RU2340835C2

RU2340835C2 - Автоматизированная информационная система для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами

Info

Publication number: RU2340835C2
Application number: RU2007100446/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Оскарович Кричке (RU); Владимир Оскарович Кричке; Станислав Яковлевич Галицков (RU); Станислав Яковлевич Галицков; Юрий Вениаминович Волков (RU); Юрий Вениаминович Волков; ченко Иван Семенович Ки (RU); Иван Семенович Кияченко; Павел Шепович Серветник (RU); Павел Шепович Серветник; Владислав Николаевич Ермаков (RU); Владислав Николаевич Ермаков; Виктор Владимирович Кричке (RU); Виктор Владимирович Кричке; Александр Оттович Громан (RU); Александр Оттович Громан; Игорь Андреевич Попов (RU); Игорь Андреевич Попов; Владимир Юрьевич Введенский (RU); Владимир Юрьевич Введенский
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-12-10
Also published as: RU2007100446A

Abstract

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета и регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения. Технический результат - повышение эффективности и экономичности в регулировании расхода тепла в тепловой сети, при котором обеспечивается тепловой баланс в системе теплоснабжения, когда количество тепла, отпускаемого за определенный промежуток времени от теплового источника, равно количеству тепловой энергии, расходуемой потребителями тепла в системах отопления. Автоматизированная информационная система для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами содержит внутренний и внешний контуры отопления, во внутреннем контуре - водогрейные котлы с газовыми колонками, теплообменниками и сетевыми насосами с выходом через теплообменники на внешний контур с сетевыми насосами и системой отопления с регулированием параметров сети с помощью газовых горелок и подпиточных насосов. Сигналы с датчиков давлений и температур подаются в микропроцессорные контроллеры, сигналы с которых, для обработки и хранения, подаются в ЭВМ, а измерение расхода теплоносителя и его регулирование осуществляется насосной установкой, содержащей насосы различной производительности, по способу, когда на каждом насосе от датчиков давления, находящихся на приеме и выходе насоса, а также от датчика активной мощности, потребляемой электродвигателем привода насоса, подаются сигналы в микропроцессорный контроллер, а затем в ЭВМ, где по ним вычисляется отпущенная теплота. При этом обеспечивается программное регулирование подаваемого тепла от источника и создаваемого давления в соответствии с программой, заложенной в микропроцессорном контроллере внутреннего контура с учетом наружной температуры и потерь в сети. Регулирование расхода осуществляется путем включения насосов различной производительности. Тепло из внутреннего контура тепловой сети поступает по заданной программе в теплообменник, где оно передается во внешний контур сети, в котором с помощью сетевого и подпиточного насосов поддерживаются заданные соотношения во внешнем контуре между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, при которых обеспечивается оптимальный режим работы сети, когда количество тепла, подаваемого от источника тепла G_ит, равно количеству тепла, отпускаемого в системе отопления потребителю G_co с номинальными потерями ΔG_пс в сети. При невозможности поддерживать заданный перепад температуры в прямом и обратном трубопроводах внешнего контура тепловой сети подается команда на сетевой насос внутреннего контура, который изменяет расход до тех пор, пока во внешнем контуре не наступит заданное соотношение между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, и при необходимости сетевой насос внутреннего контура останавливается на определенное время, пока во внешнем контуре поддерживаются заданные соотношения между давлением и температурой в сети, при которых система отопления работает в оптимальном режиме. 1 табл., 10 ил.

Description

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета и регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения.

Системы теплоснабжения являются сложными инженерными сооружениями, особенностью которых является то, что они двухпараметрические, когда количество отпускаемой тепловой энергии определяется как температурой теплоносителя, так и перепадом давления в сети, поэтому управлять ими надо двумя взаимосвязанными системами, одна - для регулирования температурного режима, а другая - для регулирования гидравлического режима.

Конечной целью регулирования является обеспечение теплового баланса в сети, когда количество тепла, подаваемого за определенное время источником тепла, равно количеству тепловой энергии, расходуемой потребителем тепла с учетом ее потерь в сети при транспортировке от источника к потребителю.

Известны способы и устройства для измерения и учета расхода тепла, которые описаны в литературе /Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. / Под ред. В.Д.Кашарского. - Л.: Машиностроение, 1976 / [1],

/ Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник. / В.И.Манюк, Я.И.Каплинский, Э.Б.Хиж [и др.]. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с. [2],

/ Учет и контроль расхода энергоносителей и тепловой энергии. Методы и приборы. / Каханович B.C. [и др]. / Под ред. B.C.Кахановича - М.: Энергия, 1990 / [3].

Все известные способы и приборы требуют для измерения расхода теплоносителя установки в потоке жидкости первичных датчиков, эксплуатационная надежность которых не отвечает требованиям сегодняшнего дня, поэтому они широкого применения не нашли.

Известны также способы определения расхода жидкости и тепла по параметрам насосной установки / пат. 2119148 Российская Федерация, МПК ⁶ G01F 1/34. Способ измерения массового расхода и плотности жидкости подаваемой центробежным электронасосом. / Кричке В.О. Громан А.О., Кричке В.В. - №96104446; заявл. 05.03.96; бюл. №26 / [4].

Известна автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения / пат. 2144162 Российская Федерация, МПК 7 F24D 19/10. Автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения. / Кричке В.О., Громан А.О., Кричке В.В. - №96114663; заявл. 16.07.96, бюл. №1 [5].

В этих патентах измерение расхода теплоносителя осуществляется непосредственно насосными установками, однако в них не рассматриваются двухконтурные системы теплоснабжения и использования для регулирования подачи теплоносителя частотных преобразователей.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и экономичности тепловой сети.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной автоматизированной информационной системе для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами, содержащей внутренний и внешний контуры отопления, во внутреннем контуре водогрейные котлы с газовыми колонками, теплообменниками и сетевыми насосами с выходом через теплообменники на внешний контур с сетевыми насосами и системой отопления с регулированием параметров сети с помощью газовых горелок и подпиточных насосов, особенностью является то, что сигналы с датчиков давлений и температур подаются в микропроцессорные контроллеры, сигналы с которых для обработки и хранения подаются в ЭВМ, а измерение расхода теплоносителя и его регулирование осуществляется насосной установкой, содержащей насосы различной производительности, по способу, когда на каждом насосе от датчиков давления, находящихся на приеме и выходе насоса, а также от датчика активной мощности, потребляемой электродвигателем привода насоса, подаются сигналы в микропроцессорный контроллер, а затем в ЭВМ, где по ним вычисляется отпущенная теплота по формулам:

G=Q(Т_п-Т_о)с ρ, Гкал/с,

где Q=А(1-е^-M/m), м³/с

или G=А(1-е)^-M/mρ(Т_п-Т_о)с, Гкал/с,

где Q - расход теплоносителя, м³/с; А и m - расчетные коэффициенты; с - теплоемкость перекачиваемой жидкости; Т_п - температура в подающем трубопроводе, °С; Т_о - температура в обратном трубопроводе, °С; ρ - плотность воды теплоносителя; М - расходный коэффициент, который равен

эксплуатационный коэффициент η_эк

,

коэффициент сходимости K

,

где N, N_o, р - р_о - мощность на валу насоса N, кВт, и развиваемое насосом давление р, МПа в период измерения, и мощность на валу насоса N_o, кВт, и давление, создаваемое насосом p_о, МПа при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из паспортной характеристики насоса или полученные заранее экспериментально, N_o1, p_o1 - соответственно мощность на валу насоса и давление, развиваемое насосом при испытании его с работой на закрытую задвижку, М_н - расходный коэффициент при работе насоса с номинальными параметрами, при этом обеспечивается программное регулирование подаваемого тепла от источника и создаваемого давления в соответствии с программой, заложенной в микропроцессорном контроллере внутреннего контура с учетом наружной температуры и потерь в сети, а регулирование расхода осуществляется путем включения насосов различной производительности, тепло из внутреннего контура тепловой сети поступает по заданной программе в теплообменник, где оно передается во внешний контур сети, в котором с помощью сетевого и подпиточного насосов поддерживаются заданные соотношения во внешнем контуре между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, при которых обеспечивается оптимальный режим работы сети, когда количество тепла, подаваемого от источника тепла G_ит, равно количеству тепла, отпускаемого в системе отопления потребителю G_co с номинальными потерями ΔG_пс в сети

G_ит=G_со+ΔG_пс, Гкал/ч,

при невозможности поддерживать заданный перепад температуры в прямом и обратном трубопроводах внешнего контура тепловой сети подается команда на сетевой насос внутреннего контура, который изменяет расход до тех пор, пока во внешнем контуре не наступит заданное соотношение между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, и при необходимости сетевой насос внутреннего контура останавливается на определенное время, пока во внешнем контуре поддерживаются заданные соотношения между давлением и температурой в сети, при которых система отопления работает в оптимальном режиме.

На фиг.1 дан общий вид отопительной котельной с водогрейными котлами.

На фиг.2 дан общий вид теплообменников котельной.

На фиг.3 дан общий вид насосных установок внутреннего контура.

На фиг.4 дан общий вод насосных установок внешнего контура.

На фиг.5 дан общий вид подпиточных насосов.

На фиг.6 дана схема рассматриваемой автоматизированной информационной системы.

На фиг.7 показан пульт управления котельной.

На фиг.8 даны графики текущих значений контролируемых параметров в котельной.

На фиг.9 даны графики перепада температуры теплоносителя у потребителей тепла в зависимости от наружной температуры.

На фиг.10 даны для примера характеристики одного из используемых центробежных электронасосов АЦМЛ - 1129-/205-37,0/2: а - рабочие характеристики; б - расходная характеристика; в - расчетные формулы.

Отопительная котельная, на которой реализована рассматриваемая автоматизированная информационная система для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами, схема которой показана на фиг.6, а общий вид - на фиг.1, состоит из внутреннего и внешнего контуров отопления. Внутренний контур включает в себя четыре водогрейных котла ВК₁, ВК₂, ВК₃, ВК₄, Q=1.16 МВт (0.99 Гкал/ч) КВ-Г-1.6-95Н с блочными газовыми горелками Г₁, Г₂, Г₃, Г₄- Q=1,2 МВт ГБЛ - 1,2 с автоматикой КСУ-ЭВМ-М с блоками управления БУ₁, БУ₂, БУ₃, БУ₄ внутренних контуров пластинчатых теплообменников TO₁ и ТО₂, Q=2,32 МВт (2,0 Гкал/ч) НН №47 ТС - 16/3, которые соединены параллельно, и сетевые насосы Н₁ - АЦМЛ - 1129/183-30,02 Q=169 м³/час Н=35 м вод.ст. с электродвигателем N=30 кВт, n=3000 об/мин, Н₂ - КМ 100-80-160 Q=100 м³/час Н=32 м вод.ст. с электродвигателем N=11 кВт, n=2900 об/мин, Н₃ - КМ 80-65-160 Q=50 м³/час Н=50 м вод.ст. с электродвигателем N=11 кВт, n=2900 об/мин.

Внешний контур системы отопления состоит из внешних контуров теплообменников TO₁, ТО₂, сетевых насосов Н₄ - АЦМЛ - 1129/205-37,02 Q=180 м³/час Н=44 м вод.ст. с электродвигателем N=37 кВт, n=3000 об/мин, Н₅ - АЦМЛ - 1129/183-30,02 Q=169 м³/час Н=35 м вод.ст. с электродвигателем N=30 кВт, n=3000 об/мин, потребителей тепла П, связанных между собой магистральными и распределительными теплотрассами. Для подпитки внутреннего и внешнего контуров имеются насосы подпиточной воды Н₆ и Н₇ - ВК 2/26 Q=7,2 м³/час Н 26 м вод.ст. с электродвигателем N=4,0 кВт, n=1450 об/мин от водопроводной сети и от бака подпиточной воды БПВ - А16. В 099.000-03 V 5,0 м³/час, узлами подпитки УПкв внутреннего контура и УПвк внешнего контура, системой дозирования реагентов СДР - «Комплексон-6» ТУ3631-001 31599189-96, грязевиком ГР-Ду-250 Т 32.5 Сер.4.903-10 и БР - бак расширительный мембранный УКД 750 «УДИШ» V=750 л, Д=800 мм, Н=1960 мм. Внешний вид насосных установок показан на фотографии фиг.5. Задача регулирования состоит в том, чтобы обеспечить такой режим работы тепловой сети с котельной, при котором количество тепла G_ит, подаваемого котлами ВК₁-ВК₄ с учетом потерь в линии ΔG_пл, были равны количеству тепла G_co, потребляемого в системе отопления.

G_ит=G_со+ΔG_пл, Гкал/ч,

при этом обеспечивать соотношение, при котором количество подаваемого тепла источником теплоснабжения должно находиться в строгом соответствии с теплом, которое обратно возвращается к источнику. Этим реализуется минимальная потеря тепла при его транспортировке от источника к потребителю. Количество подаваемого тепла по заданной программе регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха. На фиг.9а дан график программируемой температуры теплоносителя Т₃, идущего от котельной G_ит, измеряемой датчиком ТТ₃ при номинальной потребности Т₅ с учетом ее потери ΔT=Т₃-Т₅ в сети, и график фиг.9б программного изменения температуры Т₅ при подачи тепла G_со от теплообменника во внешнем контуре. При этом потери ΔG_пл в сети равны

ΔG_пл=G_ит-G_со, Гкал/ч.

График программного изменения температуры Т₃ во внешнем контуре, по своему характеру изменения сходится с графиком изменения температуры Т₂ во внутреннем контуре.

Для обеспечения регулирования в системе предусмотрена установка следующих приборов и технических средств. Для измерения температуры наружного воздуха имеется датчик TT₆, который подключается к программному регулятору температуры ТС₃₃. Во внутреннем контуре имеются датчики температуры TT₁, TT₂, во внешнем контуре датчики температуры ТТ₃, ТТ₄, ТТ₅ типа ТС-50М. Для измерения давления во внутреннем контуре установлены датчики давления PT₇, PT₈, PT₉, PT₁₀, PT₁₁, PT₁₂, PT₁₃, PT₁₄ на входе в насосы МИДА-ДИ 12 П - 11 - УХЛ^ж 3,1-0,5/0,6 МПа - 100-01-М20-у и на выходе насосов МИДА-ДИ 12 П-11 - УХЛ^ж 3,1-0,5/1,0 МПа - 100-01-М20-у.

Во внешнем контуре установлены датчики давления РТ₁₅, PT₁₆, PT₁₇, PT₁₈, PT₁₉, PT₂₀, PT₂₁, аналогичные с датчиками, установленными во внутреннем контуре. Для измерения активной электрической мощности, потребляемой электродвигателями привода насосных установок, установлены трехфазные счетчики активной энергии с импульсным выходом ЦЭ 6803 В: во внутреннем контуре Wh24, внешнем контуре Wh25. Давления берутся по среднему значению, взятому в период между измерением мощности по счетчикам. Для регулирования подачи во внутреннем контуре имеются три насоса H₁, H₂, Н₃, а во внешнем контуре - два насоса Н₄, Н₅, имеющие разную производительность. Для подпитки внутреннего и внешнего контуров имеются два насоса Н₆ и Н₇ с узлами подпитки УПкв внутреннего контура и УПвк внешнего контура. Сигналы от датчиков давления и температуры поданы для обработки непосредственно в микропроцессорные контроллеры К₂₆, К₂₈, К₂₉ типа RS - 232 /RS 485 ОВЕН МВА 8, а сигналы со счетчиков активной энергии Wh₂₄, Wh₂₅ - в контроллер К₂₇ новой разработки, а с него в ЭВМ К₃₀, которая связана с блоками управления насосами БУН, газом УПГ и узлами управления УПкв, УПвк подпиточных насосов Н₆, Н₇ с манометром РТ₂₂ для контроля за их работой с центрального информационного пункта. Общий вид пульта управления котельной показан на фиг.7. Текущая информация о работе котельной периодически передается ЭВМ К₃₀ с помощью системы передачи данных ИТ₃₁ в информационный центр на ЭВМ К₃₂ для анализа ее оператором. Регулирование давления и температуры в сети производится следующим образом. В микропроцессорном контроллере К₂₉ предварительно заложена программа по поддержанию заданных значений давления и температуры теплоносителя во внутреннем контуре.

Значение давления во внешнем контуре измеряется в подающем трубопроводе датчиком давления PT₁₅, а в обратном трубопроводе датчиком давления РТ₁₇ и после насоса датчиком давления PT₁₆, сигналы с которых поданы в микропроцессорный контроллер К₂₆, который сравнивает их с заданными значениями, заложенными в программе, и контролирует соотношения давлений на подающем и обратном трубопроводах сети. При отклонении давлений от заданных соотношений контроллеры вырабатывает сигналы, которые подаются в ЭВМ К₃₀, а она в блок БУН для включения другого насоса, отличного по своей производительности от работающего, что приводит к изменению подачи и напора, создаваемого насосом, и это делается до тех пор, пока значения измеряемых давлений не будут равны заданным. Сигналы с датчика температуры ТТ₂ внутреннего контура поданы в контроллер K₂₈ с программируемой температурой, с которой он сравнивает текущие значения температуры, и если эти значения отклоняются от заданных, то микропроцессорный контроллер К₂₈ выдает сигнал в блоки управления газовыми горелками котлов БУ₁-БУ₄ для изменения температуры подаваемого теплоносителя до тех пор, пока значения теплоносителя не будут равны заданным. Одновременно с помощью работающих насосных установок внутреннего и внешнего контуров измеряется расход тепла в сети с помощью центробежных электронасосов, которые одновременно являются расходомерами [1]. Для этого на выходе каждого работающего насоса внутреннего контура установлены датчики давления РТ₉, РТ₁₁, РТ₁₂ и на входе в насосы - датчики давления РТ₁₀, РТ₁₂, РТ₁₄ и внешнего контура на выходе насосов РТ₁₈, РТ₂₀ и на входе насосов PT₁₉, PT₂₁, а также счетчики активной мощности Wh₂₄. Wh₂₅ для измерения активной мощности, потребляемой электродвигателями привода насосов, сигналы с которых поданы в контроллер К₂₇, а с него в ЭВМ К₃₀, которая по этим данным определяет расход теплоносителя Q и отпускаемого тепла G по каждому насосу

«российским» способом по формулам:

G=Q(Т_п-Т_о)сρ, Гкал/с,

где Q=А(1-е^-M/m), м³/с

или G=А(1-е)^-M/mρ(Т_п-Т_о)с, Гкал/с,

где Q - расход теплоносителя, м³/с; А и m - расчетные коэффициенты; с - теплоемкость перекачиваемой жидкости; Т_п - температура в подающем трубопроводе, °С; Т_о - температура в обратном трубопроводе, °С; ρ - плотность воды теплоносителя, которая определяется в зависимости от температуры из таблицы, кг/м³; М - расходный коэффициент, который равен

,

эксплуатационный коэффициент η_эк

,

коэффициент сходимости К

,

где N, N_o, р-р_о - мощность на валу насоса N, кВт, и развиваемое насосом давление р, МПа в период измерения и мощность на валу насоса N_o, кВт, и давление, создаваемое насосом р_о, МПа при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из паспортной характеристики насоса или полученные заранее экспериментально, N_o1, р_o1 - соответственно мощность на валу насоса и давление, развиваемое насосом при испытании его с работой на закрытую задвижку, M_н - расходный коэффициент при работе насоса с номинальными параметрами.

Плотность ρ воды при различной температуре
Температура, °С	Плотность, кг/м³	Температура, °С	Плотность, кг/м³	Температура, °С	Плотность, кг/м³
10	999,59	62	982,2	90	965,34
15	999,0	63	981,67	91	964,67
20	998,23	64	981,13	92	963,99
25	997,00	65	980,59	93	963,3
30	995,67	66	980,05	94	962,61
35	993,94	67	979,5	95	961,92
40	992,24	68	978,94	96	961,22
41	991,86	69	978,38	97	960,51
42	991,47	70	977,81	98	959,81
43	991,07	71	977,23	99	959,09
44	990,66	72	976,61	100	958,38
45	990,25	73	976,07	105	954,75
46	989,82	74	975,48	110	951,98
47	989,4	75	974,84	115	947,15
48	998,96	76	974,29	120	945,13
49	998,52	77	973,68	125	940,0
50	988,07	78	973,07	130	934,84
51	987,62	79	972,45	135	930,49
52	987,15	80	971,83	140	926,1
53	986,69	81	971,21	145	921,57
54	986,21	82	970,57	150	916,93
55	985,73	83	969,94	155	912,24
56	985,25	84	969,3	160	907,4
57	984,75	85	968,65	165	902,44
58	984,25	86	968,00	170	897,34
59	983,75	87	967,34	175	892,22
60	983,24	88	966,68	180	886,91
61	982,73	89	966,01

Значение расхода находится по базовой расходной характеристике насоса М-Q, которая дана на фиг.10б, по приведенной формуле или непосредственно по характеристике. Для этого по вычисленному значению расходного коэффициента М находится точка А на графике, затем на расходной характеристике М-Q точка В, а по ней расход Q точка С. Таким образом, во внутреннем контуре по заданной программе поддерживаются заданный график температуры в сети и соответствующий перепад давления. Во внешний контур поступает температура по графику, заложенному в микропроцессорном контроллере К₂ внутреннего контура. Тепло из внутреннего контура поступает по заданной программе, заложенной в контроллере К₂, в теплообменники TO₁, TO₂, где тепло передается во внешний контур, в котором с помощью сетевых насосов H₁ или Н₂ и Н₃ поддерживаются заданные соотношения между давлениями и температурами в прямом и обратном трубопроводах, при которых обеспечивается оптимальный режим работы сети, при котором количество тепла, поданного от источника тепла G_ит, равно количеству тепла, отпускаемого в системен отопления потребителю G_co с номинальными потерями ΔG_пс в сети

G_ит=G_со+ΔG_пс, Гкал/ч,

при невозможности поддерживать заданные перепады температур в прямом и обратном трубопроводах внешнего контура подается команда на сетевой насос внутреннего контура, который снижает расход путем переключения насосов различной производительности до тех пор, пока во внешнем контуре не наступит заданное соотношение между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, и при необходимости сетевой насос внутреннего контура может быть остановлен на определенное время, пока во внешнем контуре поддерживается заданное соотношение между давлением и температурой, при которых система отопления работает в заданном режиме. Задачей регулирования во внешнем контуре является поддержание соотношения температур и давлений в прямом и обратном трубопроводах с помощью микропроцессорных контроллеров К₂₆, К₂₇, в которые поступают сигналы от датчиков температуры ТТ₃, ТТ₅, и датчиков давления PT₁₅, РТ₁₆, PT₁₇, подаются сигналы о значении температур и давлений в подающем и обратном трубопроводе внешнего контура, которые микропроцессорными контроллерами К₂₇, К₂₉ сравниваются с заданными значениями, и если они не равны заданным значениям, то микропроцессорные контроллеры К₂₆ и К₂₉ выдают команду через ЭВМ К₃₀ на узел подпитки и управления газом УПГ с насосами Н₆, H₇ для поддержания заданного соотношения давлений в подающем и обратном трубопроводах внешнего контура и команду на контроллеры К₂₆, К₂₈, которые включают насос нужной производительности, до тех пор, пока соотношения температур в прямом и обратном трубопроводах внешнего контура не будут равны заданным значениям. Одновременно от датчиков давления РТ₁₈-PT₂₁ и счетчика активной мощности Wh₂₅ подаются сигналы также в микропроцессорный контроллеры К₂₆, который по ним вычисляет расход тепла, потребляемого системой отопления.

На фиг.10а даны выходные данные работающей рассматриваемой котельной, а на фиг.8 - графики текущих значений контролируемых параметров. Если запрограммированные соотношения между температурами Т₃ и Т₅ в подающем и обратном трубопроводах не поддаются реализации, то микропроцессорный контроллер К₂₆ подает сигнал в ЭВМ К₃₀ для изменения режима работы внутреннего контура с помощью регулирования расхода путем включения насосов различной производительности или регулирует производительность одного насоса с помощью частотного преобразователя. Это делается до тех пор, пока параметры сети по давлению и температуре, измеряемые датчиками PT₁₅, PT₁₇ и ТТ₃, ТТ₅, не будут равны заданным. При определенных режимах работы тепловой сети сетевые насосы H₁ или Н₂, Н₃ могут быть на определенное время остановлены до тех пор, пока во внешнем контуре не будет обеспечиваться заданный режим работы отопления по соотношению давлений и температур, измеряемых датчиками РТ₁₅, РТ₁₇ и ТТ₃, (110-70°С) и ТТ₅ (95÷70°С) на подающем и обратном трубопроводах. В результате такого регулирования обеспечивается оптимальный тепловой комфорт у потребителей при минимальных экономических затратах.

Источники информации

1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справочное пособие. / Под. ред. В.Д.Кашарского. - Л.: Машиностроение, 1976.

2. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник. / В.И.Манюк, Я.И.Каплинский, Э.Б.Хиж [и др.] - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

3. Учет и контроль расхода энергоносителей и тепловой энергии. Методы и приборы. / Каханович B.C. [и др.] / Под ред. B.C.Кахановича - М.: Энергия, 1990.

4. Пат. 2119148 Российская Федерация, МПК ⁶ G01F 1/34. Способ измерения массового расхода и плотности жидкости, подаваемой центробежным электронасосом. / Кричке В.О., Громан А.О., Кричке В.В. - №96104446; заявл. 05.03.96, бюл. №26.

5. Пат. 2144162 Российская Федерация, МПК 7 F24D 19/10. Автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения. / Кричке В.О., Громан А.О., Кричке В.В. - №96114663; заявл. 16.07.96, бюл. №1.

Claims

Автоматизированная информационная система для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами, содержащая внутренний и внешний контуры отопления, во внутреннем контуре водогрейные котлы с газовыми колонками, теплообменниками и сетевыми насосами с выходом через теплообменники на внешний контур с сетевыми насосами и системой отопления с регулированием параметров сети с помощью газовых горелок и подпиточных насосов, отличающаяся тем, что сигналы с датчиков давлений и температур подаются в микропроцессорные контроллеры, сигналы с которых, для обработки и хранения, подаются в ЭВМ, а измерение расхода теплоносителя и его регулирование осуществляется насосной установкой, содержащей насосы различной производительности, по способу, когда на каждом насосе от датчиков давления, находящихся на приеме и выходе насоса, а также от датчика активной мощности, потребляемой электродвигателем привода насоса, подаются сигналы в микропроцессорный контроллер, а затем в ЭВМ, где по ним вычисляется отпущенная теплота по формулам:

G=Q(T_п-T_o)cρ, Гкал/с,

где Q=А(1-е^-M/m), м³/с

или G=A(1-e)^-M/mρ(T_п-T_o)c, Гкал/с,

где Q - расход теплоносителя, м³/с; А и m - расчетные коэффициенты; с - теплоемкость перекачиваемой жидкости; Т_п - температура в подающем трубопроводе, °С; Т_о - температура в обратном трубопроводе, °С; ρ - плотность воды теплоносителя; М - расходный коэффициент, который равен

,

эксплуатационный коэффициент η_эк

,

коэффициент сходимости K

,

где N, N_o, p-p_o - мощность на валу насоса N кВт, и развиваемое насосом давление р МПа в период измерения, и мощность на валу насоса N_o кВт, и давление, создаваемое насосом р_о МПа при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из паспортной характеристики насоса или полученные заранее экспериментально, N_o1 p_o1 - соответственно мощность на валу насоса и давление, развиваемое насосом при испытании его с работой на закрытую задвижку, М_н - расходный коэффициент при работе насоса с номинальными параметрами, при этом обеспечивается программное регулирование подаваемого тепла от источника и создаваемого давления в соответствии с программой, заложенной в микропроцессорном контроллере внутреннего контура с учетом наружной температуры и потерь в сети, а регулирование расхода осуществляется путем включения насосов различной производительности, тепло из внутреннего контура тепловой сети поступает по заданной программе в теплообменник, где оно передается во внешний контур сети, в котором с помощью сетевого и подпиточного насосов поддерживаются заданные соотношения во внешнем контуре между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, при которых обеспечивается оптимальный режим работы сети, когда количество тепла, подаваемого от источника тепла G_ит, равно количеству тепла, отпускаемого в системе отопления потребителю G_co с номинальными потерями ΔG_пс в сети G_ит=G_со+ΔG_пс, Гкал/ч, при невозможности поддерживать заданный перепад температуры в прямом и обратном трубопроводах внешнего контура тепловой сети подается команда на сетевой насос внутреннего контура, который изменяет расход до тех пор, пока во внешнем контуре не наступит заданное соотношение между давлением и температурой в прямом и обратном трубопроводах, и при необходимости сетевой насос внутреннего контура останавливается на определенное время, пока во внешнем контуре поддерживаются заданные соотношения между давлением и температурой в сети, при которых система отопления работает в оптимальном режиме.