CN205536122U - 热网换热站自动控制系统 - Google Patents

Abstract

热网换热站自动控制系统，属于热力工程自动化领域。一次循环水管及一次循环回水管一端连通并设置在换热器本体内，另一端与热网首站连通，一次循环水管上安装有与一次侧智能控制器相连的一次循环水流量计、一次循环水温度传感器及一次循环水流量调节阀，二次循环水管及二次循环回水管一端连通并设置在换热器本体内，二次循环水管上安装有与二次侧智能控制器相连的二次循环水温度传感器，二次循环回水管上安装有与二次侧智能控制器相连的二次循环回水温度传感器和二次循环回水流量计，二次循环回水管与二次网循环泵连通，二次网循环泵通过变频器与二次侧智能控制器连接，室外温度测量仪与一、二次侧智能控制器相连。该系统用于热网换热站自动控制。

Description

热网换热站自动控制系统

技术领域

本实用新型属于热力工程自动化技术领域，具体是一种热网换热站自动控制系统。

背景技术

通常规划热力系统时，总是由供热面积决定建设热源和热网规模。即以将要供热面积为依据，采用理论计算方法确定热源输出热量总值，同时为了将该热量总值输送给受热用户，又要合理设计出输送热量的热网规模。该热网需分成N个换热站，将热源总热量合理、高效、平衡地输送给受热用户，该热量输送环节的重点问题是热量平衡输送。在热源总热量确定之后，对受热用户的总供热量是一个定量，这个定量也是被分配到N个换热站热量的总和，尽管每个换热站接受的热量不一定相同，但总和是这个定量。若发生供热不平衡，在两个或多个楼群相距不远的状况下，会发生受热不均现象，严重状况会有相邻两栋楼热者开窗户，冷者温度低于15度情况发生。因此，需要亟待解决一网多站热力输送不平衡问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决一网多站热力输送不平衡问题，提供一种热网换热站自动控制系统。

实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

热网换热站自动控制系统，包括热网首站、换热器一次侧、换热器二次侧、室外温度测量仪及换热器本体，所述的换热器一次侧包括一次侧智能控制器、一根一次循环水管、一根一次循环回水管、一台一次循环水流量计、一台一次循环水流量调节阀、一个一次循环水温度传感器及一个一次循环回水温度传感器；

所述的换热器二次侧包括二次侧智能控制器、一根二次循环水管、一根二次循环回水管、一台二次循环回水流量计、一台二次网循环泵、一台变频器、一个二次循环水温度传感器及一个二次循环回水温度传感器；

所述的换热器本体对应一根一次循环水管、一根一次循环回水管、一根二次循环水管及一根二次循环回水管，与所述的换热器本体对应设置的一次循环水管的出水端及一次循环回水管的进水端均设置在换热器本体内，且该一次循环水管的出水端与该一次循环回水管的进水端相连通，一次循环水管的进水端与热网首站相对应的出水端相连通，一次循环回水管的出水端与热网首站相对应的进水端相连通，一次循环水管上由进水端向出水端方向依次安装有一次循环水流量计、一次循环水温度传感器和一次循环水流量调节阀，所述一次循环水流量计的输出端与一次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水温度传感器的输出端与一次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀的输入端与一次侧智能控制器的多个输出端口的其中一个端口相连，所述的一次循环回水温度传感器的输出端与一次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连；

与所述的换热器本体对应设置的二次循环水管的进水端及二次循环回水管的出水端均设置在换热器本体内，且该二次循环水管的进水端与该二次循环回水管的出水端相连通，二次循环水管上安装有二次循环水温度传感器，二次循环回水管上安装有二次循环回水温度传感器和二次循环回水流量计，所述的二次循环水温度传感器的输出端与二次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的二次循环回水温度传感器的输出端与二次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水流量计的输出端与二次侧智能控制器的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水管的进水端与二次网循环泵相连通，所述的二次网循环泵与变频器连接，所述的变频器与二次侧智能控制器连接，所述的室外温度测量仪的输出端分别与一次侧智能控制器和二次侧智能控制器的室外温度测量输入端口相连。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，控制方便，通过对换热站换热器一、二次侧热工参数自动控制，可建设无人值守换热站。

2、本实用新型可使二次热网输出功率变化，在有扰动情况下，通过一次侧热网引入t₀改变一次侧输出功率，达到对二次侧热网所需输出功率自动跟踪调整的效果，从而解决了一网多站热力输送不平衡的问题，并节约了运行成本。

附图说明

图1是本实用新型的热网换热站自动控制系统的结构示意图；

图2是现有热网换热站控制系统的结构示意图。

图中：热网首站1、换热器一次侧2、换热器二次侧3、室外温度测量仪4、换热器本体5，一次侧智能控制器6、一次循环水管7、一次循环回水管8、一次循环水流量计9、一次循环水流量调节阀10、一次循环水温度传感器11、一次循环回水温度传感器12、二次侧智能控制器13、二次循环水管14、二次循环回水管15、二次循环回水流量计16、二次网循环泵17、变频器18、二次循环水温度传感器19、二次循环回水温度传感器20。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式记载了一种热网换热站自动控制系统，包括热网首站1、换热器一次侧2、换热器二次侧3、室外温度测量仪4及换热器本体5，所述的换热器一次侧2包括一次侧智能控制器6、一根一次循环水管7、一根一次循环回水管8、一台一次循环水流量计9、一台一次循环水流量调节阀10、一个一次循环水温度传感器11及一个一次循环回水温度传感器12；

所述的换热器二次侧3包括二次侧智能控制器13、一根二次循环水管14、一根二次循环回水管15、一台二次循环回水流量计16、一台二次网循环泵17、一台变频器18、一个二次循环水温度传感器19及一个二次循环回水温度传感器20；

一台所述的换热器本体5对应一根一次循环水管7、一根一次循环回水管8、一根二次循环水管14及一根二次循环回水管15，与所述的换热器本体5对应设置的一次循环水管7的出水端及一次循环回水管8的进水端均设置在换热器本体5内，且该一次循环水管7的出水端与该一次循环回水管8的进水端相连通，一次循环水管7的进水端与热网首站1相对应的出水端相连通，一次循环回水管8的出水端与热网首站1相对应的进水端相连通，一次循环水管7上由进水端向出水端方向依次安装有一次循环水流量计9、一次循环水温度传感器11和一次循环水流量调节阀10，所述一次循环水流量计9的输出端与一次侧智能控制器6的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水温度传感器11的输出端与一次侧智能控制器6的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀10的输入端与一次侧智能控制器6的多个输出端口的其中一个端口相连，所述的一次循环回水温度传感器12的输出端与一次侧智能控制器6的多个输入端口的其中一个端口相连；

与所述的换热器本体5对应设置的二次循环水管14的进水端及二次循环回水管15的出水端均设置在换热器本体5内，且该二次循环水管14的进水端与该二次循环回水管15的出水端相连通，二次循环水管14上安装有二次循环水温度传感器19，二次循环回水管15上安装有二次循环回水温度传感器20和二次循环回水流量计16，所述的二次循环水温度传感器19的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的二次循环回水温度传感器20的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水流量计16的输出端与二次侧智能控制器13的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水管15的进水端与二次网循环泵17相连通，所述的二次网循环泵17与变频器18连接，所述的变频器18与二次侧智能控制器13连接，所述的室外温度测量仪4的输出端分别与一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13的室外温度测量输入端口相连。

具体实施方式二：如图1所示，具体实施方式一所述的热网换热站自动控制系统，所述的一次循环水流量调节阀10为电动调节阀。

本热网由N个换热站构成，我们在此仅选一个换热站，并且这个换热站仅由单台换热器本体5组成。 N个换热站选用N台换热器本体5。

图2描述了现有热网首站1通过换热站输出热量的基本关系，描述方法是在N个换热站中取其一。设该换热站由单台换热器本体5构成。

从换热站的换热器本体5一次侧控制看出：由理论计算得出换热站换热器一次侧2应输出功率W_L，以输出功率W_L为目标函数。

因W_L= （1）

在（1）式中dt为时间， T1、T2分别为一次循环水温度和一次循环回水温度，Q_i为N个换热站之一的流量。

当（T1-T2）确定后，通过调整一次循环水流量调节阀10开度，间接调整Q_i，使输出功率达到W_L。

从换热站换热器二次侧3可以看出：同换热器一次侧2相同，可通过理论计算出W_L，换热器二次侧3通过室外温度测量仪4输入了室外温度值，由室外温度变化引发换热器二次侧3需要调整的热量W_R，才能维持当室外温度变化而室内温度保持恒定。此时令换热器二次侧3的热功率为W_出。

则：W_出=W_L+W_R= （2）

在（2）式中Q₂为换热器二次侧被调整过程中的瞬时流量，T3、T4分别为换热器二次循环水温度和换热器二次循环回水温度。

即：当室外温度变化时，换热器二次侧3输出功率需要随之变化。

对比关系式（1）、（2），则发现式（1）比式（2）缺项W_R。这一结果表明，室外温度测量仪4测量值未输入到换热器一次侧2中，室外温度变化对换热器一次侧2输出功率无影响。如果室外温度升温，换热器一次侧2对换热器二次侧3供热是在过热状态下工作，属于浪费了运行能源。如果室外温度降温，换热器一次侧2输出功率不变，则换热器二次侧3输出功率W_出不提高，换热器二次侧3输出热量不变，达不到受热用户调整室内温度的目的。

本实用新型的技术方案填补了上述现有控制系统的缺项，将室外温度变化引入到换热器一次侧2，用来调整换热器一次侧2输出功率。

从图1中看出，室外温度测量仪4的测量结果t₀已分别被输入到换热器一、二次侧中。下面用t₀调整换热器一次侧2输出功率，叙述如下：

t₀在换热器一次侧2的调整作用：

将换热器一次侧2参数Q_H、T5、T6分别输入到一次侧智能控制器6，用来控制和调整换热器一次循环水流量调节阀10的开度B，这时仅是一个基本量的调节。当室外温度发生变化时，t₀也跟着变。由于t₀输入到一次侧智能控制器6，当一次侧智能控制器6接收到t₀的变化时，B值按一定规律跟着变。即一次循环水流量调节阀10的开度在基本量上发生变化，这时换热器一次侧2输出功率也发生变化，即换热器一次侧2达到引入t₀后改变输出功率目的。

其中，Q_H为换热器一次侧调整输出过程中的瞬时流量，T5、T6分别为换热器一次循环水温度和换热器一次循环回水温度。

从图1看出：设置一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13。同时将室外温度变化t₀分别引入一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13，通过一次侧智能控制器6和二次侧智能控制器13分别控制由t₀引发的一、二次侧输出功率的变化，达到换热器一次侧2和换热器二次侧3输出功率同时因引入t₀而随t₀变化而变化，实现了随动跟踪控制结果。

虽然本实用新型已以较佳实例披露如上，然而并非用以限定本实用新型的，本领域技术人员还可以在本实用新型精神内做其他变化，以及应用到本实用新型未提及的领域中，当然，这些依据本实用新型精神所做的变化都应包含在本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (2)

1.一种热网换热站自动控制系统，包括热网首站（1）、换热器一次侧（2）、换热器二次侧（3）、室外温度测量仪（4）及换热器本体（5），所述的换热器一次侧（2）包括一次侧智能控制器（6）、一根一次循环水管（7）、一根一次循环回水管（8）、一台一次循环水流量计（9）、一台一次循环水流量调节阀（10）、一个一次循环水温度传感器（11）及一个一次循环回水温度传感器（12）；

所述的换热器二次侧（3）包括二次侧智能控制器（13）、一根二次循环水管（14）、一根二次循环回水管（15）、一台二次循环回水流量计（16）、一台二次网循环泵（17）、一台变频器（18）、一个二次循环水温度传感器（19）及一个二次循环回水温度传感器（20）；

其特征在于：一台所述的换热器本体（5）对应一根一次循环水管（7）、一根一次循环回水管（8）、一根二次循环水管（14）及一根二次循环回水管（15），与所述的换热器本体（5）对应设置的一次循环水管（7）的出水端及一次循环回水管（8）的进水端均设置在换热器本体（5）内，且该一次循环水管（7）的出水端与该一次循环回水管（8）的进水端相连通，一次循环水管（7）的进水端与热网首站（1）相对应的出水端相连通，一次循环回水管（8）的出水端与热网首站（1）相对应的进水端相连通，一次循环水管（7）上由进水端向出水端方向依次安装有一次循环水流量计（9）、一次循环水温度传感器（11）和一次循环水流量调节阀（10），所述一次循环水流量计（9）的输出端与一次侧智能控制器（6）的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水温度传感器（11）的输出端与一次侧智能控制器（6）的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的一次循环水流量调节阀（10）的输入端与一次侧智能控制器（6）的多个输出端口的其中一个端口相连，所述的一次循环回水温度传感器（12）的输出端与一次侧智能控制器（6）的多个输入端口的其中一个端口相连；

与所述的换热器本体（5）对应设置的二次循环水管（14）的进水端及二次循环回水管（15）的出水端均设置在换热器本体（5）内，且该二次循环水管（14）的进水端与该二次循环回水管（15）的出水端相连通，二次循环水管（14）上安装有二次循环水温度传感器（19），二次循环回水管（15）上安装有二次循环回水温度传感器（20）和二次循环回水流量计（16），所述的二次循环水温度传感器（19）的输出端与二次侧智能控制器（13）的多个输入端口的其中一个端口相连，所述的二次循环回水温度传感器（20）的输出端与二次侧智能控制器（13）的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水流量计（16）的输出端与二次侧智能控制器（13）的多个输入端口的其中一个端口相连，二次循环回水管（15）的进水端与二次网循环泵17相连通，所述的二次网循环泵（17）与变频器（18）连接，所述的变频器（18）与二次侧智能控制器（13）连接，所述的室外温度测量仪（4）的输出端分别与一次侧智能控制器（6）和二次侧智能控制器（13）的室外温度测量输入端口相连。

2.根据权利要求1所述的热网换热站自动控制系统，其特征在于：所述的一次循环水流量调节阀（10）为电动调节阀。