CN105066215A - 锅炉采暖供热***及其控制方法 - Google Patents

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本发明涉及采暖供热领域，特别涉及一种锅炉采暖供热***及其控制方法。所述锅炉采暖供热***包括回水温度传感器和电子旁通供水装置，所述回水温度传感器用于实时获取采暖供热***的回水温度，电子旁通供水装置安装在锅炉供水管与回水管之间，在锅炉回水温度低于预设回水温度时，自动控制通过旁通水管为回水管旁通供水，提高回水温度，从而提高锅炉热效率，降低能耗，减少CO2排放量，提高供热行业竞争力。

Description

锅炉采暖供热***及其控制方法
技术领域
本发明涉及采暖供热领域，特别涉及一种高效率的锅炉采暖供热***及其控制方法。
背景技术
在倡导文明、节约、绿色的生产方式和消费方式的大形势下，全国燃煤锅炉采暖***的能源浪费问题仍然得不到解决。造成燃煤锅炉采暖***能源浪费的主要因素有以下几个方面：
1.燃煤锅炉的热效率(能量与热量之间的转换比率)最高只有83.5％，实际运行时只能达到65％左右，这样30％以上的燃煤白白浪费。
2.锅炉开始启动时，供水温度很低，回水温度更低，这个时间段锅炉的热效率极低，能源浪费非常严重。
3.室外温度急剧下降时，回水温度急剧下降，锅炉负荷急剧加大，需要很长时间才能达到正常运行，这一段时间，锅炉的热效率极低，能耗非常高。
4.在室外温度低时发生管网漏水，一旦停止运行管网冻裂，所以不能马上停止运行抢修，只能勉强跑水运行，这样造成锅炉效率急剧下降。
5.燃料煤质差，燃点高，炉膛温度不高时，锅炉效率极低。
发明内容
本发明提供一种锅炉采暖供热***及其控制方法，用以解决锅炉采暖供热***的热效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明示例性实施例中提供一种高效率锅炉采暖供热***，包括锅炉和采暖***，所述锅炉通过循环水管与所述所述采暖***连通，所述循环水管包括供水管和回水管，其特征在于，所述锅炉采暖供热***还包括：
回水温度传感器，用于测量所述回水管内的回水温度；
电子旁通供水装置，安装在所述供水管和回水管之间，包括控制器和旁通水管，所述控制器与所述回水温度传感器连接，用于获取所述回水管内的回水温度，所述旁通水管通过电子阀与所述供水管和回水管连通，所述控制器从一预设的模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量和旁通供水的温度，当旁通供水量大于零时，所述控制器打开所述电子阀，通过所述旁通水管向所述回水管供给所述旁通供水量的供水，用于提高所述回水管内的回水温度。
如上所述的锅炉采暖供热***，优选的是，所述预设模型中所述回水温度与旁通供水量成反比。
如上所述的锅炉采暖供热***，优选的是，当所述回水温度不小于预设的回水温度时，所述旁通供水量大于零。
如上所述的锅炉采暖供热***，优选的是，所述回水温度传感器为一无线温度传感器；所述无线温度传感器设于所述回水管之内或设于所述回水管外壁。
如上所述的锅炉采暖供热***，优选的是，锅炉采暖供热***还包括：
计算机***；
工业以太网，所述无线温度传感器通过所述工业以太网与所述计算机***通信连接；所述计算机***通过所述工业以太网与所述控制器通信连接。
如上所述的锅炉采暖供热***，优选的是，所述锅炉为燃煤锅炉或燃气锅炉。
本发明示例性实施例中还提供一种锅炉采暖供热***的控制方法，所述锅炉采暖供热***，包括锅炉、采暖***和电子旁通供水装置，所述锅炉通过循环水管与所述采暖***连通，所述循环水管包括供水管和回水管；所述电子旁通供水装置安装在所述供水管和回水管之间且包括旁通水管，所述控制方法包括：
建立预设模型，所述预设模型包括所述回水管内的回水温度与旁通供水量之间的一一对应关系，以及所述回水管内的回水温度与旁通供水的温度之间的一一对应关系；
获取所述回水管内的回水温度；
从所述预设模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量；
当旁通供水量大于零时，控制旁通水管向所述回水管供给所述旁通供水量的供水，用于提高所述回水管内的回水温度。
如上所述的控制方法，优选的是，建立预设模型的步骤包括：
设定预设的回水温度；
当所述回水温度不小于预设的回水温度时，所述旁通供水量大于零。
如上所述的控制方法，优选的是，所述预设的回水温度与所述锅炉的热效率成正比。
如上所述的控制方法，优选的是，所述锅炉为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，通过实时获取采暖供热***的回水温度，并设置电子旁通供水装置，在锅炉回水温度低于预设回水温度时，自动控制通过旁通水管为回水管旁通供水，提高回水温度，从而提高锅炉***的热效率，降低能耗，提高行业竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中锅炉采暖供热***的结构示意图；
图2表示本发明实施例中锅炉采暖供热***的控制方法流程图。
附图标记说明
1锅炉
3采暖***
40供水管
41回水管
5电子阀
6控制器
7旁通水管
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的结构、部件、步骤、方法等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、部件或者操作以避免模糊本公开的各方面。
如图1所示，本示例性实施例中首先提供了一种锅炉采暖供热***，其包括锅炉1和采暖***3，当然还可以包括诸如循环泵以及管路等其他现有部件，此处不一一赘述。锅炉1通过循环水管与采暖***连通，循环水管包括供水管40和回水管41。锅炉1具体可以为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉或其他种类的锅炉。锅炉1加热后的热水通过供水管40供给给采暖***3进行供暖，供暖后的回水通过回水管41回流至锅炉1进行加热，形成循环，水流方向如图1中的箭头所示。其中，回水管41内的水温低于供水管40内的水温。
锅炉采暖供热***还包括电子旁通供水装置和回水温度传感器(图中未示出)。所述回水温度传感器可以设置在回水管41内部或者设于回水管41的外壁，用于测量回水管41内的回水温度。所述电子旁通供水装置设置在供水管40和回水管41之间，包括控制器6和旁通水管7，控制器6与所述回水温度传感器连接，用于获取回水管41内的回水温度。旁通水管7通过电子阀5与供水管40以及回水管41连通，控制器6从预设的模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量和旁通供水的温度。当旁通供水量大于零时，控制器6打开所述电子阀5，通过旁通水管7向回水管41供给所述旁通供水量的供水，用于提高回水管41内的回水温度。
本示例性实施例中的锅炉采暖供热***通过实时获取采暖供热***的回水温度，并设置电子旁通供水装置，在锅炉回水温度低于预设回水温度时，自动控制通过旁通水管为回水管旁通供水，提高回水温度，从而提高锅炉***的热效率，降低能耗，提高行业竞争力。
本发明的具体工作原理为：
发明人在工作过程中，对回水温度和供热***的热效率进行了研究，以下的表一是发明人对3台29MW锅炉进行升温测试，获得的数据：
表一：
获得的测试结果是：
1号锅炉回水温度升高10℃，锅炉热效率提高17.25％；
2号锅炉回水温度升高10℃，锅炉热效率提高10.34％；
3号锅炉回水温度升高10℃，锅炉热效率提高12.07％。
从测试结果不难发现，回水温度越高，锅炉的热效率越高，这就是本发明的具体原理。
在获得上述测试结果以后，发明人在室外平均温度为-5℃，采暖面积为100万平米，锅炉的热负荷为55W,锅炉的容量为40T，循环水流速为420T/h，设定的回水温度为70℃，对旁通供水量进行了数据测试，获得的数据如下表二所示：
表二：
Q热量(GJ) 回水温度(℃) 电子旁通供水量(kg) 电子旁通供水量(M3)
118 70 0 0
116 69 27600 28
114 68 54400 54
113 67 80400 80
111 66 105600 106
109 65 130000 130
108 64 153600 154
106 63 176400 176
104 62 198400 198
102 61 219600 220
101 60 240000 240
上述表格中的数据即是电子旁通供水量的一种预设模型，供热回水温度越高，电子旁通供水量越低，即所述预设模型中回水温度与旁通供水量成反比，而且所述预设模型包括所述回水管内的回水温度与旁通供水量之间的一一对应关系。
让锅炉始终处于高效率运行的旁通供水量，控制器6根据实际测量的回水温度可以从所述预设模型中自动确定，例如：当回水温度为64℃时，电子旁通供水量为153600kg。具体的，对于旁通供水的温度T2可以根据公式Q＝CM(T2-T1)来获得，其中，T1为设定的回水温度，Q可以从所述预设模型中获得，C为水的比热，M为旁通供水量。当然，也可以直接在所述预设模型中存储回水温度和旁通供水的温度T2之间的一一对应关系。
电子旁通供水量的预设模型根据室外平均温度、采暖面积、锅炉的热负荷锅炉的容量、循环水流速、设定的回水温度等参数确定，上述预设模型只是一种举例，并不是一种限定。
本示例性实施例中只有当回水管41内的回水温度不小于预设的回水温度时，才需要提高回水温度，进行旁通供水，即旁通供水量大于零。
进一步的，本示例性实施例中的锅炉采暖供热***还可以包括计算机***以及工业以太网，除此之外还可以包括路由器、大容量数据库以及宽带等网络通信设备或存储设备。所述无线温度传感器通过所述工业以太网与所述计算机***通信连接；所述计算机***通过所述工业以太网与所述控制器通信连接。所述计算机设备可以包括服务器、显示器以及相关配套软件***。工业以太网是基于IEEE802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。无线温度传感器采集的回水温度信息通过工业以太网传递至计算机***，计算机***根据预设的模型进行比对计算并发送相应的控制指令至控制器，从而提高回水温度，进而提高锅炉***的热效率，降低能耗，提高行业竞争力。
相应地，本示例性实施例中还提供了一种对应于上述锅炉采暖供热***的控制方法，包括：
建立预设模型(根据锅炉运行工况测量得到本***最佳效率值)，所述预设模型包括所述回水管内的回水温度与旁通供水量之间的一一对应关系，以及所述回水管内的回水温度与旁通供水的温度之间的一一对应关系；
获取所述回水管内的回水温度；
从所述预设模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量；
当旁通供水量大于零时，控制旁通水管向所述回水管供给所述旁通供水量的供水，用于提高所述回水管内的回水温度。
上述控制方法中，通过实时获取采暖供热***的回水温度，并设置电子旁通供水装置，在锅炉回水温度低于预设回水温度时，通过旁通水管为回水管旁通供水，提高回水温度，从而提高锅炉***的热效率，降低能耗，提高行业竞争力。
由于只有在回水温度低于高效率的预设回水温度时，才旁通供水。因此，建立预设模型的步骤包括：
设定预设的回水温度。
一般地，实际运行供水温度(供水管40内的水温)为100℃左右时，回水温度60℃左右，为了提高热效率我们设定预设的回水温度70℃。
事实上，设定的预设回水温度越高，锅炉的热效率越高，即设定的预设回水温度与锅炉的热效率成正比。
本发明的技术方案通过实时获取采暖供热***的回水温度，并设置电子旁通供水装置，在锅炉回水温度低于预设回水温度时，自动控制通过旁通水管为回水管旁通供水，提高回水温度，从而提高锅炉***的热效率，降低能耗，减少CO2排放，提高行业竞争力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锅炉采暖供热***，包括锅炉和采暖***，所述锅炉通过循环水管与所述所述采暖***连通，所述循环水管包括供水管和回水管，其特征在于，所述锅炉采暖供热***还包括：
回水温度传感器，用于测量所述回水管内的回水温度；
电子旁通供水装置，安装在所述供水管和回水管之间，包括控制器和旁通水管，所述控制器与所述回水温度传感器连接，用于获取所述回水管内的回水温度，所述旁通水管通过电子阀与所述供水管和回水管连通，所述控制器从一预设的模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量和旁通供水的温度，当旁通供水量大于零时，所述控制器打开所述电子阀，通过所述旁通水管向所述回水管供给所述旁通供水量的供水，用于提高所述回水管内的回水温度。
2.根据权利要求1所述的锅炉采暖供热***，其特征在于，所述预设模型中所述回水温度与旁通供水量成反比。
3.根据权利要求2所述的锅炉采暖供热***，其特征在于，当所述回水温度不小于预设的回水温度时，所述旁通供水量大于零。
4.根据权利要求1所述的锅炉采暖供热***，其特征在于，所述回水温度传感器为一无线温度传感器；所述无线温度传感器设于所述回水管之内或设于所述回水管外壁。
5.根据权利要求4所述的锅炉采暖供热***，其特征在于，锅炉采暖供热***还包括：
计算机***；
工业以太网，所述无线温度传感器通过所述工业以太网与所述计算机***通信连接；所述计算机***通过所述工业以太网与所述控制器通信连接。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述锅炉为燃煤锅炉或燃气锅炉。
7.一种锅炉采暖供热***的控制方法，所述锅炉采暖供热***，包括锅炉、采暖***和电子旁通供水装置，所述锅炉通过循环水管与所述采暖***连通，所述循环水管包括供水管和回水管；所述电子旁通供水装置安装在所述供水管和回水管之间且包括旁通水管，其特征在于，所述控制方法包括：
建立预设模型，所述预设模型包括所述回水管内的回水温度与旁通供水量之间的一一对应关系，以及所述回水管内的回水温度与旁通供水的温度之间的一一对应关系；
获取所述回水管内的回水温度；
从所述预设模型中获取与所述回水温度对应的旁通供水量；
当旁通供水量大于零时，控制旁通水管向所述回水管供给所述旁通供水量的供水，用于提高所述回水管内的回水温度。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，建立预设模型的步骤包括：
设定预设的回水温度；
当所述回水温度不小于预设的回水温度时，所述旁通供水量大于零。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述预设的回水温度与所述锅炉的热效率成正比。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述锅炉为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉。
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