CN106871233A - 热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统及其调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统及其调控方法，解决了变频泵运行能耗大损坏率高和手动泄压工作量大及循环水损失过多的问题。在补水定压管（7）上连接有膨胀定压管（10），膨胀定压管（10）通过隔离阀（13）与水囊（12）连通在一起，水囊（12）是设置在密闭膨胀罐（11）中的，在密闭膨胀罐中充满有压缩空气（14），压缩空气（14）是充满在密闭膨胀罐（11）的内腔与水囊（12）的外侧壁之间的，在密闭膨胀罐的罐体上分别设置有压缩空气进气口（15）和电控压力排气阀（19），在压缩空气进气口（15）上连接有压缩空气输送管（16），在压缩空气输送管的另一端上连接有空气压缩机（6）。实现定压点压力实时自动调整。

Description

热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统及其调控方法

技术领域

本发明涉及热电联产集中供热热网的一种膨胀补水稳压系统，特别涉及一种设置在热电厂供热首站内，为热电联产集中供热热力管网提供自动膨胀稳压和泄压的补水系统及其调控方法。

背景技术

热电联产集中供热热网为封闭循环管网，是由火力发电厂蒸汽机组提供热源热水，通过一次管网，将热量输送至城市的各个二次换热站内，经换热后回送回发电厂，再进行加压和升温的。在整个一次管网运行过程中，当管网失水或一次管网的循环泵发生故障时，造成管网发生失压现象，就会引起一次管网发生倒空和汽化现象，甚至产生水锤，影响到管网的安全运行。另外，当环境气温骤降时，为了迅速提高循环水温度，汽轮机会迅速加大对热网换热器的蒸汽供应，容易使一次管网中的水体迅速膨胀，导致一次管网发生超压现象，严重影响到了管网的安全运行。为了避免上述情况的发生，一般是在一次热网热源处的循环水泵前设置一个定压点，通过监测并维持定压点的压力，来避免上述现象的发生。目前，一次热网中的定压点的压力维持主要是采用以下方案来实现的：在热源循环水泵前设置变频补水泵，并设置手动泄压阀，进行一次管网的定压调节；当热网系统失水时，变频补水泵启动，实现补水升压，从而保证定压点压力的恒定；当热网系统迅速升温超压时，通过开启手动泄压阀进行泄水降压。该方案的特点是系统结构简单，投资低；缺点是补水泵需要不间端连续运行，具有设备运行方式不合理，能耗大和补水泵易损坏；同时，当超压时，泄压需要手动打开泄压阀，进行直接排放，存在运行人员工作量大和热网水大量浪费的问题。

发明内容：

本发明提供了一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统及其调控方法，解决了通过变频泵和手动泄压阀来维持一次管网压力恒定的技术方案所存在的变频泵运行能耗大损坏率高和手动泄压工作量大及循环水损失过多的技术问题。

一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统，包括一次管网供热首站，在一次管网供热首站上连接有一次供热管网，在一次供热管网上设置有二次管网换热站，在一次管网供热首站中设置有热网循环泵和热网加热器，在热网循环泵的入口处设置有补水定压管，补水定压管的另一端通过补水泵与补水水箱连通在一起，在补水定压管上连接有膨胀定压管，膨胀定压管通过隔离阀与水囊连通在一起，水囊是设置在密闭膨胀罐中的，在密闭膨胀罐中充满有压缩空气，压缩空气是充满在密闭膨胀罐的内腔与水囊的外侧壁之间的，在密闭膨胀罐的罐体上分别设置有压缩空气进气口和电控压力排气阀，在压缩空气进气口上连接有压缩空气输送管，在压缩空气输送管的另一端上连接有空气压缩机。

在压缩空气输送管上设置有压缩空气电控调节阀，在密闭膨胀罐中设置有压力传感器，压缩空气电控调节阀、电控压力排气阀和压力传感器均分别与电控器电连接在一起。

一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统的调控方法，其特征在于以下步骤：

第一步、在补水定压管上连接膨胀定压管，膨胀定压管通过隔离阀与水囊连通在一起，水囊是设置在密闭膨胀罐中的，在密闭膨胀罐中充满压缩空气，在密闭膨胀罐的罐体上分别设置有压缩空气进气口和电控压力排气阀，在压缩空气进气口上连接有压缩空气输送管，在压缩空气输送管的另一端上连接空气压缩机；

第二步、当一次管网水体迅速膨胀，补水定压管中压力升高时，补水泵处于停止状态，膨胀的循环水依次通过补水定压管和膨胀定压管进入到水囊中，水囊膨胀并压缩密闭膨胀罐中的压缩空气，从而保证水囊以及补水定压管中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现超压现象；

若补水定压管中压力进一步升高，使压缩空气的压力超过设定压力上限时，压力传感器将测得的压力信号传送给电控器，电控器控制电控压力排气阀开启，进行泄压，从而为水囊的进一步膨胀腾出空间，当压缩空气的压力恢复到设定压力上限以下时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制电控压力排气阀关闭，从而保证水囊以及补水定压管中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现超压现象；

第三步、若一次供热管网失水，导致补水定压管中的压力降低时，密闭膨胀罐中的压缩空气压缩水囊，将水囊中的带压水，依次通过膨胀定压管和补水定压管补充到一次供热管网中，从而保证补水定压管中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现失压现象；

若一次供热管网进一步失水，使压缩空气的压力降低到设定压力下限以下时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制压缩空气调节阀打开，空气压缩机将压缩空气补入到密闭膨胀罐中，水囊进一步受压，将水囊中的水，依次通过膨胀定压管和补水定压管进一步补入到一次供热管网中，当压缩空气的压力恢复到设定压力下限以上时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制压缩空气调节阀关闭，从而保证补水定压管中的压力均保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现失压现象。

本发明的有益效果是通过设置一组膨胀装置和一组补水泵协同运行，可以在集中供热热网大多数漏水失压和升温超压的工况下，通过膨胀装置的自动膨胀和压缩，实现定压点压力实时自动调整，保持在安全压力范围内；当定压点压力波动过大，超过膨胀罐设定压力上限或下限时，膨胀罐的电控压力排气阀和压缩空气进气调节阀启动，进一步的维持定压点压力稳定。不但保证了热网定压系统的稳定，减少了补水泵运行时间，从而降低了系统运行成本，而且可以回收热网膨胀而排出的循环水，避免了大量排水的浪费和降低了运行人员工作量。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统，包括一次管网供热首站3，在一次管网供热首站3上连接有一次供热管网1，在一次供热管网1上设置有二次管网换热站2，在一次管网供热首站3中设置有热网循环泵5和热网加热器4，在热网循环泵5的入口处设置有补水定压管7，补水定压管7的另一端通过补水泵8与补水水箱9连通在一起，在补水定压管7上连接有膨胀定压管10，膨胀定压管10通过隔离阀13与水囊12连通在一起，水囊12是设置在密闭膨胀罐11中的，在密闭膨胀罐11中充满有压缩空气14，压缩空气14是充满在密闭膨胀罐11的内腔与水囊12的外侧壁之间的，在密闭膨胀罐11的罐体上分别设置有压缩空气进气口15和电控压力排气阀19，在压缩空气进气口15上连接有压缩空气输送管16，在压缩空气输送管16的另一端上连接有空气压缩机6。在膨胀定压管10上可并联多组密闭膨胀罐11和水囊12组成的补水泄压支路。

在压缩空气输送管16上设置有压缩空气电控调节阀17，在密闭膨胀罐11中设置有压力传感器20，压缩空气电控调节阀17、电控压力排气阀19和压力传感器20均分别与电控器18电连接在一起。

一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统的调控方法，其特征在于以下步骤：

第一步、在补水定压管7上连接膨胀定压管10，膨胀定压管10通过隔离阀13与水囊12连通在一起，水囊12是设置在密闭膨胀罐11中的，在密闭膨胀罐11中充满压缩空气14，在密闭膨胀罐11的罐体上分别设置有压缩空气进气口15和电控压力排气阀19，在压缩空气进气口15上连接有压缩空气输送管16，在压缩空气输送管16的另一端上连接空气压缩机6；

第二步、当一次管网水体迅速膨胀，补水定压管7中压力升高时，补水泵8处于停止状态，膨胀的循环水依次通过补水定压管7和膨胀定压管10进入到水囊12中，水囊12膨胀并压缩密闭膨胀罐11中的压缩空气14，从而保证水囊以及补水定压管中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现超压现象；

若补水定压管7中压力进一步升高，使压缩空气14的压力超过设定压力上限时，压力传感器20将测得的压力信号传送给电控器18，电控器18控制电控压力排气阀19开启，进行泄压，从而为水囊12的进一步膨胀腾出空间，当压缩空气14的压力恢复到设定压力上限以下时，压力传感器20将压力信号传送给电控器18，电控器18控制电控压力排气阀19关闭，从而保证水囊12以及补水定压管7中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现超压现象；

第三步、若一次供热管网1失水，导致补水定压管7中的压力降低时，密闭膨胀罐11中的压缩空气14压缩水囊12，将水囊12中的带压水，依次通过膨胀定压管10和补水定压管7补充到一次供热管网1中，从而保证补水定压管7中的压力保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现失压现象；

若一次供热管网1进一步失水，使压缩空气14的压力降低到设定压力下限以下时，压力传感器20将压力信号传送给电控器18，电控器18控制压缩空气调节阀17打开，空气压缩机6将压缩空气补入到密闭膨胀罐11中，水囊12进一步受压，将水囊12中的水，依次通过膨胀定压管10和补水定压管7进一步补入到一次供热管网1中，当压缩空气14的压力恢复到设定压力下限以上时，压力传感器20将压力信号传送给电控器18，电控器18控制压缩空气调节阀17关闭，从而保证补水定压管7中的压力均保持在安全压力范围内，避免一次供热管网中出现失压现象。

本发明系统设置于热电厂供热首站内，实现对集中供热一次热网进行定压稳压。当热网系统在泄露失压过程中，通过实现膨胀罐11分阶段自动补水稳压，减少补水泵的运行时间，达到补水泵合理运行的目的；升温超压过程中，实现膨胀罐11分阶段自动回收膨胀水量，到达减少管网水损失和减少运行人员工作量的目的。当由于热网升温等原因造成定压点压力升高时，首先水囊12吸入循环水，降低定压点压力，如果定压点压力持续升高，超出膨胀装置吸收能力时，电控器18控制电控压力排气阀19打开泄压，也可通过运行人员手动操作主动泄压阀，主动排出热网水，达到保护热网及膨胀装置的目的。当于管网泄露等原因造成定压点压力降低，首先水囊12排出循环水补入热网，提升定压点压力，如果定压点压力持续降低，超出膨胀装置补充能力时，补水泵8及时启动进行补水，来进一步的保证定压点压力。

Claims (3)

1.一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统，包括一次管网供热首站（3），在一次管网供热首站（3）上连接有一次供热管网（1），在一次供热管网（1）上设置有二次管网换热站（2），在一次管网供热首站（3）中设置有热网循环泵（5）和热网加热器（4），在热网循环泵（5）的入口处设置有补水定压管（7），补水定压管（7）的另一端通过补水泵（8）与补水水箱（9）连通在一起，其特征在于，在补水定压管（7）上连接有膨胀定压管（10），膨胀定压管（10）通过隔离阀（13）与水囊（12）连通在一起，水囊（12）是设置在密闭膨胀罐（11）中的，在密闭膨胀罐（11）中充满有压缩空气（14），压缩空气（14）是充满在密闭膨胀罐（11）的内腔与水囊（12）的外侧壁之间的，在密闭膨胀罐（11）的罐体上分别设置有压缩空气进气口（15）和电控压力排气阀（19），在压缩空气进气口（15）上连接有压缩空气输送管（16），在压缩空气输送管（16）的另一端上连接有空气压缩机（6）。

2.根据权利要求1所述的一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统，其特征在于，在压缩空气输送管（16）上设置有压缩空气电控调节阀（17），在密闭膨胀罐（11）中设置有压力传感器（20），压缩空气电控调节阀（17）、电控压力排气阀（19）和压力传感器（20）均分别与电控器（18）电连接在一起。

3.一种热电联产集中供热热网的膨胀补水稳压系统的调控方法，其特征在于以下步骤：

第一步、在补水定压管（7）上连接膨胀定压管（10），膨胀定压管（10）通过隔离阀（13）与水囊（12）连通在一起，水囊（12）是设置在密闭膨胀罐（11）中的，在密闭膨胀罐（11）中充满压缩空气（14），在密闭膨胀罐（11）的罐体上分别设置有压缩空气进气口（15）和电控压力排气阀（19），在压缩空气进气口（15）上连接有压缩空气输送管（16），在压缩空气输送管（16）的另一端上连接空气压缩机（6）；

第二步、当一次管网水体迅速膨胀，补水定压管中压力升高时，补水泵处于停止状态，膨胀的循环水依次通过补水定压管和膨胀定压管进入到水囊中，水囊膨胀并压缩密闭膨胀罐中的压缩空气；

若补水定压管中压力进一步升高，使压缩空气的压力超过设定压力上限时，压力传感器将测得的压力信号传送给电控器，电控器控制电控压力排气阀开启，进行泄压，从而为水囊的进一步膨胀腾出空间，当压缩空气的压力恢复到设定压力上限以下时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制电控压力排气阀关闭，从而保证水囊以及补水定压管中的压力保持在安全压力范围内；

第三步、若一次供热管网失水，导致补水定压管中的压力降低时，密闭膨胀罐中的压缩空气压缩水囊，将水囊中的带压水，依次通过膨胀定压管和补水定压管补充到一次供热管网中，从而保证补水定压管中的压力保持在安全压力范围内；

若一次供热管网进一步失水，使压缩空气的压力降低到设定压力下限以下时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制压缩空气调节阀打开，空气压缩机将压缩空气补入到密闭膨胀罐中，水囊进一步受压，将水囊中的水，依次通过膨胀定压管和补水定压管进一步补入到一次供热管网中，当压缩空气的压力恢复到设定压力下限以上时，压力传感器将压力信号传送给电控器，电控器控制压缩空气调节阀关闭，从而保证补水定压管中的压力均保持在安全压力范围内。