水-水熱力交換站DDC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化

1、水-水熱力交換站DDC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 水-水熱力交換站DDC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 （系） 指導(dǎo)教師 完成時間 摘 要本論文所設(shè)計的熱力交換站是為某單位冬季采暖供應(yīng)，一次熱源從市政熱力管道取得，二次系統(tǒng)有循環(huán)水泵、補水泵、除污器等附屬設(shè)備。本文介紹了熱力交換站的監(jiān)控系統(tǒng)的組成、功能和工作過程。設(shè)計所使用的換熱方式是水-水換熱，用對水循環(huán)溫度的控制達(dá)到設(shè)計所要求的供熱溫度。通過熱力交換站的室內(nèi)溫度的監(jiān)測控制和對各參數(shù)的分析，達(dá)到熱力交換站節(jié)能設(shè)計的要求。通過對循環(huán)水溫度的控制達(dá)到冬季采暖供水所需的溫度，用于提高室內(nèi)空氣溫度。本次

2、設(shè)計通過對熱交換站原有設(shè)備及環(huán)境進行分析，生成優(yōu)化方案，在滿足用戶要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到優(yōu)化控制和節(jié)能的目的。本文詳細(xì)介紹了水-水換熱站的設(shè)備構(gòu)成及監(jiān)控原理，附有監(jiān)控原理圖和DDC計算機監(jiān)控圖，并根據(jù)所需監(jiān)控內(nèi)容對相應(yīng)的幾種傳感器執(zhí)行器的監(jiān)控方式進行了介紹。本設(shè)計要達(dá)到的目標(biāo)，使單位冬季的集中供暖安全可靠，經(jīng)濟合理，使熱交換的設(shè)計更加節(jié)能，降低消耗。關(guān)鍵詞 水-水熱力交換站/傳感器、執(zhí)行器/DDC控制/參數(shù)優(yōu)化Analysis and optimization of water - water heat exchange station DDC control parametersABSTRACT

3、This thesis discusses standing control system is heat for the Unit of the winter heating supply.the once heat source come from the municipal heat pipe, the Secondary system have circulating pump, water supply pump, decontamination and other ancillary equipment. This article describes the composition

4、, functions and work processes of heat exchange station monitoring system. The heat exchanger of design uses water-water heat exchanger, using the control of the temperature of the water cycle to design the required heating temperature. Through monitoring and control the heat exchange station of ind

5、oor temperature and analysis of various parameters, achieve the energy-efficient design of the heat exchange station.The design of heat exchange station original equipment and the environment, generate optimized programs on the basis that meet user requirements, to achieve optimal control and energy

6、 saving. The details of water - water heat exchanger station equipment and monitoring principle, attached to the monitor schematic and DDC computer monitor Figure, and introduced several sensors to carry out the monitoring required to monitor the content.Keywords: water - water heat exchange station

7、 / sensors, actuators / DDC control / parameter optimizationIII目 錄中文摘要I英文摘要II1.緒論12.熱力交換站的換熱型式22.1蒸汽-水型換熱站22.2水-水型換熱站43.熱力交換站控制系統(tǒng)63.1換熱器93.2傳感器與變送器123.3 執(zhí)行器163.4 控制器174.熱力交換站水泵節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計194.1 循環(huán)泵節(jié)能設(shè)計194.2補水泵節(jié)能設(shè)計194.3 一級泵換熱系統(tǒng)的監(jiān)控214.4 次級泵系統(tǒng)的控制23 4.5 電機的調(diào)節(jié)255.DDC控制系統(tǒng)簡介265.1工作原理265.2功能介紹265.3 DDC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

8、275.4 DDC控制系統(tǒng)的優(yōu)點286.節(jié)能分析307.結(jié)束語31致 謝32參考文獻331. 緒論供熱系統(tǒng)是一種熱傳遞系統(tǒng)，通過一些媒介，如水、蒸汽等將熱量由熱源傳遞給對熱負(fù)荷有多種要求的用戶。熱力交換站是連接用戶和熱源的重要組成，在整個供熱系統(tǒng)中占舉足輕重的作用。其中在日常生活和工作中，水-水換熱系統(tǒng)又是很普遍的一種系統(tǒng)。它是通過熱水管網(wǎng)將熱進行傳遞。熱水管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，一次網(wǎng)是指連接在熱源管網(wǎng)和熱力交換站之間的管網(wǎng)，二次網(wǎng)是連接在熱負(fù)荷用戶和熱力交換站之間的管網(wǎng)，熱力交換站就是連接在一次網(wǎng)與二次網(wǎng)之間的，還安裝有相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備，與用戶相連接。隨著全球氣候的變化和季節(jié)的更替，設(shè)計時在

9、對室外氣溫的設(shè)定往往留有很大的誤差，導(dǎo)致熱指標(biāo)偏大，造成資源浪費的現(xiàn)象。對于熱力交換站的設(shè)計不但要求設(shè)計正確而且要求能準(zhǔn)確的根據(jù)室外溫度的變化進行自動的監(jiān)控，實時調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，從而達(dá)到節(jié)能的目的。熱交換站控制系統(tǒng)是現(xiàn)在很多工廠不可缺少的輔助系統(tǒng)，它給設(shè)備生產(chǎn)帶來了很大的影響。早期的熱交換站控制系統(tǒng)都很簡單，而且都是人工控制的，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求由工人手動控制，保持供水的溫度適合生產(chǎn)的要求。而且這種人工控制精確度很低，操作性差，最重要的是安全行很差。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，工人不可能在第一時間到達(dá)事故現(xiàn)場，而且沒有可靠的事故顯示裝置，很難判斷事故的位置，會給生產(chǎn)帶來很大的不便，甚至造成不必要的

10、經(jīng)濟損失。由于熱交換站采用人工監(jiān)控，浪費人力，事故隱患還難以及時發(fā)現(xiàn)，同時各熱交換站都獨立運行，難以達(dá)到供熱系統(tǒng)整體最佳狀態(tài)，易造成熱力失衡，影響供熱效果而造成極大浪費。特別是集中供熱的管線，線路覆蓋地域范圍大，動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時性要求高，人工手動調(diào)節(jié)存在著較大偏差，只能夠進行初步調(diào)節(jié)，不能夠滿足居民對室內(nèi)溫度恒定的要求，為了改變這一情況，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場控制技術(shù)對熱網(wǎng)進行集中監(jiān)控和量化管理已是當(dāng)前發(fā)展的趨勢。2.熱力交換站的換熱型式2.1蒸汽-水型換熱站對于利用大型集中鍋爐房或熱電廠作為熱源，通過換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來說，換熱站的作用就同供暖鍋爐房一樣，只是用換熱器代替了鍋爐。圖2-1為蒸汽

11、-水換熱器的監(jiān)控原理圖。熱交換站的監(jiān)控對象為換熱器、供熱水泵、分水器和集水器。蒸汽-水型換熱器的監(jiān)控功能包括換熱一次側(cè)、二次側(cè)熱媒（蒸汽和循環(huán)熱水）的溫度、流量、壓力的實時檢測及二次側(cè)出水溫度的自動控制。圖2-1 蒸汽-水型換熱器的監(jiān)控原理圖TT-溫度變送器 PT-壓力變送器 FT-流量變送器1-熱水換熱器 2-蒸汽-水換熱器2.1.1.檢測內(nèi)容l 換熱器的蒸汽溫度TT1、流量FT1以及壓力PT1；l 供水溫度TT2、流量FT2以及壓力PT2；l 空調(diào)采暖回水溫度TT3、流量FT3以及壓力PT3；l 凝結(jié)水水箱的水位監(jiān)測LLT1。2.1.2.控制內(nèi)容（1）供水溫度的自動控制 根據(jù)裝設(shè)在熱水出水

12、管處的溫度傳感器TT2檢測的溫度值與設(shè)定值之偏差，以比例積分控制規(guī)律自動調(diào)節(jié)蒸汽側(cè)電動閥的開度。蒸汽電動閥實際上是控制進入換熱器的蒸汽壓力，從而決定了冷凝溫度，也就確定了傳熱量。（2）換熱器與循環(huán)水泵的臺數(shù)控制 通過實時檢測循環(huán)熱水流量和供/回水的溫度，確定實際的供熱量，用戶側(cè)的供熱量Q為（2-1）Q=qc(t-t) (2-1)式中 Q供熱量（W）； q質(zhì)量流量（kg/h）; c比定壓熱容J/(kg·)； t、t用戶側(cè)供、回水溫度（）。根據(jù)室外溫度（24h）的平均值，利用供熱系統(tǒng)的運行曲線圖，得到以下指標(biāo)：l 實際運行所要求的供水溫度。l 循環(huán)熱水流量值。l 蒸汽換熱器以及循環(huán)水泵運

13、行臺數(shù)。l 供水溫度的設(shè)定值。供水溫度t的設(shè)定值可由調(diào)整后測出的循環(huán)水量q、要求的熱量Q及實測回水溫度t確定，其公式為式2-2t= t+Q/( c q) (2-2)隨著供水溫度t的改變，回水溫度t也會緩緩變化，從而使要求的供水溫度同時相應(yīng)地改變，以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。蒸汽計量可以通過測量蒸汽溫度t(TT1)、壓力p(PT1)和流量FT1實現(xiàn)，流量計可以選用渦街流量計測定，它測出的流量是體積流量，通過t和p由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)的狀態(tài)下水蒸氣比體積，從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積，要求水蒸氣為過熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測量元件的前面，這樣即使輸送來

14、的蒸汽為飽和蒸汽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后，也可成為過熱蒸汽。（3）補水泵的控制 實時檢測回水壓力PT3的大小，自動控制補水泵的起、停，及時對熱水循環(huán)系統(tǒng)進行補水。（4）水泵運行狀態(tài)顯示及故障報警 采用流量開關(guān)FS1、FS2、FS3分別作為熱水水泵、凝結(jié)循環(huán)水泵與補水泵的運行狀態(tài)顯示，水泵停止時電動閥自動關(guān)閉。采用泵的主電路熱繼電器輔助點作故障報警信號，當(dāng)水泵有故障時，自動起動備用泵。2.1.3.換熱器傳熱量的控制方法如果一次側(cè)蒸汽的壓力較平穩(wěn)，一般以供水溫度TT2作為被控參數(shù)，蒸汽流量FT1作為操作量，可采用簡單控制系統(tǒng)對換熱器的傳熱量進行控制。自動控制系統(tǒng)實時檢測換熱器的出水溫度，送至溫控器與工

15、藝設(shè)定值進行比較，將偏差進行比例積分控制運算，輸出控制指令給蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，自動的改變閥門的開度，即改變進入換熱器的蒸汽流量，以改變換熱器的家熱量，控制出水溫度，滿足工藝設(shè)定值的要求。2.2水-水型換熱站圖2-2為水-水換熱器的監(jiān)控原理圖。熱交換站的監(jiān)控對象為供熱器、供熱水泵、分水器和集水器。圖2-2水水換熱器監(jiān)控圖2.2.1主要檢測內(nèi)容一次熱媒側(cè)供、回水溫度T1、T5；二次熱水流量F1、熱水供水溫度T2、回水溫度T3；供回水壓差PdT；供熱水泵工作、故障及手/自動狀態(tài)。2.2.2控制內(nèi)容（1）根據(jù)裝設(shè)在熱水出水管處的溫度傳感器T3檢測的溫度值與設(shè)定值之偏差，以比例積分控制方式自動調(diào)節(jié)一次熱媒

16、側(cè)電動閥的開度V1。（2）測量供、回水壓差PdT，控制其旁通閥的開度V3，以維持壓差設(shè)定值。（3）根據(jù)二次側(cè)供水溫度、回水溫度和流量（F1），計算用戶側(cè)實際耗量。根據(jù)室外溫度（前24h）的平均值，利用供熱系統(tǒng)的運行曲線圖，得到實際運行所要求供水溫度大小，計算出循環(huán)熱水流量的多少，并進行供水溫度的再設(shè)定。（4）供水泵停止運行，一次熱媒電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。（5）根據(jù)排定的工作序表，按時啟停設(shè)備。測量高溫水側(cè)供回水壓力可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況，以指導(dǎo)高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。在實際工程中，高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問題是水力失調(diào)，由于各支路通過干管彼此相連，一個熱力站的調(diào)整往往會導(dǎo)致鄰近熱力站流量的變化。另外，高溫

17、水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配，于是往往造成室外溫度降低時各換熱站都將高溫側(cè)水閥TV-101開大，試圖增大流量，結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿足，而距熱源遠(yuǎn)的換熱站流量反而減少，造成系統(tǒng)嚴(yán)重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制，由管理整個高溫水網(wǎng)的中央控制管理計算機統(tǒng)一制定各熱力站的調(diào)節(jié)閥TV-101的閥位活流量，各換熱站的DCU側(cè)僅是接收通過通信網(wǎng)送來的關(guān)于調(diào)整閥門TV-101的命令，并按此命令進行相應(yīng)的調(diào)整。3.熱力交換站控制系統(tǒng)本畢業(yè)設(shè)計中模擬的系統(tǒng)為熱力交換站對某單位進行冬季采暖供應(yīng)，供熱面積為10萬平方米，單位最高為4層，負(fù)荷為采暖供水，采

18、暖供水溫度控制在6085之間，它是給單位的工作人員提高熱的氣體，在冬天時提供暖風(fēng)，保證良好的工作條件。一次熱源從市政熱力管道取得，一次網(wǎng)提供的供、回水溫度為95/70。交換站設(shè)有二臺板式換熱器，二次系統(tǒng)有循環(huán)水泵、補水泵、除污器等附屬設(shè)備。本設(shè)計采用水-水換熱，其換熱方式及其原理圖在以上內(nèi)容中已有介紹，熱交換站采用DDC監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)控原理如圖3-1所示。圖3-1 水-水換熱器監(jiān)控圖熱交換站的監(jiān)控對象為換熱器、供熱水泵、分水器和集水器。主要外部線路見表3-1。代號用途狀態(tài)導(dǎo)線數(shù)量A一次熱媒側(cè)供水溫度AI2B一次熱媒側(cè)回水溫度AI2C一次熱媒電動調(diào)節(jié)閥AO4D換熱器供水溫度AI2E熱水供水溫度A

19、I2F換熱器供回水流量信號AI2G換熱器電動蝶閥DI、DO5H換熱器供回水壓差信號AO2I換熱器供水旁路電動調(diào)節(jié)閥AO4J1號供熱水泵啟?？刂菩盘朌I2K1號供熱水泵工作狀態(tài)信號DI2L1號供熱水泵故障狀態(tài)制動信號DI2M1號供熱水泵手/自動轉(zhuǎn)換信號DI2N2號供熱水泵啟停控制信號DI2O2號供熱水泵工作狀態(tài)信號DI2P2供熱水泵故障狀態(tài)制動信號DI2Q2號供熱水泵手/自動轉(zhuǎn)換信號DI2R熱水回水溫度AI2表3-1 外部線路供暖系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)、熱換站、熱用戶組成，根據(jù)熱用戶循環(huán)水量變化與否可分為定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)。定流量系統(tǒng)的末端采用三通閥調(diào)節(jié)，根據(jù)室內(nèi)溫度信號控制三通閥旁通流量，以維持

20、室內(nèi)溫度恒定。但水泵大部分時間在滿負(fù)荷下工作，耗能嚴(yán)重。而變流量系統(tǒng)中，用戶末端采用二通調(diào)節(jié)閥，依據(jù)室內(nèi)溫度信號控制二通閥門的開度，改變負(fù)荷側(cè)的水流量，以維持室內(nèi)溫度恒定。當(dāng)用戶側(cè)水系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)時，熱交換站供、回干管的連接方式及測量組建系統(tǒng)如圖4-2所示，有以下四種方案：圖3-2 熱交換站測量系統(tǒng)的組建方案a) 方案1 b) 方案2 c) 方案3 d) 方案4方案1：在分水器與集水器之間連接壓差旁通管，由分水器引出一條供水管。由用戶側(cè)回來的回水管接到集水器上。這種連接方法可以用一個流量變送器測量用戶回水流量，且較容易滿足流量變送器直管段的要求，可從安裝條件保證測量精度和穩(wěn)定性，可測性好。同

21、時由于旁通管連接到集水器與分水器之間，對穩(wěn)定地調(diào)節(jié)供回水壓差有利。方案2：方案2與方案1不同的是在集水器安裝兩根回水管，故需要采用兩個回水流量變送器和兩個回水溫度傳感器，按下式計算熱負(fù)荷 （3-1）式中是總回水量，是回水溫度，為回水管1、2對應(yīng)的流量，分別由流量變送器FT1、FT2測量，為回水管的1、2對應(yīng)的回水溫度，分別由溫度變送器TE1、TE2測量。方案3：方案3的特點是壓差旁通管連接在供、回水干管上。按這種連接方法，無論集水器連接多少個回水管，均可采用一臺流量變送器和一支回水溫度傳感器測量，減少了硬件投資。但其壓差調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性不如方案1和方案2好。方案4：方案4的回水流量計和回水溫度傳感

22、器安裝錯誤，TE2、FT測量的是混水流量，而不是用戶的回水溫度和回水流量。3.1換熱器換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于鍋爐暖通領(lǐng)域，隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類越來越多。3.1.1換熱器的介紹（1）板式換熱器最典型的間壁式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。主體結(jié)構(gòu)由換熱板片以及板間的膠條組成。長期在市場占據(jù)主導(dǎo)地位，但是其體積大，換熱效率低，更換膠條價格昂貴（膠條的更換費用大約占整個過程的1/3-1/2）.主要應(yīng)用于液體-液體之間的換熱，行業(yè)內(nèi)常

23、稱為水水換熱，其換熱效率在5000w/m2.K。為提高管外流體給熱系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路，增加流體速度，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種，前者應(yīng)用更為廣泛.。目前，由于中國新版GMP的推出，板式換熱將逐漸退出食品，飲料，制藥等衛(wèi)生級別高的行業(yè)。（2）管殼式換熱器管殼式(又稱列管式) 換熱器是管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內(nèi)部裝有平行管束或者螺旋管，管束兩端固定于管板上。在管殼換熱器內(nèi)進行換熱的兩種流體，一種在管內(nèi)流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行

24、程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管子的型號不一，過程一般為直徑16mm 20mm或者25mm三個型號，管壁厚度一般為1mm，1.5mm，2mm以及2.5mm。進口換熱器，直徑最低可以到8mm，壁厚僅為0.6mm。大大提高了換熱效率，今年來也在國內(nèi)市場逐漸推廣開來。管殼式換熱器，螺旋管束設(shè)計，可以最大限度的增加湍流效果，加大換熱效率。內(nèi)部殼層和管層的不對稱設(shè)計，最大可以達(dá)到4.6倍。這種不對稱設(shè)計，決定其在汽-水換熱領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。最大換熱效率可以達(dá)到14000w/m2.k，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。同時，由于管殼式換熱器多為金屬結(jié)構(gòu)，隨著中國新版GMP的推出，不銹鋼316L為主體的換熱器，

25、將成為飲料，食品，以及制藥行業(yè)的必選。（3）浮頭式換熱器一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動，殼體和管束對膨脹是自由的，故當(dāng)兩張介質(zhì)的溫差較大時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。（也可設(shè)計成不可拆的）。這樣為檢修、清洗提供了方便。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露情況。因此在安裝時要特別注意其密封。浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。（4）陶瓷換熱器陶瓷換熱器是一種新型的列管式高溫?zé)崮芑厥昭b置，主要成份為碳

26、化硅，可以廣泛用于冶金、機械、建材、化工等行業(yè)，直接回收各種工業(yè)窯爐排放的8501400高溫?zé)煔庥酂?，以獲得高溫助燃空氣或工藝氣體。研制成的這種裝置的換熱元性材料系一種新型碳化硅工程陶瓷，它具有耐高溫和抗熱沖擊的優(yōu)異性能，從 1000 風(fēng)冷至室溫，反復(fù)50 次以上不出現(xiàn)裂紋；導(dǎo)熱系數(shù)與不銹鋼等同；在氧化性和酸性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在結(jié)構(gòu)上成功地解決了熱補償和較好地解決了氣體密封問題。該裝置傳熱效率高，節(jié)能效果顯著，用以預(yù)熱助燃空氣或加熱某些過程的工藝氣體，可節(jié)約一次能源，燃料節(jié)約率可達(dá)30 %55%，并可強化工藝過程，顯著提高生產(chǎn)能力。陶瓷換熱器的生產(chǎn)工藝與窯具的生產(chǎn)工藝基本相同，導(dǎo)熱性與

27、抗氧化性能是材料的主要應(yīng)用性能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在煙道出口較近，溫度較高的地方，不需要摻冷風(fēng)及高溫保護，當(dāng)窯爐溫度1250-1450時，煙道出口的溫度應(yīng)是1000-1300，陶瓷換熱器回收余熱可達(dá)到450-750，將回收到的的熱空氣送進窯爐與燃?xì)庑纬苫旌蠚膺M行燃燒，這樣直接降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟效益。陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發(fā)展，因為它較好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題。它的主要優(yōu)點是：導(dǎo)熱性能好，高溫強度高，抗氧化、抗熱震性能好。壽命長，維修量小，性能可靠穩(wěn)定，操作簡便。結(jié)合以上對比而言，本設(shè)計采用板式換熱器。3.1.2板式換熱器的技術(shù)優(yōu)勢和特點傳熱系數(shù)高：傳熱

28、板片上的特殊波紋設(shè)計，可使流體在極低的流速下產(chǎn)生強烈的湍流，湍流的自凈效應(yīng)又可防止污垢的產(chǎn)生，使得板式換熱器的傳熱系數(shù)為管殼式換熱器的3-5倍。經(jīng)濟性：相同換熱量的前提下，與管殼式比較：投資少、運行費用低、維修費用低。可調(diào)整性：只需增加和減少板片即可滿足工藝過程改變的需求。結(jié)構(gòu)緊湊：在相同換熱量的前提下，占用空間僅為管殼式的1/2l/3。易于潔洗維修。本系統(tǒng)選用Tranter公司的GX-26型板式換熱器。其P=1.6MPa，F(xiàn)=21.25。Tranter（原舒瑞普）公司已有70多年的歷史，是板式換熱器行業(yè)的知名制造商和市場的領(lǐng)先者。致力于為全球客戶提供最為精良板式換熱器產(chǎn)品，1987年將可拆式

29、板式換熱器推廣至中國市場并廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、石油天然氣、化工、電廠、紡織及食品等行業(yè)。舒瑞普板式換熱器是由框架、傳熱板片組及夾緊螺栓等主要部件組成。框架包括一個固定壓緊板和一個活動壓緊板，由上導(dǎo)桿與下導(dǎo)桿支承，在另端有一支柱。壓制成的波紋板片懸掛在兩板之間的上導(dǎo)桿上，移動活動壓緊板將板片組壓緊，再用一組夾緊螺柱將固定壓緊板和活動壓緊板夾緊至一定尺寸。兩種介質(zhì)經(jīng)固定(或活動)壓緊板上法蘭孔流入由波紋板片組成的各自通道，熱交換后介質(zhì)再由固定(或活動)壓緊板上的法蘭孔流出。同定壓緊板、活動壓緊板、支柱及導(dǎo)桿均為低碳鋼?？紤]到用戶的多種使用要求，框架設(shè)計有多種型式，主要有雙支撐框架式和常用的落地式等

30、，也可根據(jù)用戶的要求更改框架的型式。傳熱板片是板式換熱器的核心部件之一。波紋板片通過一次壓制成型，合理的波紋設(shè)計增加了板片有效傳熱面積，使流體順波紋通過時形成湍流，強化了傳熱過程。裝配時波紋與波紋相交成大量接觸抗點，大大提高了板片組的剛度，因此能承受較高的壓力。每塊板片作為一個傳熱面，在密封墊的作用下，板片的兩側(cè)分別有冷熱介質(zhì)通過，進行換熱。板片上有四個分配液體的孔，孔及板片四周裝有密封墊片，限制介質(zhì)在板片組內(nèi)流動，各板片形成平行的通道，流經(jīng)里面的兩種介質(zhì)，作最佳換熱效果的方向流動，為適應(yīng)多種腐蝕性較強的介質(zhì)，波紋板片材料有：工業(yè)純鈦，用于海水或其它腐蝕性介質(zhì)；多種不銹鋼，用于淡水、飲用水、油

31、類及其它非腐蝕性介質(zhì)。在波紋板片的密封槽上裝有密封墊片，密封墊片設(shè)計成雙道密封結(jié)構(gòu)，并且有信號孔。當(dāng)介質(zhì)如從第一道密封泄露時，可從信號孔泄出設(shè)備之外，便能及早發(fā)現(xiàn)問題加以解決，不會造成兩種介質(zhì)的混合。密封墊片可根據(jù)不同的流體和操作溫度選用不同的膠種。3.2傳感器與變送器在建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)中，為了對各種變量進行檢測或控制，首先要把這些變量轉(zhuǎn)變成容易比較且便于傳送的信息，這就要用到傳感器。測量傳感器是提供與輸入量有確定關(guān)系的輸出量的器件。變送器是從傳感器發(fā)展而來的，凡是能將傳感器輸出的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的器件就稱為變送器。標(biāo)準(zhǔn)信號是物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標(biāo)準(zhǔn)的信號。例如直流電流420m

32、A、直流電壓05V，空氣壓力20100kPa都是當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)信號11。水暖系統(tǒng)中常用的傳感器有：溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、流速傳感器、舒適傳感器等。3.2.1 傳感器的常規(guī)技術(shù)指標(biāo)（1）線性度：輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度。 （2）靈敏度：在穩(wěn)態(tài)下輸出增量與輸入增量的比值。（3）重復(fù)性：輸入量按同一方向作全程多次測試時，所得特性曲線不一致的程度。（4）遲滯（回差滯環(huán)）現(xiàn)象：傳感器在正向行程和反向行程期間，輸出輸入特性曲線不重合的程度。（5） 漂移：在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的、不需要的變化。漂移包括零點漂移和靈敏度漂移。（6）分辨率與閾值：分辨率傳感器

33、在規(guī)定的范圍所能檢測輸入量的最小變化量。閾值是使傳感器的輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。（7）穩(wěn)定性：在室溫條件下，經(jīng)過相當(dāng)長的時間間隔，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時的輸出之間的差異。（8）靜態(tài)誤差（精度）：靜態(tài)誤差是傳感器在其全量程內(nèi)任一點的輸出值與其理論輸出值的偏離程度。3.2.2 傳感器的一般要求l 足夠的容量：傳感器的工作范圍或量程足夠大；具有一定的過載能力。l 靈敏度高，精度適當(dāng)：即要求其輸出信號與被測信號成確定的關(guān)系（通常為線性），且比值要大。l 響應(yīng)速度快，工作穩(wěn)定，可靠性好。l 使用性和適應(yīng)性強：體積小，重量輕，動作能量小，對被測對象的狀態(tài)影響??；內(nèi)部噪

34、聲小而又不易受外界干擾的影響；便于與系統(tǒng)對接。l 使用經(jīng)濟:成本低，壽命長，便于使用、維修和校準(zhǔn)。3.2.3 傳感器要點簡述(1) 溫度傳感器溫度是供暖系統(tǒng)中重要的控制參數(shù)，因為它與人體的舒適程度具有密切關(guān)系。通常采用的三類溫度傳感器是：熱電偶、熱電阻和熱敏電阻。 熱電偶熱電偶溫度計是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測溫儀表。它的測量范圍很廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測溫準(zhǔn)確可靠，便于信號的遠(yuǎn)傳、自動記錄和集中控制，應(yīng)用極為普遍。熱電偶溫度計組成：熱電偶(感溫元件)；測量儀表(動圈儀表或電位差計)；連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線(補償導(dǎo)線及銅導(dǎo)線)。目前工業(yè)上最常用的（以標(biāo)準(zhǔn)化）幾種熱電偶：l 鉑銠鉑銠熱電偶(也稱

35、雙鉑銠熱電偶)：測量范圍為3001600oC，短期可測1800oC。l 鉑銠鉑熱電偶：測量范圍為-201300oC，短期測量1600oC；耐高溫，不易氧化；具有較高測量精度。l 鎳鉻鎳硅(鎳鉻鎳鋁)熱電偶測量范圍為-501000oC，短期可測量1200oC，其熱電勢大，線性好，測溫范圍較寬，造價低，因而應(yīng)用很廣。l 鎳鉻考銅熱電偶測量范圍為-50600，短期可測800；價格便宜。l 此外，用于各種特殊用途的熱電偶還很多。如紅外線接收熱電偶；用于2000oCl 高溫測量的鎢錸熱電偶；用于超低溫測量的鎳鉻金鐵熱電偶；非金屬熱電偶等。圖3-3 熱電偶溫度計測溫系統(tǒng)示意圖1-熱電偶 2-導(dǎo)線 3-測溫

36、儀 熱電阻利用金屬電阻值對應(yīng)于溫度變化而發(fā)生改變的原理。在熱電阻中鉑是最常用的金屬。由于鉑的溫度阻值系數(shù)在整個量程范圍內(nèi)近似線性，所以它可提供一個從氫的三態(tài)點（-259）到銻的融化點（630）的很寬的測量范圍3。它的主要缺點是造價較高。 熱敏電阻熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的溫度與電阻值關(guān)系曲線，其工作原理與熱電阻相類似，半導(dǎo)體呈現(xiàn)一個負(fù)的電阻溫度系數(shù)。熱敏電阻通常采用的金屬氧化物有鎳、錳、銅及鐵的氧化物。這些金屬氧化物與熱電阻相比具有很高的靈敏度，熱敏電阻也相對便宜，由于這些優(yōu)點，熱敏電阻被廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)中。(2) 壓力傳感器對于水暖系統(tǒng)，水管的壓力也是很重要的監(jiān)控參數(shù)，一般有電容式

37、壓力傳感器、電感式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器、壓阻壓力傳感器及諧振式壓力傳感器。我們在此重點討論前兩類壓力傳感器。 電容式壓力傳感器一個金屬膜片作為電容器的一個極板，與膜片并列的另一側(cè)安裝另一個極板，如圖3-2所示。電容式壓力傳感器作為一個震蕩器中的阻容（RC）或感容（LC）網(wǎng)絡(luò)的組成部分，也作為一個AC（交流）橋路中的電抗元件，這些元件體積小、具有高頻響應(yīng)，能在高溫下工作并允許靜態(tài)和動態(tài)測量。 圖3-4 電容式壓力傳感器 電感式壓力傳感器電感式壓力傳感器是通過移動一個機械部件而改變電感量來感受壓力。該機械部件是基于鐵磁芯與電感線圈的相對運動。具有兩個線圈的傳感器是比較理想的，因為兩個線圈可

38、以消除通常由于單個線圈傳感器產(chǎn)生的溫度敏感性問題。電感式壓力傳感器大約0.08mm的移動就可產(chǎn)生10mV的輸出電壓3。因此，對于靜態(tài)和動態(tài)測量，這種類型的傳感器能產(chǎn)生一個很高的輸出、分辨能力強以及具有較高的信噪比。(3) 流量傳感器在水暖系統(tǒng)中，水的流量測量是非常重要的，因為它的精度直接影響控制作用的性能。常用的流速傳感器一般有渦輪流量計、漩渦流量計、電磁流量計及超聲波流量計。但每一種都有專門的使用場合。 渦輪流量計渦輪流量計主要用于管道中的液體流量測量，但它易受磨損和卡塞，特別不適用于污濁的流體的測量。 漩渦流量計漩渦流量計適用于液體測量并具有很高的精度，其工作原理是基于漩渦而產(chǎn)生壓力波動的

39、頻率，漩渦是由于液體沖擊垂直擋體而產(chǎn)生的，其頻率是與流體的流速成比例關(guān)系。但是儀表價格比較昂貴。 電磁流量計使用一個纏繞管線或輸入一個交變電流，穿過流體建立一個電磁場。如果流體是導(dǎo)電的，那么電磁場就以與流速成比例的速率被切割，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電磁流量計正是基于這個原理工作的。電磁流量計適用于水流體或泥漿流量的測量，不能用來測量氣體流量。 超聲波流量計超聲波流量計測量的原理是基于多普勒效應(yīng)，通過流體微粒中反射聲波頻率的變化來測量流量。3.3 執(zhí)行器執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，控制系統(tǒng)的末端控制單元，它的輸出影響被調(diào)參數(shù)?？刂破鬏敵鲂盘栕鳛閳?zhí)行器的輸入信號，執(zhí)行器的輸出與輸入的關(guān)系是該執(zhí)行

40、器的特性，正確選取執(zhí)行器的特性有利于改善自動控制的調(diào)節(jié)精度。下面介紹幾種本控制系統(tǒng)用的執(zhí)行器。3.3.1 電磁閥電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥是用電磁的效應(yīng)進行控制，主要的控制方式由繼電器控制。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的油腔，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動

41、來擋住或漏出不同的排油的孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置，這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。3.4 控制器控制器是建筑環(huán)境與設(shè)備自動控制中確保熟工參數(shù)達(dá)到要求的檢測和控制器件。根據(jù)工程需要，一般可使用模擬控制器和軟件控制器對過程進行控制。3.4.1 變頻器變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，因而改變其運動磁場的周期，達(dá)到平滑控制電動機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡單化，用變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動機組合替代了大

42、部分原先只能用直流電機完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動技術(shù)發(fā)展到新階段。變頻器主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，其大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“濾波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。(1) 整流器最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。(2) 濾波

43、回路在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。(3) 逆變器同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型PWM逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形?？刂齐娐肥墙o異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進

44、行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。l 運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。l 電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。l 驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。l 速度檢測電路：以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。l 保護電路：檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。4.熱力交換站水泵節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計水泵的

45、實際工作點不是完全由水泵本身決定的，而是由水泵及其管路系統(tǒng)共同決定的。管路系統(tǒng)的特性由包括管路系統(tǒng)在內(nèi)的整個水泵裝置及實際工況決定，與水泵本身的特性無關(guān)。所以循環(huán)水泵的流量應(yīng)與采暖系統(tǒng)的計算流量相匹配，揚程應(yīng)與管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力損失相符合；過大或過小都會影響水泵的運行效率。4.1 循環(huán)泵節(jié)能設(shè)計（1）選擇循環(huán)水泵時首先應(yīng)對各個水泵制造廠家樣本的參數(shù)分析對比，選擇高效節(jié)能型，即在相同（或接近）流量和揚程的前提下，配用的電機功率較低的泵型。（2）根據(jù)熱負(fù)荷認(rèn)真計算統(tǒng)計系統(tǒng)總流量，所選水泵的流量不應(yīng)大于設(shè)計流量的10%。（3）認(rèn)真計算熱力站內(nèi)、室外管網(wǎng)系統(tǒng)及最遠(yuǎn)（最不利點）用戶的系統(tǒng)總阻力，所選水泵的

46、揚程按管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力最多加1530KPa。（4）如果熱力站供熱區(qū)域的用戶熱負(fù)荷固定不變時，所選水泵的運行臺數(shù)最好為一臺，另加一臺備用即可。考慮到當(dāng)兩臺以上相同規(guī)格型號的水泵并聯(lián)工作時，流量不會等于單臺水泵單獨運行時流量的累加；而是會有流量減小的因素，所以并聯(lián)臺數(shù)不宜過多。（5）水泵制造廠家的樣本上，一般同一規(guī)格型號的水泵列出了三組流量和揚程等參數(shù)，在選配水泵時依據(jù)計算的系統(tǒng)流量和揚程參數(shù)，應(yīng)選擇中間一組最接近設(shè)計參數(shù)的泵型，因為這組的效率最高。4.2補水泵節(jié)能設(shè)計熱水采暖系統(tǒng)熱力站中的補水泵的作用有兩個，一是向系統(tǒng)管道內(nèi)補水，二是系統(tǒng)的定壓。采暖管網(wǎng)系統(tǒng)的最高點低于40米時可采用單級單吸離心式

47、水泵；超過40米時，建議選用多級單吸離心式水泵。因為查水泵樣本得知，水泵揚程高于40米，在相同的揚程和流量下，多級水泵配用的電機功率要比單極水泵配用的電機小一個等級。為了節(jié)約電能，補水泵的啟停（補水和定壓）控制宜采用變頻調(diào)速器控制。4.2.1補給水箱節(jié)能設(shè)計補給水箱的有效容積可按15min30min 的補水能力考慮，所以，配置水箱的有效容積不可太大，以免造成投資高和浪費。站內(nèi)補給水箱的制作材料目前常用有兩種，一種是用鋼板焊制，另一種是采用玻璃鋼預(yù)制板組裝。由于玻璃鋼材料耐腐蝕性好，安裝方便快捷，不用防腐刷漆保養(yǎng)，使用壽命比鋼板長等優(yōu)點；所以推薦選用玻璃鋼組裝型水箱。本交換站采暖循環(huán)泵采用SLZ

48、D150-250型，其轉(zhuǎn)速是2950r/min，性能范圍是流量1500m3/h，揚程80m。低速低噪聲泵輸、送清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似清水的各種液體之用。使用介質(zhì)溫度95以下，若采用高溫軸承及其它相應(yīng)措施，可達(dá)到150。適用于工業(yè)和城市給水、高層建筑增壓給水、空調(diào)、采暖、消防及循環(huán)增壓等。泵的口徑從40mm到500mm，可以廣泛滿足各種需要。采暖補水泵及生活熱水循環(huán)泵分別使用SLS20-160型和SLS20-110型，SLS型單級單吸立式離心泵流量范圍1.51200m3/h，揚程范圍8150m，分量本型、擴流型、A、B、C切割型等250多種規(guī)格。根據(jù)流量介質(zhì)和溫度不同，設(shè)計制造成同性能參數(shù)的SL

49、R型熱水泵、SLH型化工泵、SLY（YG）型油泵和SLHY型立式防爆化工泵系列產(chǎn)品。產(chǎn)品特點：（1） 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、外形美觀。其立式結(jié)構(gòu)重心較低且重心重合于泵腳中心，增強了泵的運行穩(wěn)定性和壽命。（2） 安裝方便。進出口徑相同并在同一中心線上，可像閥門一樣直接安裝在管路任何部位。電機加上防雨罩可以置于戶外使用。泵設(shè)有安裝底腳，以便泵的安裝穩(wěn)定。（3） 運行平穩(wěn)、噪音低、足見同心度高。電機采用低噪音軸承，并設(shè)有不停機加油裝置，泵葉輪具有極有好的動靜平衡，運行無振動，改善使用環(huán)境。（4） 無滲漏。軸封采用耐腐硬質(zhì)合金機械密封，解決了離心泵填料密封滲漏嚴(yán)重的問題，延長了使用壽命，確保了運行場地干凈

50、整潔。（5） 維修方便。勿需拆卸管道，只要拆下泵蓋螺母，取出電機及傳動組件即可進行檢修維護。（6）可根據(jù)現(xiàn)場使用條件，泵機可立式、臥式、多方式安裝，根據(jù)流量揚程要求，采用并、串聯(lián)方法，增加所需流量揚程。4.3 一級泵換熱系統(tǒng)的監(jiān)控（1） 壓差控制用戶側(cè)屬變流量系統(tǒng)，熱源側(cè)需要定流量運行。因此，在供、回水管之間 需加一個旁通閥。當(dāng)負(fù)荷流量發(fā)生變化時，供、回水干管間壓差將發(fā)生變化，通過壓差信號調(diào)節(jié)旁通閥的開度，改變旁通水量，一方面恒定壓差，使壓力工況穩(wěn)定，同時也保證了熱源側(cè)的定水量運行。圖4-1為一級泵壓差控制原理圖?？刂圃蓧翰顐鞲衅?、壓差控制器PdA和旁通電動兩 通閥（簡稱“旁通閥”）V組成

51、。在系統(tǒng)處于設(shè)計狀態(tài)下，所有的設(shè)備滿負(fù)荷運行，壓差旁通閥開度為零，壓差傳感器 圖4-1 一級泵壓差控制原理圖兩端接口處的壓差為控制 器的設(shè)定值 ；當(dāng)末端負(fù)荷變小后，末端的兩通閥關(guān)小，供、回水壓差將會提高而超過設(shè)定值，在壓差控制器的作用下，旁通閥將自動打 開，它的開度加大將使總供、回水壓差減小至到達(dá)時，才停止繼續(xù)開大10。若熱水的旁通量超過了單臺供水循環(huán)泵流量時，則自動關(guān)閉一臺供水循環(huán)泵。壓差傳感器的兩端接管應(yīng)盡可能的靠近旁通閥兩端并設(shè)于水系統(tǒng)中壓力較穩(wěn)定的地方，以減少水流量的波動，提高控制的精確性。（2） 采暖循環(huán)泵的臺數(shù)控制對于多臺機組，其控制方法主要有操作指導(dǎo)控制、壓差控制、恒定供回水壓差

52、的流量旁通控制法、回水溫度控制與熱量控制。 操作指導(dǎo)控制。這種控制方式根據(jù)實測熱負(fù)荷，一方面顯示、記錄實際熱負(fù)荷；另一方面由操作人員對數(shù)據(jù)進行分析、判斷，實施供暖循環(huán)泵運行臺數(shù)控制及相關(guān)聯(lián)動設(shè)備的控制。這是一種開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，特別適合對于熱負(fù)荷變化規(guī)律尚不清楚和對大型水泵的啟、停要求嚴(yán)格的場合。其缺點是人工操作，控制過程慢、實時性差，節(jié)能效果受到限制。 壓差旁通閥位置控制。一級泵壓差旁通流量控制如圖4-2所示。旁通閥的流量為一個換熱器的流量，其限位開關(guān)用于指示1090的開度。低負(fù)荷時啟動一個換熱器，旁通閥在某一調(diào)節(jié)位置。負(fù)荷增加時，調(diào)節(jié)閥趨向關(guān)的位置，當(dāng)達(dá)到一定負(fù)荷時

53、，限位開關(guān)閉合，自動啟動第二臺水泵；負(fù)荷繼續(xù)增加，則進一步啟動第三臺水泵。當(dāng)負(fù)荷減小時，以相反的方向進行。 圖4-2 一級泵旁通流量控制 恒定供回水壓差的流量旁通控制法。恒定供回水壓差的流量旁通控制法是在旁通管上再增設(shè)流量計，以旁通流量控制換熱器和水泵的啟停。例如，某熱交換站安裝有三臺機組，當(dāng)由滿負(fù)荷降至66.6負(fù)荷時，停到一個換熱器和水泵，當(dāng)負(fù)荷降至33.3，停掉兩組換熱器和水泵負(fù)荷。一級泵旁通流量控制如圖4-1所示。途中F為流量傳感器，C為控制器。 回水溫度控制。換熱器的供熱量可以由下式計算 （4-1）式中 為回水流量，其值為（kg/s）； 為水的比熱容，其值為4.1868kJ/kg； 為

54、換熱站供、回水溫度（）。一級泵的溫度控制如圖4-3所示。它的控制原理是將回水溫度傳感器信號送至溫度控制器，控制器根據(jù)回水溫度信號控制換熱器及水泵的啟停。圖4-3 一級泵溫度控制法 熱量控制。熱量控制的原理是通過測量用戶側(cè)的供回水溫度及供水流量，按式（4-1）計算時間所需熱量，由此決定換熱器的運行臺數(shù)。采用這種控制方式，各傳感器的設(shè)置位置是非常重要的。設(shè)置位置應(yīng)保證回水流量傳感器測量的是用戶側(cè)來的總回水流量，不包括旁通流量；回水溫度傳感器應(yīng)給是測量用戶側(cè)的總回水溫度，不應(yīng)是回水與旁通水的混合溫度。該方法是工程中常用的一種方法。4.4 次級泵系統(tǒng)的控制次級泵控制可分為臺數(shù)控制、變速控制和聯(lián)合控制三

55、種。（1） 次級泵臺數(shù)控制采用這種方式時，次級泵全部為定速泵，同時還應(yīng)對壓差進行控制，因此設(shè)有壓差旁通電動閥。應(yīng)注意，壓差旁通閥旁通的水量是次級泵總供水量與用戶側(cè)需水量的差值；而連通管的水量是初級泵組與次級泵組供水量的差值。壓差控制旁通閥的情況與一級泵系統(tǒng)相類似。 壓差控制。當(dāng)系統(tǒng)需水量小于次級泵組運行的總水量時，為了保證次級泵的工作點基本不變，穩(wěn)定用戶環(huán)路，應(yīng)在次級泵環(huán)路中設(shè)旁通電動閥，通過壓差控制旁通水量。當(dāng)旁通閥全開，而供、回水壓差繼續(xù)升高時，則應(yīng)停止一臺次級泵運行。當(dāng)系統(tǒng)需水量大于運行的次級泵組總水量時，反映出的結(jié)果是旁通閥全關(guān)且壓差繼續(xù)下降，這時應(yīng)增加一臺次級泵。因此，壓差控制次級泵臺數(shù)時，轉(zhuǎn)換邊界條件如下：停泵過程，壓差旁通閥全開，壓差仍超過設(shè)定值時，則停一臺泵；啟泵過程，壓差旁通閥全關(guān)，壓差仍低于設(shè)定值時，則啟動一臺泵。由于壓差的波動較大，測量精度有限（510），很顯然，采用壓差控制次級泵時，精度受到一定限制，且由于必須了解兩個以上的條件