CN114738826B - 锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN114738826B CN202210375464.5A CN202210375464A CN114738826B CN 114738826 B CN114738826 B CN 114738826B CN 202210375464 A CN202210375464 A CN 202210375464A CN 114738826 B CN114738826 B CN 114738826B
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Abstract

本申请提供一种锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质,所述方法包括:根据供热需求,获得锅炉的供热目标焓值;根据供热目标焓值和外气环境参数,获得锅炉的理论加热温度;通过调节锅炉参数使得锅炉的末端实际供水温度符合理论加热温度。本申请通过调节锅炉参数控制锅炉供水温度,避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量,减少能源消耗,同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。

Description

锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及锅炉控制技术领域,尤其涉及一种锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
锅炉作为一种能量转换设备,广泛应用于工业生产和日常生活。锅炉通过供应热水的方式对空气进行升温或加湿,若锅炉供应的水温过高,虽然能够满足升温或加湿需求,但容易导致空气温度偏高,需要消耗冰水进行降温,同时也会增加热损失。若锅炉供应的水温过低,则会影响升温或加湿。因此,目前缺少可以控制锅炉水温的手段,容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量,从而造成能源浪费,或由于水温过低而无法满足供热需求。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质,以解决因缺少控制锅炉水温的手段,容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量,或由于水温过低而无法满足供热需求的技术问题。
本申请提供一种锅炉供热调控方法,所述方法包括:
根据供热需求,获得锅炉的供热目标焓值;
根据所述供热目标焓值和外气环境参数,获得所述锅炉的理论加热温度;
通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度,以对锅炉供热进行调控。
本申请还提供一种锅炉供热调控系统,所述系统包括:
锅炉,包括用于供水及回水循环的水泵、分别与所述水泵和锅炉进水口连接的进水管、与锅炉出水口连接的出水管、与所述出水管连接的供水管以及与所述水泵连接的回水管;
焓值确定单元,用于根据供热需求,获得所述锅炉的供热目标焓值;
温度确定单元,用于获取外气环境参数,根据所述供热目标焓值和所述外气环境参数,获得所述锅炉的理论加热温度;
调节控制单元,用于通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度。
本申请还提供一种电子设备,所述电子设备包括:
处理器;以及
存储器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中的指令,使得所述电子设备执行上述的锅炉供热调控方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述的锅炉供热调控方法。
本申请的锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质可以通过调节锅炉参数控制锅炉的供水温度,使得锅炉的供水温度符合理论加热温度,避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量,减少能源消耗、提高能效,有利于节能环保,同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本申请较佳实施方式提供的锅炉供热调控系统的结构示意图。
图2是本申请一实施方式提供的锅炉的结构示意图。
图3是本申请另一实施方式提供的锅炉的结构示意图。
图4是本申请另一实施方式提供的锅炉的结构示意图。
图5是本申请另一实施方式提供的锅炉的结构示意图。
图6是本申请较佳实施方式提供的锅炉供热调控方法的流程图。
图7是本申请一实施方式提供的通过调节锅炉参数使得锅炉的末端实际供水温度符合理论加热温度的流程图。
图8是本申请另一实施方式提供的通过调节锅炉参数使得锅炉的末端实际供水温度符合理论加热温度的流程图。
图9是本申请另一实施方式提供的通过调节锅炉参数使得锅炉的末端实际供水温度符合理论加热温度的流程图。
图10是本申请较佳实施方式提供的电子设备的结构示意图。
主要元件符号说明
锅炉供热调控系统 1
锅炉 10
锅炉主体 101
温湿度感测器 102
进水口 103
出水口 104
水泵 11
进水管 12
出水管 13
第一温度感测器 131
供水管 14
第二温度感测器 141
回水管 15
第三温度感测器 151
第一水循环调节管路 16
第一旁通阀 161
第二水循环调节管路 17
第二旁通阀 171
供求目标 18
焓值确定单元 20
温度确定单元 30
调节控制单元 40
锅炉控制单元 50
电子设备 2
处理器 201
存储器 202
计算机程序 203
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
请参阅图1所示,为本申请较佳实施方式提供的锅炉供热调控系统的结构示意图。锅炉供热调控系统1用于对锅炉10供应的热水温度进行控制。锅炉供热调控系统1包括,但不限于,锅炉10、焓值确定单元 20、温度确定单元30、调节控制单元40及锅炉控制单元50。
请参阅图2所示,为本申请第一实施方式提供的锅炉的结构示意图。锅炉10包括锅炉主体101、水泵11、进水管12、出水管13、供水管14和回水管15。锅炉主体101包括进水口103和出水口104。水泵11 用于供水及回水循环。进水管12分别与水泵11和进水口103连接。出水管13与出水口104连接,供水管14与出水管13连接,回水管15与水泵11连接。在一实施方式中,锅炉10设有温湿度感测器102,用于侦测外气的温度和湿度,出水管13设有第一温度感测器131,邻近锅炉10 设置,用于侦测从锅炉10中被加热出来的水的出水温度T出,供水管14 设有第二温度感测器141,因从锅炉10出来的水通过出水管13流至供水管14以及供求目标18时,会产生热损耗,以及与外界空气的热交换等,所以第二温度感测器141可以邻近供求目标18设置,以更加准确的测量流入供求目标18的末端实际供水温度T供,回水管15设有第三温度感测器151,用于侦测回水管温度T回。
在一实施方式中,锅炉10用于给供求目标18供应热水,其中,供求目标18可以是MAU(Make-up Air Unit,新风机组)设备、空调、室内车间、供暖设备等,也可以是空间设备,比如办公室、车间。由此,锅炉10和供求目标18之间亦可实现水循环,锅炉10内加热的热水通过出水管13流通至供水管14,再由供水管14最终为供求目标18供热,被供求目标18进行热交换和热利用后的水,通过回水管15和水泵11,再次经进水管12循环回流至锅炉10内。
焓值确定单元20用于根据供热需求,获得锅炉的供热目标焓值。在一实施方式中,供热需求包括供热目标温度和供热目标湿度。焓值确定单元20通过供热目标温度和供热目标湿度获得供热目标焓值。其中,焓值为空气中含有的总热量,焓值确定单元20可以包括运算器,其能够进行各种运算操作,该运算器至少包括加、减、乘、除等基本功能的算术逻辑单元,通过参数和数据的采集和计算,以确定相应的焓值,在一实施方式中,可以基于焓湿图确定供热目标温度和供热目标湿度对应的供热目标焓值,但是也可以根据其他焓值计算模型根据温度和湿度来对焓值进行计算或推算。在一种焓值的计算方式中,焓值确定单元20基于供热目标温度、供热目标湿度及计算公式i=1.01t+(2490+1.84t)d,获得供热目标焓值。其中,i为供热目标焓值,t为供热目标温度,d为供热目标湿度,1.01为干空气的平均定压比热,1.84为水蒸气的平均定压比热, 2490为0℃时水的汽化潜热。可选地,例如供热目标温度为20℃,供热目标湿度为60%,此时供热目标焓值为32kj/kg。
温度确定单元30用于获取外气环境参数,根据供热目标焓值和外气环境参数,获得锅炉的理论加热温度。温度确定单元30可以为运算器,其能够进行各种运算操作,该运算器至少包括加、减、乘、除等基本功能的算术逻辑单元。运算器通过算术逻辑单元对温度传感器测量和发送的温度值进行运算操作。温度确定单元30还可以为能够进行或具有该运算操作功能的其他器件。
在一实施方式中,外气环境参数包括外气温度和外气湿度,温度确定单元30获取温湿度感测器102感测到的外气温度和外气湿度,通过焓湿图确定外气温度、外气湿度及供热目标焓值对应的锅炉的理论加热温度,从而对锅炉进行实时调控,使得锅炉加热后的热水温度能够结合外气环境的含水率(外气温度和外气湿度),以符合供热目标温度和供热目标湿度的要求,满足供热焓值,达到节能环能的效果,同上,也可以基于其他焓值计算模型根据温度和湿度来对焓值进行计算或推算。
在一实施方式中,理论加热温度大于或等于锅炉最低加热温度。可选地,锅炉最低加热温度可以根据实际需求设定为25℃。若温度确定单元30根据供热目标焓值和外气环境参数获得的锅炉的理论加热温度小于锅炉最低加热温度,确定锅炉最低加热温度为理论加热温度。例如若理论加热温度为20℃,锅炉的最低加热温度只能是25℃,此时依据锅炉性能、节能环保和能耗等需求,可调整理论加热温度为25℃。若温度确定单元30根据供热目标焓值和外气环境参数获得的锅炉的加热温度大于或等于锅炉最低加热温度,确定实际获得的加热温度为理论加热温度,从而通过调节锅炉系统的加热温度和加热方式,以达到最终需求的理论加热温度,并对锅炉供热进行调控。
调节控制单元40用于通过调节锅炉参数使得锅炉10的末端实际供水温度符合理论加热温度,从而进一步满足供热目标焓值。其中,调节控制单元40可以是集散控制系统(DCS),也可以是编程控制系统 (PLC),或者PID(Proportion Integral Differential,比例积分微分) 控制系统,或者人为控制,以便于分析、判断、控制、调节锅炉的启停、阀门是否开闭或者阀门开度、压差等参数。
在一实施方式中,锅炉10的末端实际供水温度符合理论加热温度包括如下三种情况中的至少一种:末端实际供水温度与理论加热温度相等;或理论加热温度为末端实际供水温度与预设增益温度之和;或末端实际供水温度与理论加热温度之间的差值的绝对值小于阈值,以使得末端实际供水温度与理论加热温度的温度曲线趋于重合,并且末端实际供水温度与理论加热温度趋于平稳。可选地,理论加热温度为40℃,预设增益温度为3℃,阈值为3℃。
例如,若末端实际供水温度为40℃,则末端实际供水温度与理论加热温度相等。若末端实际供水温度为37℃,则理论加热温度为末端实际供水温度与预设增益温度之和。若末端实际供水温度为42℃,则末端实际供水温度与理论加热温度之间的差值的绝对值小于阈值。
在一实施方式中,满足供热目标焓值是指在末端实际供水温度符合理论加热温度的情况下,通过热水对环境进行加热,以调节目标环境的温度,使得环境焓值达到供热目标焓值。
在一实施方式中,锅炉参数包括停炉温度和启炉温度,锅炉控制单元50获取第一温度感测器131感测的锅炉出水温度T,基于锅炉出水温度T大于停炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉10停炉。基于锅炉出水温度T大于启炉温度,且小于停炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉 10继续工作,启炉工作。若锅炉出水温度T小于启炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉10继续工作,即在锅炉10开启的状态下,锅炉继续工作。这里需要说明的是,锅炉控制单元50可通过判断锅炉出水温度T是否大于停炉温度,以及判断锅炉出水温度T是否大于启炉温度,来对锅炉10的停炉、启炉或是否继续工作进行调节控制。其中,锅炉控制单元50可以是集散控制系统(DCS),也可以是编程控制系统(PLC),或者PID控制系统,或者人为控制,以便于分析、控制、调节锅炉的运行。
需要说明的是,若锅炉出水温度T大于停炉温度,说明锅炉出水温度T过高,为保障锅炉10的稳定性,控制锅炉10停炉。在停炉的过程中,锅炉10逐渐降低供热量,停止供应燃料,使用原有燃料继续供热,水泵11继续工作。若锅炉出水温度T因停炉而降低至大于启炉温度,且小于停炉温度,说明锅炉出水温度T已降低至安全温度,锅炉10继续工作,启炉工作。若锅炉出水温度T小于启炉温度,说明锅炉出水温度T较低,锅炉10继续工作。
在一实施方式中,锅炉控制单元50获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T,并判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,锅炉控制单元50通过控制调节锅炉的加热以降低停炉温度。若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,锅炉控制单元50 通过控制调节锅炉的加热以提高启炉温度。
具体地,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,通过降低停炉温度,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,通过提高启炉温度,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,说明锅炉的停炉温度较高而没有及时停炉,从而导致末端实际供水温度T过高,如此,通过降低停炉温度,使得锅炉提前停炉,从而及时降低末端实际供水温度T,同时减少能源消耗。若末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,说明锅炉停炉之后没有及时启炉而导致末端实际供水温度T过低,为了提高末端实际供水温度T,提高启炉温度,使得末端实际供水温度T在锅炉停炉的过程中提前达到启炉温度,进而使得锅炉提前启炉工作,以提高末端实际供水温度T
在一实施方式中,锅炉参数还包括水泵开启台数和频率。调节控制单元40还可根据锅炉10的末端压差是否小于预设压差,以对水泵11的开启台数或频率进行调节控制。在一个实施例中,多个水泵11串联设置在回水管15上,其中,水泵11为变频水泵,每台水泵11对应设置有一个频率范围值(频率最低临界值和频率最高临界值),这里需要说明的是,水泵11根据实际需求,可以选择统一型号、类型和功率的水泵。若确定末端压差小于预设压差,增加水泵开启台数及/或增加水泵开启频率。若确定末端压差大于预设压差,减少水泵开启台数及/或减小水泵开启频率。可选地,参考锅炉管路的安全性能,预设压差可以设定为 0.4Mpa。
具体地,若末端压差小于预设压差,说明水泵11以当前的频率抽取末端回水的难度较大,此时回水管15和供水管14之间的水流压差较小,回水管15内水流流量低,管路的水流压力稳定性差,锅炉系统运行安全性低,因此,需要增加水泵频率或开启台数,以提高回水管15的水流压强。根据末端压差确定水泵11的第一总频率,若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值,将水泵11的频率增加至第一总频率。若第一总频率大于水泵11的频率最高临界值,先将一台水泵的频率增加至频率最高临界值,然后加开第二台水泵,加开水泵的初始频率为频率最高临界值与第一总频率的差值,若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值的两倍,调节两台水泵的频率相等且两台水泵的频率之和为第一总频率。若第一总频率大于水泵11的频率最高临界值的两倍,继续加开第三台水泵,根据以上的频率调节逻辑调节三台水泵的频率或加开第四台水泵,以此类推,直至水泵的频率之和达到第一总频率,从而增加从供求目标18内对末端回水进行抽取的流量,以提高回水管15内的水流压强。
若末端压差大于预设压差,说明水泵11的开启台数过多或当前的频率过大,此时回水管15和供水管14之间的水流压差较大,回水管15内水流流量大,管路的水流压力稳定性差,锅炉系统运行安全性低,因此,需要减小水泵频率或开启台数。根据末端压差确定水泵11的第二总频率,若多台水泵处于开启状态,优先减少水泵开启台数,关闭后开启的水泵,并调节已开启水泵的频率,以满足第二总频率。若只有一台水泵处于开启状态,则减小水泵的频率至第二总频率。
例如,假设水泵的频率最高临界值为45Hz,频率最低临界值为 10Hz。若末端压差小于预设压差,且第一总频率为60Hz时,将已开启水泵的频率调节至45Hz,开启第二台水泵,第二台水泵的初始频率为 35Hz,然后调节两台水泵的频率均为30Hz,以调节两台水泵的总频率为 60Hz。若末端压差大于预设压差,且第二总频率为25Hz时,将后开启的水泵关闭,将仍开启的水泵的频率调节为25Hz,以满足第二总频率。
在一实施方式中,可以通过增量式PID控制配合PID调节器调节水泵的频率,对于后开启的水泵,通过设置PID参数以加快频率调节速度。
请参阅图3所示,为本申请第二实施方式提供的锅炉的结构示意图。进一步地,第一水循环调节管路16设置于锅炉10的进水管12和出水管13之间,且与锅炉10并联。第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。锅炉参数包括第一旁通阀161的开关状态或开度。
在一实施方式中,调节控制单元40获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T,判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。
在一实施方式中,若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,调节控制单元40通过开启第一旁通阀161和增加第一旁通阀161的开度中的至少一种方式,降低末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度 T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,在第一旁通阀161处于关闭状态时开启第一旁通阀161,或在第一旁通阀161的开度较小时增加第一旁通阀161的开度,使得部分回水或更多回水进入第一水循环调节管路16,再通过供水管14随经过锅炉10加热的水一并提供至供求目标18,由于进入第一水循环调节管路16的回水未经过锅炉10的加热,可以降低末端实际供水温度T,避免末端实际供水温度T过高,同时减少能源消耗。
若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,调节控制单元40 通过关闭第一旁通阀和减少第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高末端实际供水温度T,使得锅炉的末端实际供水温度T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T小于理论加热温度,在第一旁通阀161处于开启状态时关闭第一旁通阀161,或在第一旁通阀161的开度较大时减小第一旁通阀161的开度,使得回水不会进入第一水循环调节管路16,而是进入锅炉10,通过锅炉10进行加热,从而提高末端实际供水温度T,或减少进入第一水循环调节管路16的回水,使得更多的回水进入锅炉10,从而提高末端实际供水温度T,避免末端实际供水温度T过低而无法满足供热需求。
若末端实际供水温度T大于理论加热温度,增大第一旁通阀161的频率,以增加第一旁通阀161的开度。若末端实际供水温度T小于理论加热温度,减小第一旁通阀161的频率,以减小第一旁通阀161的开度。
请参阅图4所示,为本申请第三实施方式提供的锅炉的结构示意图。进一步地,第二水循环调节管路17设置于锅炉10的供水管14和回水管15之间,且与锅炉10并联。第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。锅炉参数包括第二旁通阀171的开关状态或开度。
在一实施方式中,调节控制单元40获取第三温度感测器151感测的回水管温度T,并判断末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差是否大于预设温差。可选地,参考锅炉管路的安全性能,预设温差可以设定为20℃。
在一实施方式中,锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启,且末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差大于预设温差时,调节控制单元40控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀171的开度,以提高回水管温度T,使得锅炉10正常工作。
需要说明的是,在锅炉10刚开启工作进行供热时,回水管15的水量较少,温度较低,导致系统温差较大,末端供水温度不够稳定。此时,开启第二旁通阀171,使得供水管14的部分水不供应至供求目标 18,而是在水泵11的作用下通过第二水循环调节管路17进入回水管 15,进而提前进入锅炉10进行加热,如此循环以尽快提高回水管温度T 回。
在一实施方式中,若末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差小于或等于预设温差时,调节控制单元40控制第二旁通阀171关闭或减少第二旁通阀171的开度。
需要说明的是,若回水管15的温度较高,系统温差较小时,末端供水温度趋于稳定。此时,关闭第二旁通阀171,使得供水管14的所有水供应至供求目标18,无需通过第二水循环调节管路17提前进入回水管 15。
请参阅图5所示,为本申请第四实施方式提供的锅炉的结构示意图。
进一步地,锅炉10的进水管12和出水管13之间设置有第一水循环调节管路16,且第一水循环调节管路16与锅炉10并联,第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。锅炉10的供水管14和回水管15之间设置有第二水循环调节管路17,且第二水循环调节管路17与锅炉10、第一水循环调节管路16均并联,第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。
在上述第四实施方式中,锅炉参数包括停炉温度、启炉温度、水泵开启台数和频率、第一旁通阀161的开关状态或开度、以及第二旁通阀 171的开关状态或开度。
锅炉控制单元50获取第一温度感测器131感测的锅炉出水温度T,基于锅炉出水温度T大于停炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉10 停炉。基于锅炉出水温度T大于启炉温度,且小于停炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉10继续工作,启炉工作。若锅炉出水温度T小于启炉温度,锅炉控制单元50控制锅炉10继续工作,即在锅炉10开启的状态下,锅炉继续工作。这里需要说明的是,锅炉控制单元50可通过判断锅炉出水温度T是否大于停炉温度,以及判断锅炉出水温度T是否大于启炉温度,来对锅炉10的停炉、启炉或是否继续工作进行调节控制。
需要说明的是,若锅炉出水温度T大于停炉温度,说明锅炉出水温度T过高,为保障锅炉10的稳定性,控制锅炉10停炉。在停炉的过程中,锅炉10逐渐降低供热量,停止供应燃料,使用原有燃料继续供热,水泵11继续工作。若锅炉出水温度T因停炉而降低至大于启炉温度,且小于停炉温度,说明锅炉出水温度T已降低至安全温度,锅炉10继续工作,启炉工作。若锅炉出水温度T小于启炉温度,说明锅炉出水温度T较低,锅炉10继续工作。
在一实施方式中,锅炉控制单元50获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T,并判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,锅炉控制单元50通过控制调节锅炉的加热以降低停炉温度。若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,锅炉控制单元50 通过控制调节锅炉的加热以提高启炉温度。
具体地,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,通过降低停炉温度,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,通过提高启炉温度,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,且锅炉没有停炉,说明锅炉的停炉温度较高而没有及时停炉,从而导致末端实际供水温度T过高,如此,通过降低停炉温度,使得锅炉提前停炉,从而及时降低末端实际供水温度T,同时减少能源消耗。若末端实际供水温度T小于理论加热温度,且锅炉停炉,说明锅炉停炉之后没有及时启炉而导致末端实际供水温度T过低,为了提高末端实际供水温度T,提高启炉温度,使得末端实际供水温度T在锅炉停炉的过程中提前达到启炉温度,进而使得锅炉提前启炉工作,以提高末端实际供水温度T
在一实施方式中,水泵11为变频水泵。调节控制单元40还判断锅炉10的末端压差是否小于预设压差。可选地,参考锅炉的安全性能,预设压差可以设定为0.4Mpa。若确定末端压差小于预设压差,增加水泵开启台数及/或增加水泵开启频率。若确定末端压差大于预设压差,减少水泵开启台数及/或减小水泵开启频率。
具体地,若末端压差小于预设压差,说明水泵11以当前的频率抽取末端回水的难度较大,需要增加水泵频率或开启台数。根据末端压差确定水泵11的第一总频率,若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值,将水泵11的频率增加至第一总频率。若第一总频率大于水泵11 的频率最高临界值,先将一台水泵的频率增加至频率最高临界值,然后加开第二台水泵,加开水泵的初始频率为频率最高临界值与第一总频率的差值,若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值的两倍,调节两台水泵的频率相等且两台水泵的频率之和为第一总频率。若第一总频率大于水泵11的频率最高临界值的两倍,继续加开第三台水泵,根据以上的频率调节逻辑调节三台水泵的频率或加开第四台水泵,以此类推,直至水泵的频率之和达到第一总频率。
若末端压差大于预设压差,说明水泵11的开启台数过多或当前的频率过大,需要减小水泵频率或开启台数。根据末端压差确定水泵11的第二总频率,若多台水泵处于开启状态,优先减少水泵开启台数,关闭后开启的水泵,并调节已开启水泵的频率,以满足第二总频率。若只有一台水泵处于开启状态,则减小水泵的频率至第二总频率。
例如,假设水泵的频率最高临界值为45Hz,频率最低临界值为 10Hz。若末端压差小于预设压差,且第一总频率为60Hz时,将已开启水泵的频率调节至45Hz,开启第二台水泵,第二台水泵的初始频率为 35Hz,然后调节两台水泵的频率均为30Hz,以调节两台水泵的总频率为 60Hz。若末端压差大于预设压差,且第二总频率为25Hz时,将后开启的水泵关闭,将仍开启的水泵的频率调节为25Hz,以满足第二总频率。
在一实施方式中,可以通过增量式PID配合PID调节器调节水泵的频率,对于后开启的水泵,通过设置PID参数以加快频率调节速度。
在一实施方式中,调节控制单元40获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T,判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。
在一实施方式中,若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,调节控制单元40通过开启第一旁通阀161和增加第一旁通阀161的开度中的至少一种方式,降低末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度 T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T大于理论加热温度,在第一旁通阀161处于关闭状态时开启第一旁通阀161,或在第一旁通阀161的开度较小时增加第一旁通阀161的开度,使得部分回水或更多回水进入第一水循环调节管路16,再通过供水管14随经过锅炉10加热的水一并提供至供求目标18,由于进入第一水循环调节管路16的回水未经过锅炉10的加热,可以降低末端实际供水温度T,避免末端实际供水温度T过高,同时减少能源消耗。
若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,调节控制单元40 通过关闭第一旁通阀和减少第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高末端实际供水温度T,使得锅炉的末端实际供水温度T符合理论加热温度。
需要说明的是,若末端实际供水温度T小于理论加热温度,在第一旁通阀161处于开启状态时关闭第一旁通阀161,或在第一旁通阀161的开度较大时减小第一旁通阀161的开度,使得回水不会进入第一水循环调节管路16,而是进入锅炉10,通过锅炉10进行加热,从而提高末端实际供水温度T,或减少进入第一水循环调节管路16的回水,使得更多的回水进入锅炉10,从而提高末端实际供水温度T,避免末端实际供水温度T过低而无法满足供热需求。
具体地,可以通过增量式PID配合PID调节器控制第一旁通阀 161。若末端实际供水温度T大于理论加热温度,增大第一旁通阀161 的频率,以增加第一旁通阀161的开度。若末端实际供水温度T小于理论加热温度,减小第一旁通阀161的频率,以减小第一旁通阀161的开度。
在一实施方式中,调节控制单元40获取第三温度感测器151感测的回水管温度T,并判断末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差是否大于预设温差。可选地,预设温差为20℃。
在一实施方式中,锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启工作,且末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差大于预设温差时,调节控制单元40控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀 171的开度,以提高回水管温度T,使得锅炉10正常工作。
需要说明的是,在锅炉10刚开启工作进行供热时,回水管15的水量较少,温度较低,导致系统温差较大,末端供水温度不够稳定。此时,开启第二旁通阀171,使得供水管14的部分水不供应至供求目标 18,而是在水泵11的作用下通过第二水循环调节管路17进入回水管 15,进而提前进入锅炉10进行加热,如此循环以尽快提高回水管温度T 回。
在一实施方式中,若末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差小于或等于预设温差时,调节控制单元40控制第二旁通阀171关闭或减少第二旁通阀171的开度。
需要说明的是,若回水管15的温度较高,系统温差较小时,末端供水温度趋于稳定。此时,关闭第二旁通阀171,使得供水管14的所有水供应至供求目标18,无需通过第二水循环调节管路17提前进入回水管 15。
请参阅图6所示,为本申请较佳实施方式提供的锅炉供热调控方法的流程图。根据不同的需求,流程图中步骤的顺序可以改变,某些步骤可以省略。
S101,根据供热需求,获得锅炉的供热目标焓值。
在一实施方式中,供热需求包括供热目标温度和供热目标湿度。获得锅炉的供热目标焓值包括:通过供热目标温度和供热目标湿度获得供热目标焓值。
S102,获取外气环境参数,根据供热目标焓值和外气环境参数,获得锅炉的理论加热温度。
在一实施方式中,外气环境参数包括外气温度和外气湿度。获取外气温度和外气湿度,通过外气温度、外气湿度及供热目标焓值对应的锅炉的理论加热温度(比如通过焓湿图计算),从而对锅炉进行实时调控,使得锅炉加热后的热水温度能够结合外气环境的含水率(外气温度和外气湿度),以符合供热目标温度和供热目标湿度的要求,满足供热焓值,达到节能环能的效果,同上,也可以基于其他焓值计算模型根据温度和湿度来对焓值进行计算或推算。
S103,通过调节锅炉参数使得锅炉10的末端实际供水温度T符合理论加热温度。
在一实施方式中,获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度。通过调节锅炉参数使得锅炉10的末端实际供水温度符合理论加热温度,并满足供热目标焓值的细化流程如图7所示:
S201,设置与锅炉10的进水管12和出水管13之间的第一水循环调节管路16。第一水循环调节管路16与锅炉10并联,第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。
S202,判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。
针对上述步骤S202的判断结果,若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,则S203:通过开启第一旁通阀161和增加第一旁通阀 161的开度中的至少一种方式,降低末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。
针对上述步骤S202的判断结果,若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,则S204:通过关闭第一旁通阀和减少第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度 T符合理论加热温度。
在一实施方式中,通过调节锅炉参数使得末端实际供水温度T符合理论加热温度,并满足供热目标焓值的细化流程进一步如图8所示:
S301,设置与锅炉10的供水管14和回水管15之间的第二水循环调节管路17。第二水循环调节管路17与锅炉10并联,第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。
S302,判断末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差是否大于预设温差。
针对上述步骤S302的判断结果,锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启工作,且末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差大于预设温差,则S303:控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀171的开度,以提高回水管温度T,使得锅炉10正常工作。
针对上述步骤S302的判断结果,若末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差小于或等于预设温差,则S304:控制第二旁通阀171 关闭或减小第二旁通阀171的开度。
在一实施方式中,通过调节锅炉参数使得末端实际供水温度T符合理论加热温度,并满足供热目标焓值的细化流程进一步如图9所示:
S401,设置与锅炉10的进水管12和出水管13之间的第一水循环调节管路16。第一水循环调节管路16与锅炉10并联,第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。
S402,设置与锅炉10的供水管14和回水管15之间的第二水循环调节管路17。第二水循环调节管路17与锅炉10并联,第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。
S403,判断末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差是否大于预设温差。
针对上述步骤S403的判断结果,若锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启工作,且末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差大于预设温差,则S404:控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀171的开度,以提高回水管温度T,使得锅炉10正常工作。
针对上述步骤S403的判断结果,若末端实际供水温度T与回水管温度T之间的温差小于或等于预设温差,则S405,控制第二旁通阀171 关闭或减小第二旁通阀171的开度。
S406,判断末端实际供水温度T是否大于理论加热温度。
针对上述步骤S406的判断结果,若确定末端实际供水温度T大于理论加热温度,则S407:通过开启第一旁通阀161和增加第一旁通阀 161的开度中的至少一种方式,降低末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度T符合理论加热温度。
针对上述步骤S406的判断结果,若确定末端实际供水温度T小于理论加热温度,则S408:通过关闭第一旁通阀和减少第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高末端实际供水温度T,使得末端实际供水温度 T符合理论加热温度。
请参阅图10所示,为本申请较佳实施例提供的电子设备的结构示意图。
电子设备2可以是个人电脑、服务器等。电子设备2包括,但不仅限于,处理器201、存储器202、存储在存储器202中并可在处理器201 上运行的计算机程序203。例如,计算机程序203为锅炉供热调控程序。处理器201执行计算机程序203时实现锅炉供热调控方法中的步骤,例如图6所示的步骤S101~S103,图7所示的S201~S204,图8所示的 S301~S304,图9所示的S401~S408。
示例性的,计算机程序203可以被分割成一个或多个模块/单元,一个或者多个模块/单元被存储在存储器202中,并由处理器201执行,以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,指令段用于描述计算机程序203在电子设备2中的执行过程。
本领域技术人员可以理解,示意图仅仅是电子设备2的示例,并不构成对电子设备2的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如电子设备2还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器201可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器201也可以是任何常规的处理器等,处理器201是电子设备2的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子设备2的各个部分。
存储器202可用于存储计算机程序203和/或模块/单元,处理器201 通过运行或执行存储在存储器202内的计算机程序和/或模块/单元,以及调用存储在存储器202内的数据,实现电子设备2的各种功能。存储器 202可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据电子设备2的使用所创建的数据等。此外,存储器202可以包括易失性和非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart MediaCard,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。
电子设备2集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,计算机程序包括计算机程序代码,计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括:能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM, Random AccessMemory)。
本申请的锅炉供热调控方法、系统、电子设备及存储介质可以通过调节锅炉参数控制锅炉的供水温度,使得锅炉的供水温度符合理论加热温度,避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费冰水用量,减少能源消耗、提高能效,有利于节能环保,同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种锅炉供热调控方法,其特征在于,所述方法包括:
根据供热需求,获得锅炉的供热目标焓值,所述供热需求包括供热目标温度和供热目标湿度,通过所述供热目标温度和供热目标湿度获得所述供热目标焓值;
根据所述供热目标焓值和外气环境参数,获得所述锅炉的理论加热温度,所述外气环境参数包括外气温度和外气湿度,通过所述外气温度、所述外气湿度及所述供热目标焓值,获得所述理论加热温度;
通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度,以对锅炉供热进行调控,所述锅炉还包括供水管、回水管和第二水循环调节管路,所述第二水循环调节管路设置在所述供水管和所述回水管之间,且所述第二水循环调节管路与所述锅炉并联,所述第二水循环调节管路设置有第二旁通阀,所述锅炉参数包括所述第二旁通阀的开关状态或开度,所述对锅炉供热进行调控,包括基于所述锅炉开启,且所述末端实际供水温度与回水管温度之间的温差大于预设温差,控制所述第二旁通阀开启或增加所述第二旁通阀的开度,以提高所述回水管温度;基于所述末端实际供水温度与回水管温度之间的温差小于或等于所述预设温差,控制所述第二旁通阀关闭或减小所述第二旁通阀的开度。
2.如权利要求1所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述锅炉包括进水管、出水管和第一水循环调节管路,所述第一水循环调节管路设置在所述进水管和所述出水管之间,且第一水循环调节管路与锅炉并联,所述第一水循环调节管路设置有第一旁通阀,所述通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度包括:
判断所述锅炉的末端实际供水温度是否大于所述理论加热温度;
若确定所述锅炉的末端实际供水温度大于所述理论加热温度,通过开启所述第一旁通阀和增加所述第一旁通阀的开度中的至少一种方式,降低所述末端实际供水温度,使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度;或
若确定所述锅炉的末端实际供水温度小于所述理论加热温度,通过关闭所述第一旁通阀和减少所述第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高所述末端实际供水温度,使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度。
3.如权利要求1所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述锅炉参数包括停炉温度和启炉温度,所述通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度,包括:
基于所述锅炉出水温度大于所述停炉温度,控制所述锅炉停炉;
基于所述锅炉出水温度大于所述启炉温度,且小于所述停炉温度,控制所述锅炉继续工作;或
基于所述锅炉出水温度小于所述启炉温度,控制所述锅炉继续工作。
4.如权利要求3所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述末端实际供水温度大于所述理论加热温度,且所述锅炉没有停炉,降低所述停炉温度;或
基于所述末端实际供水温度小于所述理论加热温度,且所述锅炉停炉,提高所述启炉温度。
5.如权利要求1所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述锅炉参数包括水泵开启台数和频率,所述通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度,并满足所述供热目标焓值包括:
判断所述锅炉的末端压差是否小于预设压差;
若确定所述末端压差小于所述预设压差,增加所述水泵开启台数及/或增加所述水泵开启频率;或
若确定所述末端压差大于所述预设压差,减少所述水泵开启台数及/或减小所述水泵开启频率。
6.如权利要求1所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述方法还包括:
判断所述理论加热温度是否大于锅炉最低加热温度;
若确定所述理论加热温度小于所述锅炉最低加热温度,将所述锅炉最低加热温度确定为所述理论加热温度。
7.如权利要求1所述的锅炉供热调控方法,其特征在于,所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度包括以下三种情况中的至少一种:
所述末端实际供水温度与所述理论加热温度相等;
所述理论加热温度为所述末端实际供水温度与预设增益温度之和;
所述末端实际供水温度与所述理论加热温度之间的差值的绝对值小于阈值。
8.一种锅炉供热调控系统,其特征在于,所述系统包括:
锅炉,包括用于供水及回水循环的水泵、分别与所述水泵和锅炉进水口连接的进水管、与锅炉出水口连接的出水管、与所述出水管连接的供水管以及与所述水泵连接的回水管;
焓值确定单元,用于根据供热需求,获得所述锅炉的供热目标焓值,所述供热需求包括供热目标温度和供热目标湿度,所述焓值确定单元通过所述供热目标温度和供热目标湿度获得所述供热目标焓值;
温度确定单元,用于获取外气环境参数,根据所述供热目标焓值和所述外气环境参数,获得所述锅炉的理论加热温度,所述外气环境参数包括外气温度和外气湿度,所述温度确定单元通过所述外气温度、所述外气湿度及所述供热目标焓值,获得所述理论加热温度;
调节控制单元,用于通过调节锅炉参数使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度;所述锅炉的供水管和回水管之间设置有第二水循环调节管路,所述第二水循环调节管路与所述锅炉并联,其中,所述第二水循环调节管路设置有第二旁通阀;所述锅炉参数包括所述第二旁通阀的开关状态或开度,所述调节控制单元还用于:基于所述锅炉开启,且末端实际供水温度与回水管温度之间的温差大于预设温差,控制所述第二旁通阀开启或增加所述第二旁通阀的开度,以提高所述回水管温度;基于所述末端实际供水温度与回水管温度之间的温差小于或等于所述预设温差,控制所述第二旁通阀关闭或减小所述第二旁通阀的开度。
9.如权利要求8所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,在所述锅炉的进水管和出水管之间设置有第一水循环调节管路,所述第一水循环调节管路与所述锅炉并联,其中,所述第一水循环调节管路设置有第一旁通阀;
所述调节控制单元用于:
判断所述锅炉的末端实际供水温度是否大于所述理论加热温度,若确定所述锅炉的末端实际供水温度大于所述理论加热温度,通过开启所述第一旁通阀和增加所述第一旁通阀的开度中的至少一种方式,降低所述末端实际供水温度,使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度;或
若确定所述锅炉的末端实际供水温度小于所述理论加热温度,通过关闭所述第一旁通阀和减少所述第一旁通阀的开度中的至少一种方式,提高所述末端实际供水温度,使得所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度。
10.如权利要求8所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,所述锅炉参数包括停炉温度和启炉温度,所述系统还包括:
锅炉控制单元,用于:
基于所述锅炉出水温度大于所述停炉温度,控制所述锅炉停炉;
基于所述锅炉出水温度大于所述启炉温度,且小于所述停炉温度,控制所述锅炉继续工作;或
基于所述锅炉出水温度小于所述启炉温度,控制所述锅炉继续工作。
11.如权利要求10所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,所述锅炉控制单元还用于:
基于所述末端实际供水温度大于所述理论加热温度,且所述锅炉没有停炉,降低所述停炉温度;或
基于所述末端实际供水温度小于所述理论加热温度,且所述锅炉停炉,提高所述启炉温度。
12.如权利要求8所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,所述锅炉参数包括水泵开启台数和频率,所述调节控制单元还用于:
判断所述锅炉的末端压差是否小于预设压差;
若确定所述末端压差小于所述预设压差,增加所述水泵开启台数及/或增加所述水泵开启频率;或
若确定所述末端压差大于所述预设压差,减少所述水泵开启台数及/或减小所述水泵开启频率。
13.如权利要求8所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,所述温度确定单元还用于:
判断所述理论加热温度是否大于锅炉最低加热温度;
若确定所述理论加热温度小于所述锅炉最低加热温度,将所述锅炉最低加热温度确定为所述理论加热温度。
14.如权利要求8所述的锅炉供热调控系统,其特征在于,所述锅炉的末端实际供水温度符合所述理论加热温度包括如下三种情况中的至少一种:
所述末端实际供水温度与所述理论加热温度相等;
所述理论加热温度为所述末端实际供水温度与预设增益温度之和;
所述末端实际供水温度与所述理论加热温度之间的差值的绝对值小于阈值。
15.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
处理器;以及
存储器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中的指令,使得所述电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述的锅炉供热调控方法。
16.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令,其特征在于,所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的锅炉供热调控方法。
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