CN2779283Y

CN2779283Y - 一种智能控制集中供热***

Info

Publication number: CN2779283Y
Application number: CN 200420063973
Authority: CN
Inventors: 范有东; 李传芹; 高忠岩; 杨莉颖
Original assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau
Current assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau
Priority date: 2004-12-11
Filing date: 2004-12-11
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2014-12-11

Abstract

一种智能控制集中供热***。主要解决现有油田供热***以人工调节供热装置，致使供热效果不好、缺乏整体协调性、难以达到供热***整体最佳状态的不足。其特征在于：所述集中供热***还包括一个智能控制器，该智能控制器接收来自于温度传感器、压力传感器的信号并向电动调节阀发出控制信号，所述温度传感器、压力传感器接收来自于供水管线、回水管线、回水缸、分水缸的温度和压力信号。具有供热效果好、能够实现供热***的智能化控制、节省能源的特点。

Description

一种智能控制集中供热***

技术领域：

本实用新型涉及一种应用在油田供热领域中的控制***，尤其是涉及一种采用智能控制的集中供热***。

背景技术：

油田现有集中供热***各热力站都是独立调节，仅靠人工方式对热力站的供回水阀门进行调节，采用这种***主要存在以下缺点：人工调节精度差、不及时、缺乏整体协调性，难以达到供热***整体最佳状态；并且供热管网水力不平衡及“大流量、小温差”等诸多不合理问题，导致住户室内温度偏差较大，有时热的住户温度高达25℃以上，冷的住户还不到12℃，而且由于近端住户温度过高浪费了大量的热量，远端住户温度达不到要求，影响社会稳定，同时供热***的供热能力也不能最大限度地发挥出来。

实用新型内容：

为了克服现有油田供热***以人工调节供热装置，致使供热效果不好、缺乏整体协调性、难以达到供热***整体最佳状态的不足，本实用新型提供一种智能控制集中供热***，该智能控制集中供热***具有可自动进行供热***的智能化控制的特点，具有供热效果好、节省能源的有益效果。

本实用新型的技术方案是：该种智能控制集中供热***，包括温度传感器、压力传感器、安装于供水管线、回水管线上以及连通管线之间的电动调节阀，其中所述集中供热***还包括一个智能控制器，该智能控制器由可编程序控制器及相应外设电路组成，它接收来自于温度传感器、压力传感器的信号并向电动调节阀发出控制信号。所述温度传感器为一体化温度变送器、压力传感器为智能压力变送器，它们则接收来自于供水管线、回水管线、回水缸、分水缸的温度和压力信号。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案的智能控制集中供热***能够通过温度传感器、压力传感器实时采集供水管线、回水管线、回水缸、分水缸的温度和压力信号并将其传递给智能控制器，在智能控制器中预置程序的控制作用下，自动调节电动调节阀的开度，使得管网温度保持在期望值，进而达到及时、准确的控制调节热网参数，能够全面解决供热***的热力工况和水力工况失调的问题，改善供热效果，节约能源，提高用户的满意率，提高供热企业管理水平。

附图说明：

附图1是本实用新型的组成示意图；

附图2是本实用新型应用后的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，该种智能控制集中供热***，包括温度传感器、压力传感器、安装于供水管线、回水管线上以及连通管线之间的电动调节阀，其中该集中供热***还包括一个智能控制器，该智能控制器接收来自于温度传感器、压力传感器的信号并向电动调节阀发出控制信号，所述温度传感器、压力传感器接收来自于供水管线、回水管线、回水缸、分水缸的温度和压力信号。其中，现场控制器的主要作用是进行模数转换，并对信号进行运算处理。

本实用新型是基于下述技术原理而进行开发的：

在热水网路稳定状态运行时，如不考虑管网的沿途损失，则网路的供热量应等于用户***散热设备的放热量，同时也等于热用户的热负荷。

在供热室外计算温度下，散热设备若采用散热器，则有以下热平衡方程式：

Q′₁＝Q′₂＝Q′₃

Q′₁＝qV(t_n-t′_w)

Q′₂＝kF(t′_p-t_n)＝AF((t′_g+t′_h)/2-t_n)^1+B

Q′₃＝cG′(t′_g-t′_h)/3600＝1.163G′(t′_g-t′_h)

在任一室外温度下，可写出与上面相似的热平衡方程式：

Q₁＝Q₂＝Q₃

Q₁＝qV(t_n-t_w)

Q₂＝kF(t_p-t_n)＝AF((t_g+t_h)/2-t_n)^1+B

Q₃＝cG(t_g-t_h)/3600＝1.163G(t_g-t_h)

将实际运行条件下的热平衡方程式与设计状态下的方程式相比，可得到：

Q_p＝Q₁/Q′₁＝Q₂/Q′₂＝Q₃/Q′₃＝(t_n-t_w)/(t_n-t′_w)＝((t_g+t_h-2t_n)/(t′_g+t′_h-2t_n))^1+B＝G_p(t_g-t_h)/(t′_g-t′_h)--------------------------①

式①是用户室内散热器热水供暖***供热调节的基本公式。

将①式联立，即可得到t_g、t_h的公式：

t_g＝t_n+(t′_g+t′_h-2t_n)((t_n-t_w)/(t_n-t′_w))1^/1+B/2+((t′_g-t′_h)/2G_p)×((t_n-t_w)/(t_n-t′_w))--②

t_h＝t_n+(t′_g+t′_h-2t_n)((t_n-t_w)/(t_n-t′_w))^1/1+B/2-((t′_g-t′_h)/2G_p)×((t_n-t_w)/(t_n-t′_w))--③

选择供水温度作为被控参数最直观，它能直接反应用户***的温度，便于管理人员测量、观察、控制，同时控制通道滞后小，对室温的校正反应灵敏，效果显著。但从式②③中可以发现，***供水温度与供热***的相对流量有关，它随流量的变化而变化，稳定性较差，这样它就不是室外温度的单值函数。虽然在供热运行中，可以采用质调节，令G_p＝1，使t_g不受流量的影响，但实际工况很难与设计工况保持一致，即G_p≠1，这将会影响t_g的准确性。另外今后实行按热量收费，***的流量是不断变化的，这样G_p值是不确定的，也就无法保证t_g为固定值。

如果将式②③相加，可得室内的供、回水平均温t_p：

t_p＝(t_g+t_h)/2＝t_n+(t′_g+t′_h-2t_n)((t_n-t_w)/(t_n-t′_w))^1/1+B/2------------------④

上式表明，用户的供、回水平均温度t_p只与室外温度t_w有关，虽然它不能直接反映用户的供水温度，但它可以反映用户的热负荷，最重要的一点是它与用户***流量无关，它是室外温度的单值函数，即在室外温度不变的前提下，t_p为一固定值，二级网的运行流量即使发生变化，用户都可以达到预期的室内温度。

运行调节追求的目标应使用户室温达到设计室温，当tn为常数，此时计算的供、回水温度、流量值即为使用户室温达到设计室温的运行参数。可得出：在一定的室外温度下，用户室温只是***供、回水平均温度的函数，而与***流量大小无关。换句话说，***在不同的运行流量下，皆可达到预期用户室温，但其前提条件必须是供、回水平均温度同为某一固定数值。由于供、回水平均温度一定时，其供热量也一定，因而***流量越大，供水温度越低，回水温度越高，供回水温差越小；反之，***流量越小，供水温度越高，回水温度越低，供回水温差越大。综上所述，应选择供热***的供、回水平均温度作为被控参数。

下面就是一个采用西门子S7系列可编程序控制器作为智能控制器的实例。

本***由现场控制器S7-300、一体化温度变送器、智能压力变送器、室外温度变送器等组成，温度变送器的主要作用是采集现场温度信号。压力变送器主要作用是采集现场压力信号。室外温度变送器主要作用是采集室外温度信号

安装在供水管线上的一体化温度变送器HCK，把采集到的4～20mA温度信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第3个通道，安装在回水管线上的一体化温度变送器HCK，把采集到的4～20mA温度信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第4个通道，安装在供水管线上的智能压力变送器Smar LD-301，把采集到的4～20mA压力信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第5个通道，安装在回水管线上的智能压力变送器Smar LD-301，把采集到的4～20mA压力信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第6个通道，安装在分水缸上的智能压力变送器Smar LD-301，把采集到的4～20mA压力信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第7个通道，安装在回水缸上的智能压力变送器Smar LD-301，把采集到的4～20mA压力信号送到西门子现场控制器S7-300的第一个模拟量输入模块SM331的第8个通道，安装在分水缸上的一体化温度变送器HCK，把采集到的4～20mA温度信号送到西门子现场控制器S7-300的第二个模拟量输入模块SM331的第1个通道，安装在室外百叶箱上的室外温度变送器，把采集到的4～20mA温度信号送到西门子现场控制器S7-300的第二个模拟量输入模块SM331的第5个通道，并把2#、6#、8#电动调节阀的4～20mA阀位信号送到西门子现场控制器S7-300的第二个模拟量输入模块SM331的第6、7、8个通道，所有的信号进入PLC以后，经过现场控制器的运算后，把2#、6#、8#电动调节阀的输出阀位的4～20mA信号传送回阀体，用以控制它的输出，从而实现本地智能控制的目的，同时PLC的发送端CP340把所有的温度、压力、阀位及室外温度信号通过市话网传送到集中供热监控中心的接收端CP340，从而实现在集中供热指挥中心上位机的WINCC界面上看到所有参数，并能够对它们进行监控，应用后的***示意图如图2所示。

本***运行可靠，并且充分发挥监控中心、热力站、通讯网络的功能，本控制***采用了集散控制型的控制结构，即监控中心实现运行数据的集中监测、集中管理、集中调度，热力站实现本地智能控制。

由于控制的功能下放到热力站，即使控制网络中断，控制***仍能很好地完成控制功能，从而控制的可靠性增强了。由于监控中心的硬件资源、软件资源、人才资源很丰富，可以完成大量的管理、分析、调度的功能。由于加大了热力站和监控中心的功能，对通讯网络的依赖减少了，当通讯故障时控制***仍能很好地完成控制、分析、调度和运行数据管理任务，因此控制***的可靠性是很强的，功能也很强大。

由于控制的本地化，***的扩展是很灵活的，***的调试、维护也很方便。

本***已经在大庆乘风地区集成功实验，控制***通过各热力站现场PLC检测整个供热***的必要数据，对热网的水力工况和热力工况进行综合分析，然后向各热力站发布指令，协调整个***安全、经济运行。各现场PLC就地控制，可以按照监控中心控制机的指令进行调节，也可以按就地指令调节。各热力站分别由控制单元独立控制，站内主要设备均有安全连锁功能，监控中心可对各热力站的运行参数实时监测，并能对关键参数实施远程控制。

本***利用计算机技术和白控技术完成供热***的智能控制，能够达到及时、准确的控制调节热网参数，能够全面解决供热***的热力工况和水力工况失调的问题，改善供热效果，节约能源，提高用户的满意率，提高供热企业管理水平。

Claims

1、一种智能控制集中供热***，包括温度传感器、压力传感器、安装于供水管线、回水管线上以及连通管线之间的电动调节阀，其特征在于：所述集中供热***还包括一个智能控制器，该智能控制器接收来自于温度传感器、压力传感器的信号并向电动调节阀发出控制信号，所述温度传感器、压力传感器接收来自于供水管线、回水管线、回水缸、分水缸的温度和压力信号。

2、根据权利要求1所述的一种智能控制集中供热***，其特征在于：所述智能控制器为可编程序控制器，所述温度传感器为一体化温度变送器，所述压力传感器为智能压力变送器。