骤3.6;若否,则 转去执行步骤3.7; 步骤3.6:根据热水调节组件的液位值,计算第三流量调节阀的开度调节量,并根据该 开度调节量增加第三流量调节阀的开度,同时增加第三变频器的频率,使得流经第三流量 调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样,转去执行步骤3.8; 步骤3.7:根据热水调节组件的液位值,计算第三流量调节阀的开度调节量,并根据该 开度调节量减小第三流量调节阀的开度,同时减小第三变频器的频率,使得流经第三流量 调节阀第二分流口的流量与调节第三流量调节阀的开度前一样; 步骤3.8:结束本级调节,继续执行下一步。
4.根据权利要求1所述的基于冷热电联产的储热调节方法,其特征在于:步骤4中所述 的进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值,通过调节第一流量 调节阀和第二流量调节阀的开度、第四变频器的频率和补燃式余热锅炉的补燃量维持第五 温度传感器所在管道中热水温度的恒定,具体包括如下步骤: 步骤4.1:进行内环负荷供能调节;采集分流调节组件中第五温度传感器的值; 步骤4.2:判断第五温度传感器的值是否大于其参考温度值;若是,执行步骤4.3;若否, 则转去执行步骤4.11; 步骤4.3:判断补燃式余热锅炉的补燃量是否大于其补燃量调节下限阈值;若是,执行 步骤4.4;若否,则转去执行步骤4.5; 步骤4.4:根据第五温度传感器的值,计算补燃式余热锅炉的补燃调节量,并根据该补 燃调节量减小补燃式余热锅炉的补燃量,转去执行步骤4.18; 步骤4.5:判断第四变频器的频率是否大于其频率调节下限阈值;若是,执行步骤4.6; 若否,则转去执行步骤4.7; 步骤4.6:根据第五温度传感器的值,计算第四变频器的频率调节量,并根据该频率调 节量减小第四变频器的频率,转去执行步骤4.18; 步骤4.7:判断第二流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行步骤 4.8;若否,则转去执行步骤4.9; 步骤4.8:根据第五温度传感器的值,计算第二流量调节阀的开度调节量,并根据该开 度调节量减小第二流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18; 步骤4.9:判断第一流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行步骤 4.10;若否,则转去执行步骤4.18; 步骤4.10:根据第五温度传感器的值,计算第一流量调节阀的开度调节量,并根据该开 度调节量增加第一流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18; 步骤4.11:判断第一流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行步骤 4.12;若否,则转去执行步骤4.13; 步骤4.12:根据第五温度传感器的值,计算第一流量调节阀的开度调节量,并根据该开 度调节量减小第一流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18; 步骤4.13:判断第二流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行步骤 4.14;若否,则转去执行步骤4.15; 步骤4.14:根据第五温度传感器的值,计算第二流量调节阀的开度调节量,并根据该开 度调节量增加第二流量调节阀的开度,转去执行步骤4.18; 步骤4.15:判断第四变频器的频率是否小于其频率调节上限阈值;若是,执行步骤 4.16;若否,则转去执行步骤4.17; 步骤4.16:根据第五温度传感器的值,计算第四变频器的频率调节量,并根据该频率调 节量增加第四变频器的频率,转去执行步骤4.18; 步骤4.17:根据第五温度传感器的值,计算补燃式余热锅炉的补燃调节量,并根据该补 燃调节量增加补燃式余热锅炉的补燃量; 步骤4.18:结束本级调节,继续执行下一步。
5.根据权利要求1所述的基于冷热电联产的储热调节方法,其特征在于:步骤5中所述 的进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器组的值,并求其 平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值,通过 调节第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度及第四变频器的频率,调节补燃式余热锅炉 排出的低温烟气的温度,具体包括如下步骤: 步骤5.1:进行余热回收能量调节;采集储热箱组中各储热单元的第四温度传感器组的 值,并求其平均值,作为储热箱组的温度,采集补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器 的值; 步骤5.2:判断补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值是否大于其参考温度 值;若是,执行步骤5.3;若否,则转去执行步骤5.8; 步骤5.3:判断储热箱组的温度值是否小于其预设的储热上限温度参考阈值;若是,执 行步骤5.4;若否,则转去执行步骤5.8; 步骤5.4:判断第二流量调节阀的开度是否大于其开度调节下限阈值;若是,执行步骤
5.5;若否,则转去执行步骤5.6; 步骤5.5:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值,计算第二流量调节阀 的开度调节量,并根据该开度调节量减小第二流量调节阀的开度,同时减小第四变频器的 频率,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定,转去执行步骤5.8; 步骤5.6:判断第一流量调节阀的开度是否小于其开度调节上限阈值;若是,执行步骤 5.7;若否,则转去执行步骤5.8; 步骤5.7:根据补燃式余热锅炉低温烟气出口处温度传感器的值,计算第一流量调节阀 的开度调节量,并根据该开度调节量增加第一流量调节阀的开度,同时增加第四变频器的 频率,以维持流经片式换热器高温侧的热水流速恒定; 步骤5.8:结束本级调节,继续执行下一步。
6.根据权利要求1所述的基于冷热电联产的储热调节方法,其特征在于:步骤6中所述 的进行市电储热能量调节;实时获取当地时间,通过调节电加热组件中继电器的通断,控制 通过市电进行的电储热,具体包括如下步骤: 步骤6.1:进行市电储热能量调节;实时获取当地时间; 步骤6.2:判断当地时间是否在市电低电价时间范围内;若是,执行步骤6.3;若否,则转 去执行步骤6.7; 步骤6.3:判断储热箱组的温度值是否大于其预设的市电电储热的储热上限温度参考 阈值;若是,执行步骤6.4;若否,则转去执行步骤6.5; 步骤6.4:断开继电器,转去执行步骤6.7; 步骤6.5:判断储热箱组的温度值是否大于其预设的市电电储热的储热下限温度参考 阈值;若是,执行步骤6.7;若否,则执行步骤6.6; 步骤6.6:闭合继电器; 步骤6.7:结束本级调节,继续执行下一步。
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