锅炉供暖系统的自动化节能控制分析

学术论文 2018-01-12 09:38:50
    我国城市供暖系统主要采取供暖系统循环泵的自控方式,采取哪种节能方式是供暖系统需要研究的重点课程,合理设计节能方案,采用先进节能技术,优化供暖系统性能,提高供暖系统运行效率。
    一、供热系统消耗能量环节
    供热系统是指利用某种设备将能源转换为热能,再通过某种渠道,将热能传输到用户,用户利用特殊设备接收热能的系统。由上可知,供热系统供热包括三个环节,每个环节都消耗一定的能源。如果不能合理控制能源消耗,则会增加供热系统的运行成本,无法充分满足人们需求。因此,在设计供热系统时,需要提高能源利用率,尽量用最低的能源消耗获取最大的供热结果。
    (一)能源转换环节节能设计
    在供热系统中,有许多能源可以转换成热能,具体包括石油、煤气以及天然气等。通过能源燃烧将能源转化为热能。在热能转换过程中,应该选择合适的设备。要求先建立一套完善的能源消耗评估指数,计算不同设备单元能源消耗提供的热能,对设备进行对比、评估,选出最合适的设备。选择合适的设备,能减少能源转化过程中不必要的能源消耗 ,实现节能的目标。
    (二)能源传输环节节能设计
    首先,选择合适的能源传输材质,降低热能消耗。传热钢管是一种常用的能源传输材质,其经过特殊处理,保温效果较好;其次,合理设计传输管道。合理设计传输管道,保证在最短时间内以最快速度将热能传输给用户,降低传输过程中的能源损耗;最后,优化热网结构。比如,适当提高热网的补水率就能有效减少热能的消耗,或者优化水力系统,提高热能传输效果。
    (三)用户接收环节节能设计
    用户一般采用采暖散热器来接收热能。采暖散热器接收到热能后,将其散布到用户使用空间,以散布热能的形式供暖。所以,采暖散热器的设置和安装是降低能源消耗的关键,根据用户实际需求,将采暖散热器安装在最合理的位置,使其能合理分配所接收到的热能,从而达到降低能源消耗的目的。
    二、供热系统节能技术措施
    (一)安装热工仪表,控制能源损耗
    安装热工仪表,通过热工仪表能了解和掌握供热系统的整体运行情况,合理控制供热系统。如果不安装热工仪表,则无法有效地评估供热系统,从而增加供热系统运行成本。
    (二)提高锅炉房运行管理水平,从而减少投资,提高供热效果,达到节能的目的
    (三)改进和创新燃烧方法
    比如,采取分层燃烧技术能提升能源利用率。
    (四)采取煤渣混烧方法,能提高煤能源利用率
    (五)保证锅炉受热面清洁,及时清理锅炉,避免存在污垢
    (六)提高锅炉系统的严密性,尽量降低过剩空气系数
    (七)在泵设备和风机中运用调速技术,从而对电能利用进行严格控制
    (八)改变小温差、大流量的运行方式,提升运输效率和供水温度
    (九)对于大中型锅炉而言,利用计算机控制燃烧过程,从而提升锅炉运行效率
    三、监控系统
    (一)监控系统硬件结构
    监控系统硬件主要包括一块18路模拟量1/6路开关量数据采集卡、一块RS485通讯卡、一块温度信号处理卡、一台IPC一610研华工控机、5个RS485通讯模块、一块开关信号接线板以及5台富士变频器。
    模拟量数据采集卡的工作是将模拟信号转化为1位数字信号。需要采集的模拟信号主要包括锅炉热风温度、炉膛温度、出水流量、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度、水压力、二次循环水泵出水压力、外温度以及出炉膛负压等。每个信号都有一个通道,同时采集。
    (二)监控系统软件功能
    1.参数设置页面
    在参数设置页面,能够设置风煤比系数、锅炉期望出水温度、二次水循环系统期望出水压力以及期望回水温度等参数,还能显示二次水循环系统期望出水压力曲线、锅炉期望出水温度曲线、实际回水温度曲线、实际出水温度曲线、实际出水压力曲线、期望回水温度曲线、锅炉排烟温度、炉膛温度、锅炉热风温度、炉膛负压、实际锅炉出水流量以及室外温度曲线等。
    2.供暖系统运行流程页面
    在供暖系统运行流程页面,能够显示供暖系统各设备运行状态以及运行流程画面,还能对各设备运行情况进行控制。比如,锅炉点火后,供暖系统运行流程画面会显示锅炉燃烧画面;循环水泵启动后,该页面会显示水泵电机运行状态的画面;炉排电机、锅炉鼓风机和引风机启动后,该页面会显示这三种设备运行状态的画面。在画面中,每个设备旁会显示设备相关数据。比如,转速、电流等。
    3.报警窗口页面
    该页面显示报警数据,具体包括报警时间、报警限、报警内容以及当前报警值等。在报警窗口页面可以设置各个被监视量的报警值,可以打印以往报警记录。
    4.历史曲线页面
    该页面能显示一定时间内锅炉出水流量、炉膛温度、出水温度、回水温度、出水压力、锅炉热风温度、室外温度、锅炉排烟温度、锅炉炉膛负压以及二次循环水泵出水压力等曲线,能打印相关报表数据。
    四、总结
    综上所述,供热系统不仅能满足人们供热需求,也能降低能源消耗,集中供热是供热系统常采用的供热方式。但集中供热存在一些弊端,我国已经采用变频技术弥补这些缺陷。对供热系统实施自动化节能控制,能优化供热系统结构,提高供热系统运行效率。通过自动化节能控制,提升了整体供热系统的运行质量,也是优化供暖系统的关键。
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