基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)屬于群控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種節(jié)能、供暖效果好的基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)。本發(fā)明包括多個(gè)鍋爐支路，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)各鍋爐支路的回水端均與回水管道相連，回水管道的進(jìn)水端設(shè)置有水溫傳感器T1和壓力傳感器P1，各鍋爐支路的供水端均與供水管道相連，供水管道的出水端設(shè)置有水溫傳感器T2和壓力傳感器P2；每條鍋爐支路包括回水端混水器、流量計(jì)q1、水溫傳感器T3、鍋爐、水溫傳感器T4、供水端混水器和水溫傳感器T7，回水端混水器的第一進(jìn)水端與回水端第二三通第二端相連，回水端第二三通第一端為鍋爐支路的回水端，回水端第二三通第三端通過調(diào)節(jié)閥與供水端混水器第二進(jìn)水端相連，回水端混水器的第二進(jìn)水端與加壓泵q的出水端相連。
【專利說明】
基于混水裝置的鍋妒群控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于群控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 供熱是北方寒冷地區(qū)冬季維護(hù)居民正常生活的必要社會服務(wù)和民生工程。隨著生 活水平的提高，人們已不滿足最低生活溫度保障，而要求達(dá)到舒適性和個(gè)性化服務(wù)。顯然， 運(yùn)就對供熱提出了更高的要求，即要求提高供熱溫度和供熱時(shí)間。相對應(yīng)的，能源的消耗也 大大增加了。同時(shí)，由于我國房地產(chǎn)市場的迅猛發(fā)展，供熱面積翻倍增長。運(yùn)就對我國的能 源消耗和環(huán)境污染帶來空前的壓力。隨著全球氣候日趨極端化，減少溫室氣體排放刻不容 緩。運(yùn)其中不僅需要能源革命，還需要不斷創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種節(jié)能、供暖效果好的基于混水裝置的鍋爐群 控系統(tǒng)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括多個(gè)鍋爐支路，其結(jié)構(gòu)要 點(diǎn)各鍋爐支路的回水端均與回水管道相連，回水管道的進(jìn)水端設(shè)置有水溫傳感器Τι和壓力 傳感器Pi，各鍋爐支路的供水端均與供水管道相連，供水管道的出水端設(shè)置有水溫傳感器Τ2 和壓力傳感器P2;每條鍋爐支路包括回水端混水器、流量計(jì)qi、水溫傳感器T3、鍋爐、水溫傳 感器T4、供水端混水器和水溫傳感器T?，回水端混水器的第一進(jìn)水端與回水端第二Ξ通第二 端相連，回水端第二Ξ通第一端為鍋爐支路的回水端，回水端第二Ξ通第Ξ端通過調(diào)節(jié)閥 與供水端混水器第二進(jìn)水端相連，回水端混水器的第二進(jìn)水端與加壓累q的出水端相連；
[0005] 回水端混水器的出水端與流量計(jì)qi的進(jìn)水端相連，流量計(jì)qi的出水端與鍋爐的進(jìn) 水端相連，鍋爐的出水端與供水端第一 Ξ通第一端相連，供水端第一 Ξ通第二端與加壓累q 的進(jìn)水端相連;供水端第一 Ξ通第Ξ端與供水端混水器第一進(jìn)水端相連，供水端混水器的 出水端為鍋爐支路的供水端；
[0006] 所述水溫傳感器T4設(shè)置在鍋爐的出水端與供水端第一 Ξ通第一端連接的管路上， 水溫傳感器T3設(shè)置在流量計(jì)qi的出水端與鍋爐的進(jìn)水端連接的管路上，水溫傳感器T7設(shè)置 在鍋爐支路的供水端；
[0007] 還包括用戶室內(nèi)溫度采集器和樓熱表，溫度采集器和樓熱表的信號輸出端口與單 元路由器相連，單元路由器與樓控制器路由器相連，樓控制器路由器通過云端與鍋爐房無 線路由器交換數(shù)據(jù)，鍋爐房無線路由器與鍋爐房控制主機(jī)相連，鍋爐房控制主機(jī)的信號輸 入端口與檢測室外溫度的溫度傳感器的信號輸出端口相連;鍋爐房控制主機(jī)的控制信號輸 出端口分別W與所述調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端口、回水端混水器的控制信號輸入端口、供 水端混水器的控制信號輸入端口、加壓累q的控制信號輸入端口相連;鍋爐房控制主機(jī)的檢 測信號輸入端口分別與水溫傳感器Τι、壓力傳感器Pi、水溫傳感器T2和壓力傳感器P2、流量 計(jì)qi、水溫傳感器T3、水溫傳感器T4、水溫傳感器T?的檢測信號輸出端口相連。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述調(diào)節(jié)閥為電動調(diào)節(jié)閥，加壓累q為變頻加壓累。
[0009] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述供水端混水器出水端與供水端第二Ξ通第一端 相連，供水端第二Ξ通第二端為鍋爐支路的供水端，供水端第二Ξ通第Ξ端與煙氣回收裝 置相連；
[0010] 所述回水端第二Ξ通第一端與回水端第一 Ξ通第二端相連，回水端第一 Ξ通第一 端為鍋爐支路的回水端，回水端第一 Ξ通第Ξ端通過流量計(jì)q2與煙氣回收裝置相連；
[0011] 供水端第二Ξ通第Ξ端與煙氣回收裝置連接的管路上設(shè)置有水溫傳感器T6;供水 端混水器出水端與供水端第二Ξ通第一端連接的管路上設(shè)置有水溫傳感器T5;流量計(jì)q2、 水溫傳感器T6、水溫傳感器T5的檢測信號輸出端口與鍋爐房控制主機(jī)的檢測信號輸入端口 相連。
[0012] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述鍋爐支路為Ξ條。
[0013] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述回水管道與供水管道之間設(shè)置有旁路調(diào)節(jié)閥口 Qn+1;旁路調(diào)節(jié)閥口 Qn+1控制信號輸入端口與鍋爐房控制主機(jī)的控制信號輸出端口相連。
[0014] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述用戶的樓供熱管道設(shè)置有平衡閥。
[0015] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述鍋爐房控制主機(jī)對接收的大量用戶溫度信息進(jìn) 行處理，算出實(shí)時(shí)用戶室溫平均值;根據(jù)算出的用戶平均室溫和實(shí)時(shí)采集的室外溫度計(jì)算 系統(tǒng)熱負(fù)荷；
[0016] 鍋爐房控制主機(jī)記錄供熱期間的室外溫度、供水溫度、回水溫度和用戶平均室溫； 建立不同室外溫度、不同室溫和供回水溫度的對應(yīng)表，作為供暖歷史數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中。
[0017] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述室外溫度、供水溫度、回水溫度和用戶室溫參數(shù) 的采樣周期為一小時(shí);提取室外溫度在不低于系統(tǒng)熱水循環(huán)周期的連續(xù)時(shí)間內(nèi)變化不超過 2度的時(shí)間段對應(yīng)的參數(shù)作為有效數(shù)據(jù)，存入氣候補(bǔ)償曲線表格內(nèi)，形成供熱系統(tǒng)不同室外 溫度的全覆蓋，完成該系統(tǒng)氣候補(bǔ)償曲線的自建;在供熱過程中如果多次采集到有效數(shù)據(jù) 組，則需要與相同室外溫度的數(shù)據(jù)組進(jìn)行平均，不斷對表中參數(shù)進(jìn)行修正。
[0018] 其次，本發(fā)明鍋爐房控制主機(jī)的鍋爐群控包括W下步驟：
[0019] -)確定供熱負(fù)荷
[0020] 1、根據(jù)室外溫度確定供熱負(fù)荷
[0021]
[0022] 2、根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷要求確定工作鍋爐臺數(shù)；
[0023] 根據(jù)氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫或氣候補(bǔ)償曲線確定室外溫度為tw時(shí)的系統(tǒng)供水溫度T2,回 水溫度Τι;
[0024] 在氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫完善之前，也可W根據(jù)典型經(jīng)驗(yàn)值用W下公式推算出供、回水 溫度：
[0025]
[0026] Τι = Τ2-Δ? (3)
[0027] Δ t = nX Δ tmax (4)
[002引其中Δ tmax為滿負(fù)荷供回水溫差；
[0029] 二)工作鍋爐支管路混水調(diào)節(jié)過程
[0030] 1.開啟選定的工作鍋爐，先關(guān)閉所有鍋爐混水調(diào)節(jié)閥，混水加壓累及系統(tǒng)旁通調(diào) 節(jié)閥；計(jì)算工作鍋爐支管路在混水調(diào)節(jié)前測溫點(diǎn)7的水溫T7;按W下熱平衡方程計(jì)算T7:
[0031]
[0032] 其中N為鍋爐臺數(shù)，η為工作鍋爐臺數(shù)，Qn+1為系統(tǒng)旁路流量;在小負(fù)荷情況下，通常 需要開啟系統(tǒng)旁路調(diào)節(jié)閥口；其流量Qn+1可由下式計(jì)算：
[0033]
[0034] 其中，μ:流量系數(shù)，A:線性閥口開度，P:流體介質(zhì)密度；
[0035] 進(jìn)一步需計(jì)算煙氣回收前供水管道的水溫Τ5;
[0036] 設(shè)煙氣回收的效率為％，則可用W下熱平衡方程計(jì)算出Τ5:
[0037] CX化 X(T7-Ti) = (l+%)XCXqiX(T5-Ti) (7)
[0038] 由于鍋爐混水調(diào)節(jié)前T4 = Ts，所W混水前鍋爐供水溫度達(dá)到Ts，即可滿足系統(tǒng)負(fù)荷 要求；
[0039] 2.混水控制
[0040] T4達(dá)標(biāo)后，可在鍋爐額定流量保持不變的前提下，同步開啟并加大混水調(diào)節(jié)閥和 加壓累;qi減小，則加大加壓累頻率，qi增大，則加大調(diào)節(jié)閥開度，直到鍋爐供水溫度達(dá)到預(yù) 定的值;在混水調(diào)節(jié)過程中，鍋爐出水和回水溫度將同時(shí)提高;在保證T7不變的前提下，首 先求T6,由W下熱平衡方程求得：
[OOW CX化X化-Ti)X% = CXq2X(T6-Ti) (8)%表示熱回收的效率
[0042] 再求混水后的T5,由W下熱平衡方程求得：
[0043] 化 XT7 = q2XT6+qiXTs (9)
[0044] 由W下熱平衡方程求得混水流量q:
[0045] qi XTs = qXTi+(q廣q) XT4 (10)
[0046] 用W下熱平衡方程求鍋爐回水溫度Τ3:
[0047] qi XT3 = qXT4+(Q廣q-q2) XTi (11)。
[004引另外，本發(fā)明所述流量系數(shù)μ的具體標(biāo)定過程如下:在旁路管道安裝外夾式超聲波 流量計(jì)，在鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使線性調(diào)節(jié)閥開啟25%，穩(wěn)定一段時(shí)間后記錄流量計(jì)流量、Ρ1、 Ρ2、水溫參數(shù)，并計(jì)算流量系數(shù);再依次選取調(diào)節(jié)閥開啟50%、75%、100%重復(fù)上述過程，將 所計(jì)算的流量系數(shù)平均即可。
[0049] 本發(fā)明有益效果。
[0050] 本發(fā)明提出一種多臺鍋爐組成的供熱系統(tǒng)自動尋優(yōu)控制技術(shù)，基于氣候補(bǔ)償節(jié)能 技術(shù)，在滿足系統(tǒng)供熱需求條件下，采用最佳的工作鍋爐組合，并使每一臺工作鍋爐通過混 水調(diào)節(jié)處于最佳的工作參數(shù)，從而達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的最大化。
[0051] 本發(fā)明通過室外溫度傳感器獲取室外的氣象參數(shù)對系統(tǒng)供水進(jìn)行控制，利用混水 器、加壓累的設(shè)備對鍋爐進(jìn)水溫度、流量進(jìn)行控制，在保障正常供暖需求基礎(chǔ)上達(dá)到了節(jié)約 能源的目的。
【附圖說明】
[0052] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限 于W下內(nèi)容的表述。
[0053] 圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0054] 圖2是本發(fā)明原理框圖。
[0055] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 一、系統(tǒng)構(gòu)成
[0057] 一)鍋爐系統(tǒng)構(gòu)成 [005引1、參數(shù)及符號說明
[0059] Τι:系統(tǒng)回水溫度，T2:系統(tǒng)供水溫度，T3:鍋爐回水溫度，T4:鍋爐出水溫度，T5:混水 點(diǎn)5的水溫，Τ6 :煙氣回收水溫，Τ7:混水點(diǎn)7的水溫，Τι:爐溫，Ty :煙溫，U:室外溫度，tn:室內(nèi) 溫度，C:水的比熱容，q:鍋爐混水流量，qi:鍋爐回水流量，Q2:煙氣回收裝置熱水流量，Qi:混 水點(diǎn)7熱水流量，Qn+1 :系統(tǒng)旁通管流量，Pi :系統(tǒng)回水壓力，P2 :系統(tǒng)供水壓力，twL :室外最低 溫度，TgL:最低室外溫度對應(yīng)的供水溫度，TgD:室夕F〇°C時(shí)的供水溫度，區(qū))]^流量計(jì)二-. 混水器，V ;水溫傳感器，[iiil :電動調(diào)節(jié)閥，壓力傳感器，通，η:工作鍋爐臺數(shù)，N: 系統(tǒng)鍋爐臺數(shù)，η:系統(tǒng)負(fù)荷。
[0060] 2、鍋爐系統(tǒng)硬件構(gòu)成
[0061] 如圖2所示，供熱系統(tǒng)由Ν臺鍋爐組成。在系統(tǒng)回水管道上加裝水溫傳感器Ti，壓力 傳感器Pi。在系統(tǒng)供水管道上加裝水溫傳感器T2,壓力傳感器P2。加裝系統(tǒng)旁通管道及電動 調(diào)節(jié)閥口。在每臺鍋爐的回水管上加裝水溫傳感器T3,流量計(jì)qi，供水管處加裝水溫傳感器 T4。在供水管水溫傳感器T4外側(cè)加裝Ξ通1，回水管流量計(jì)qi外側(cè)加裝混水器1，用變頻加壓 累q聯(lián)接Ξ通1和混水器1，構(gòu)成鍋爐第一混水旁路。在供水管Ξ通1外側(cè)加裝混水器2,在回 水管混水器1外側(cè)加裝Ξ通2,用電動調(diào)節(jié)閥聯(lián)接Ξ通2及混水器2,構(gòu)成鍋爐第二混水旁路。 在混水器2外側(cè)加裝水溫傳感器T5，T5外側(cè)加裝立通3;在回水立通2外側(cè)加裝立通4，用煙氣 回收裝置(屬換熱裝置，對燃?xì)忮仩t推薦采用翅片管余熱冷凝回收器，如北京某節(jié)能設(shè)備有 限公司的產(chǎn)品，型號為YFHSQ-X，節(jié)能率5%-8%。）、流量計(jì)Q2、水溫傳感器T6聯(lián)接Ξ通3及Ξ 通4，構(gòu)成鍋爐第Ξ旁路。在Ξ通3外側(cè)加裝水溫傳感器T7。
[0062] 二)控制系統(tǒng)構(gòu)成
[0063] 如圖1所示，控制系統(tǒng)由用戶溫度采集系統(tǒng)，管網(wǎng)平衡監(jiān)測系統(tǒng)，鍋爐房自動控制 系統(tǒng)及通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。云端服務(wù)器是一個(gè)大的數(shù)據(jù)共享平臺，它可W管理多個(gè)鍋爐房 供熱系統(tǒng)。
[0064] 用戶溫度采集系統(tǒng)由置入各戶的溫度采集器、樓熱表及單元無線路由器組成，它 們通過RS485總線連接，單元無線路由器匯總到樓控制器路由器，然后發(fā)送到云端。云端接 收到供熱區(qū)域各居民樓用戶的溫度和樓熱量、流量等信息，再發(fā)送到鍋爐房自動控制系統(tǒng)。 樓供熱管道上加裝熱表和平衡閥，用于調(diào)整管網(wǎng)平衡和供熱量。
[0065] 鍋爐房控制系統(tǒng)完成如下工作：
[0066] 1、通訊工作。它由無線路由器從云端服務(wù)器獲得用戶信息，再通過RS485總線輸入 控制主機(jī)。
[0067] 2、數(shù)據(jù)處理工作?？刂浦鳈C(jī)對接收的大量用戶溫度信息進(jìn)行處理，算出實(shí)時(shí)用戶 室溫平均值。
[0068] 3、負(fù)荷計(jì)算工作。根據(jù)算出的用戶平均室溫和實(shí)時(shí)采集的室外溫度計(jì)算系統(tǒng)熱負(fù) 荷。
[0069] 4、氣候補(bǔ)償曲線建立工作。
[0070] 開辟?？诠釁?shù)數(shù)據(jù)庫，記錄供熱期間的室外溫度、供水溫度、回水溫度和用戶 平均室溫等信息。其中用戶平均室溫需由云端數(shù)據(jù)庫采集各用戶溫度并進(jìn)行平均后傳送至 鍋爐房控制主機(jī);建立不同室外溫度、不同室溫和供回水溫度的對應(yīng)表，并作為供暖歷史數(shù) 據(jù)存儲在內(nèi)存中。上述參數(shù)的采樣周期為一小時(shí)。接下來計(jì)算機(jī)需對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，考慮到 供熱系統(tǒng)的滯后性，需提取室外溫度在連續(xù)時(shí)間內(nèi)（不低于系統(tǒng)熱水循環(huán)周期)變化不超過 2度的時(shí)間段對應(yīng)的參數(shù)作為有效數(shù)據(jù)，存入氣候補(bǔ)償曲線表格內(nèi)，經(jīng)過一段較長時(shí)間逐步 形成一個(gè)供熱系統(tǒng)不同室外溫度的全覆蓋，初步完成該系統(tǒng)氣候補(bǔ)償曲線的自建。在供熱 過程中如果多次采集到有效數(shù)據(jù)組，則需要與相同室外溫度的數(shù)據(jù)組進(jìn)行平均，不斷對表 中參數(shù)進(jìn)行自動修正。
[0071] 5、工作鍋爐配置工作。
[0072] 6、鍋爐供水溫度控制工作。
[0073] 7、鍋爐混水控制和尋優(yōu)工作。
[0074] 8、管網(wǎng)平衡和熱表監(jiān)測工作。
[00巧]二、工作過程
[0076] -)確定供熱負(fù)荷
[0077] 1、根據(jù)室外溫度確定供熱負(fù)荷
[007引
[0079] 根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷要求確定工作鍋爐臺數(shù)。
[0080] 2、根據(jù)氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫或氣候補(bǔ)償曲線確定室外溫度為tw時(shí)的系統(tǒng)供水溫度T2， 回水溫度Τι。
[0081] 在氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫完善之前，也可W根據(jù)典型經(jīng)驗(yàn)值用W下公式推算出供、回水 溫度：
[0082]
[0083] Τι = Τ2-Δ? (3)
[0084] Δ t = nX Δ tmax (4)
[0085] 其中Δ tmax為滿負(fù)荷供回水溫差。
[0086] 二)工作鍋爐支管路混水調(diào)節(jié)過程
[0087] 1.開啟選定的工作鍋爐，先關(guān)閉所有鍋爐混水調(diào)節(jié)閥，混水加壓累及系統(tǒng)旁通調(diào) 節(jié)閥。計(jì)算工作鍋爐支管路在混水調(diào)節(jié)前測溫點(diǎn)7的水溫T7。按W下熱平衡方程計(jì)算Τ7:(見 圖2)
[008引
[0089] 其中N為鍋爐臺數(shù)，η為工作鍋爐臺數(shù)，Qn+1為系統(tǒng)旁路流量。在小負(fù)荷情況下，通常 需要開啟系統(tǒng)旁路調(diào)節(jié)閥口。其流量Qn+1可由下式計(jì)算：
[0090]
[0091] 其中，μ:流量系數(shù)（需要現(xiàn)場標(biāo)定，具體標(biāo)定過程如下：在旁路管道安裝外夾式超 聲波流量計(jì)，在鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使線性調(diào)節(jié)閥開啟25%，穩(wěn)定一段時(shí)間后記錄流量計(jì)流量、 Ρ1、Ρ2、水溫等參數(shù)，并計(jì)算流量系數(shù);再依次選取調(diào)節(jié)閥開啟50%、75%、100%等參數(shù)重復(fù) 上述過程，將所計(jì)算的流量系數(shù)平均即可。）
[0092] Α:線性閥口開度，Ρ:流體介質(zhì)密度。
[0093] 進(jìn)一步需計(jì)算煙氣回收前供水管道的水溫Τ5。
[0094] 設(shè)煙氣回收的效率為％，則可用W下熱平衡方程計(jì)算出Τ5:
[0095] CX化 X(T7-Ti) = (l+%)XCXqiX(T5-Ti) (7)
[0096] 由于鍋爐混水調(diào)節(jié)前T4 = Ts，所W混水前鍋爐供水溫度達(dá)到Ts，即可滿足系統(tǒng)負(fù)荷 要求。
[0097] 2.混水控制
[0098] T4達(dá)標(biāo)后，可在鍋爐額定流量保持不變的前提下，同步開啟并加大混水調(diào)節(jié)閥和 加壓累。qi減小，則加大加壓累頻率，qi增大，則加大調(diào)節(jié)閥開度，直到鍋爐供水溫度達(dá)到我 們預(yù)定的值。在混水調(diào)節(jié)過程中，鍋爐出水和回水溫度將同時(shí)提高。在保證T7不變的前提 下，T4 一般選擇在90-95 °C之間。
[0099] 首先求T6,由W下熱平衡方程求得：
[0100] CX化X化-Tl)X% = CXq2X(T6-Tl)(8)%表示熱回收的效率
[0101] 再求混水后的T5,由W下熱平衡方程求得：
[0102] 化 XT7 = q2XT6+qiXTs (9)
[0103] 由W下熱平衡方程求得混水流量q:
[0104] qiXTs = qXTi+(q 廣 q)XT4 (10)
[0105] 用W下熱平衡方程求鍋爐回水溫度Τ3:
[0106] qiXT3 = qXT4+(Q 廣 q-q2)XTi (11)
[0107] 實(shí)施例
[0108] 如圖3所示，某供熱系統(tǒng)由3臺型號相同的鍋爐組成，兩工一備。鍋爐額定流量為 180TA。假設(shè)熱回收的效率％=6 %，流量為Q2 = 40TA。
[0109] 氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫典型參數(shù):冬季室外最低溫度twL = -30°C，對應(yīng)系統(tǒng)供水溫度TgL =55 °C ;供回水溫差Δ tmax = 12 °C。室外溫度為0°C時(shí)，對應(yīng)供水溫度T2 = 38°C，室內(nèi)溫度tn = 22°C，那么此時(shí)系統(tǒng)回水溫度Τι用W下算式求得：
[0110]
[0111] 0C 時(shí)供回水溫差 Δ t 二11 X Δ tmax二 42.3% Χ12 = 5 C
[0112] 系統(tǒng)回水溫度Τι = IV Δ t = 38-5 = 33 °C
[0113] 根據(jù)供熱負(fù)荷決定采用一臺工作鍋爐，一臺鍋爐承擔(dān)的負(fù)荷為2X11 = 2X42.3% = 84.6%;
[0114] 去除煙氣回收效率，鍋爐的負(fù)荷為（100%-6%)X84.6%=80%。
[0115] 求鍋爐混水前供水溫度T4
[0116] 1)先根據(jù)熱平衡方程(5)求T7
[0117] 打開系統(tǒng)旁通調(diào)節(jié)閥，使該支路流量達(dá)到化= 180+40 = 220T/h。
[0118] 將已知數(shù)據(jù)代入方程(5):
[0119] 220 X (53-33) = 1.06 X 180 X (Ts-33)
[0120] T已= 56°C
[0121] 在混水之前 T4=Ts = 56°C;
[0122] 即鍋爐混水調(diào)節(jié)前，需將鍋爐出水控制在56°C。
[0123] 混水控制:根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況80%，該臺鍋爐的混水控制設(shè)定出水溫度T4=90°C。
[0124] 按下列步驟進(jìn)行混水計(jì)算：
[012引 求T6: C X 化 X (T7-T1) X % = C X Q2 X (Ts-Ti)
[0126] 220X (53-33) X0.06 = 40X(T6-33)
[0127] T6 = 39.6°C
[012引 求Ts:化 XT7 = q2XT6+qiXTs
[0129] 220X53 = 40X39.6+180 XT已
[0130] Τ 已= 56°C
[0131] 由Τ日處混水方程求q: qi X Τ日=q X Τι+(q廣q) X Τ4
[0132] 180X56 = qX33+(180-q)X90
[0133] 10080 = 33q+16200-90q
[0134] 57q = 6120
[0135] q = l〇7T/h
[0136] 由 T3處混水方程求T3: qi X T3 = q X T4+(化-q2-q) X Ti
[0137] 180 XT3= 107X90+73X33
[013 引
[0139]可W理解的是，W上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本 發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可W對本發(fā)明進(jìn)行 修改或等同替換，W達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，包括多個(gè)鍋爐支路，其特征在于各鍋爐支路的回水 端均與回水管道相連，回水管道的進(jìn)水端設(shè)置有水溫傳感器Ti和壓力傳感器Pi，各鍋爐支路 的供水端均與供水管道相連，供水管道的出水端設(shè)置有水溫傳感器T 2和壓力傳感器p2;每條 鍋爐支路包括回水端混水器、流量計(jì)9:、水溫傳感器T3、鍋爐、水溫傳感器T 4、供水端混水器 和水溫傳感器τ7,回水端混水器的第一進(jìn)水端與回水端第二三通第二端相連，回水端第二 三通第一端為鍋爐支路的回水端，回水端第二三通第三端通過調(diào)節(jié)閥與供水端混水器第二 進(jìn)水端相連，回水端混水器的第二進(jìn)水端與加壓栗q的出水端相連； 回水端混水器的出水端與流量計(jì)的進(jìn)水端相連，流量計(jì)9:的出水端與鍋爐的進(jìn)水端 相連，鍋爐的出水端與供水端第一三通第一端相連，供水端第一三通第二端與加壓栗q的進(jìn) 水端相連;供水端第一三通第三端與供水端混水器第一進(jìn)水端相連，供水端混水器的出水 端為鍋爐支路的供水端； 所述水溫傳感器T4設(shè)置在鍋爐的出水端與供水端第一三通第一端連接的管路上，水溫 傳感器T3設(shè)置在流量計(jì)qi的出水端與鍋爐的進(jìn)水端連接的管路上，水溫傳感器T7設(shè)置在鍋 爐支路的供水端； 還包括用戶室內(nèi)溫度采集器和樓熱表，溫度采集器和樓熱表的信號輸出端口與單元路 由器相連，單元路由器與樓控制器路由器相連，樓控制器路由器通過云端與鍋爐房無線路 由器交換數(shù)據(jù)，鍋爐房無線路由器與鍋爐房控制主機(jī)相連，鍋爐房控制主機(jī)的信號輸入端 口與檢測室外溫度的溫度傳感器的信號輸出端口相連;鍋爐房控制主機(jī)的控制信號輸出端 口分別以與所述調(diào)節(jié)閥的控制信號輸入端口、回水端混水器的控制信號輸入端口、供水端 混水器的控制信號輸入端口、加壓栗q的控制信號輸入端口相連;鍋爐房控制主機(jī)的檢測信 號輸入端口分別與水溫傳感器!^、壓力傳感器Pi、水溫傳感器T 2和壓力傳感器P2、流量計(jì)qi、 水溫傳感器T3、水溫傳感器T 4、水溫傳感器T7的檢測信號輸出端口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)節(jié)閥為電動 調(diào)節(jié)閥，加壓栗q為變頻加壓栗。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述供水端混水器 出水端與供水端第二三通第一端相連，供水端第二三通第二端為鍋爐支路的供水端，供水 端第二三通第三端與煙氣回收裝置相連； 所述回水端第二三通第一端與回水端第一三通第二端相連，回水端第一三通第一端為 鍋爐支路的回水端，回水端第一三通第三端通過流量計(jì)q2與煙氣回收裝置相連； 供水端第二三通第三端與煙氣回收裝置連接的管路上設(shè)置有水溫傳感器T6;供水端混 水器出水端與供水端第二三通第一端連接的管路上設(shè)置有水溫傳感器T5;流量計(jì)q2、水溫 傳感器T6、水溫傳感器T 5的檢測信號輸出端口與鍋爐房控制主機(jī)的檢測信號輸入端口相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐支路為三 條。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述回水管道與供 水管道之間設(shè)置有旁路調(diào)節(jié)閥門Qn+1 ;旁路調(diào)節(jié)閥門Qn+1控制信號輸入端口與鍋爐房控制主 機(jī)的控制信號輸出端口相連。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述用戶的樓供熱 管道設(shè)置有平衡閥。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐房控制主 機(jī)對接收的大量用戶溫度信息進(jìn)行處理，算出實(shí)時(shí)用戶室溫平均值;根據(jù)算出的用戶平均 室溫和實(shí)時(shí)采集的室外溫度計(jì)算系統(tǒng)熱負(fù)荷； 鍋爐房控制主機(jī)記錄供熱期間的室外溫度、供水溫度、回水溫度和用戶平均室溫;建立 不同室外溫度、不同室溫和供回水溫度的對應(yīng)表，作為供暖歷史數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述室外溫度、供水 溫度、回水溫度和用戶室溫參數(shù)的采樣周期為一小時(shí)；提取室外溫度在不低于系統(tǒng)熱水循 環(huán)周期的連續(xù)時(shí)間內(nèi)變化不超過2度的時(shí)間段對應(yīng)的參數(shù)作為有效數(shù)據(jù)，存入氣候補(bǔ)償曲 線表格內(nèi)，形成供熱系統(tǒng)不同室外溫度的全覆蓋，完成該系統(tǒng)氣候補(bǔ)償曲線的自建;在供熱 過程中如果多次采集到有效數(shù)據(jù)組，則需要與相同室外溫度的數(shù)據(jù)組進(jìn)行平均，不斷對表 中參數(shù)進(jìn)行修正。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述鍋爐房控制主 機(jī)的鍋爐群控包括以下步驟： 一) 確定供熱負(fù)荷 1) 根據(jù)室外溫度確定供熱負(fù)荷2) 根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷要求確定工作鍋爐臺數(shù)； 根據(jù)氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫或氣候補(bǔ)償曲線確定室外溫度為tw時(shí)的系統(tǒng)供水溫度T2,回水溫 度Τ1; 在氣候補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫完善之前，也可以根據(jù)典型經(jīng)驗(yàn)值用以下公式推算出供、回水溫度：Ti = T2-At (3) Δ t = nX Δ tmax (4) 其中Δ tmaXS滿負(fù)荷供回水溫差； 二) 工作鍋爐支管路混水調(diào)節(jié)過程 1)開啟選定的工作鍋爐，先關(guān)閉所有鍋爐混水調(diào)節(jié)閥，混水加壓栗及系統(tǒng)旁通調(diào)節(jié)閥； 計(jì)算工作鍋爐支管路在混水調(diào)節(jié)前測溫點(diǎn)7的水溫T7;按以下熱平衡方程計(jì)算T7:其中Ν為鍋爐臺數(shù)，η為工作鍋爐臺數(shù)，QN+1為系統(tǒng)旁路流量;在小負(fù)荷情況下，通常需要 開啟系統(tǒng)旁路調(diào)節(jié)閥門；其流量qn+1可由下式計(jì)算：其中，μ:流量系數(shù)，A:線性閥門開度，P:流體介質(zhì)密度； 進(jìn)一步需計(jì)算煙氣回收前供水管道的水溫T5; 設(shè)煙氣回收的效率為％，則可用以下熱平衡方程計(jì)算出Τ5: C XQi X (T7-T1) = (1+%) X CX qi X (T5-T1) (7) 由于鍋爐混水調(diào)節(jié)前T4 = T5，所以混水前鍋爐供水溫度達(dá)到T5,即可滿足系統(tǒng)負(fù)荷要 求； 2)混水控制 T4達(dá)標(biāo)后，可在鍋爐額定流量保持不變的前提下，同步開啟并加大混水調(diào)節(jié)閥和加壓 栗;qi減小，貝ij加大加壓栗頻率，q!增大，貝ij加大調(diào)節(jié)閥開度，直到鍋爐供水溫度達(dá)到預(yù)定的 值;在混水調(diào)節(jié)過程中，鍋爐出水和回水溫度將同時(shí)提高；在保證T 7不變的前提下，首先求 Τ6,由以下熱平衡方程求得： C X Qi X (Τ7-Τ!) X % = C X q2 X (Τ6-Τ!) (8) %表示熱回收的效率 再求混水后的T5，由以下熱平衡方程求得： Qi X Τγ = q2 XΤθ+qi X T5 (9) 由以下熱平衡方程求得混水流量q: qiXT5 = qXTi+(qi_q) XT4 (10) 用以下熱平衡方程求鍋爐回水溫度T3: qiXT3 = qXT4+(Qi-q-q2) ΧΤι (11)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于混水裝置的鍋爐群控系統(tǒng)，其特征在于所述流量系數(shù)μ的 具體標(biāo)定過程如下：在旁路管道安裝外夾式超聲波流量計(jì)，在鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使線性調(diào)節(jié) 閥開啟25 %，穩(wěn)定一段時(shí)間后記錄流量計(jì)流量、PI、Ρ2、水溫參數(shù)，并計(jì)算流量系數(shù);再依次 選取調(diào)節(jié)閥開啟50%、75%、100%重復(fù)上述過程，將所計(jì)算的流量系數(shù)平均即可。
【文檔編號】F24D19/10GK105928056SQ201610421304
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張帆
【申請人】張帆