热网设计

热网设计（精选10篇）

热网设计 篇1

0 引言

由于中国节能和环保要求,北方大多采用热电联产及大型区域锅炉房集中供热的方式,供热区域大,热网的安全经济运行直接涉及到广大民生,因此对热网的设计提出更高的要求。本文结合热源厂供热首站设计、运行、及项目改造的实践,对热网首站的设计进行一定的探讨。

1 热网首站汽水参数的确定

1.1 热网供回水温度的确定

热网供回水温度的选用直接影响热网的综合经济效益,本工程采用大型区域锅炉房作为热源,根据CJJ34-2010城镇供热管网设计规范及当地气候条件,选取供回水温度110/70℃[1]。

1.2 加热蒸汽参数的确定

热网首站加热蒸汽为厂区主蒸汽,蒸汽参数0.3MPa,320℃,考虑汽水换热器自身存在一定的传热端差,约3℃~7℃,加热蒸汽的饱和温度选取要比供水温度高10℃左右,0.3 MPa对应饱和温度为134℃,满足供水温度110℃要求。

2 热网首站热力热系统的确定

2.1 加热蒸汽及疏水系统

热网加热蒸汽及疏水系统如图1所示,热网首站采用3台汽水换热器,加热蒸汽采用母管制,由锅炉主蒸汽经减压后分别送至热网加热器,疏水系统也采用母管制,设置疏水收集箱,3台变频疏水泵,疏水泵2台运行1台备用。运行泵通过变频控制,根据负荷变化进行工况调节,及时有效地将疏水排除。

2.2 热网循环水系统

热源厂的主要任务是供暖及提供生产用蒸汽,从节约厂用电量及蒸汽参数的使用状况考虑,热网循环水系统除设置2台同型号电动热网循环泵,还设有1台汽动热网循环泵。两台电泵应并联运行,以防相互抢水影响出力。汽动热网循环泵的汽源来自主蒸汽管道,排汽进入热网加热器加热热网循环水。

2.3 热网补水定压系统

a)热网在正常运行中难免出现热网循环水跑、冒、滴、漏,事故情况下大量循环水外漏情况的发生,都会使热网循环水量减少,为保证供热质量,要求对热网循环水进行适时、适量的补水,同时还应保持热网供水压力的稳定[2];

b)热网首站循环水系统一般为闭式循环系统,依据CJJ34-2010城镇供热管网设计规范,闭式热力网补水装置的流量,不应小于供热系统循环水量的2%;事故补水量不应小于供热系统循环水量的4%,闭式热网补水泵不少于2台,可不设备用泵;补水装置的压力不应小于补水点管道压力加30 kPa~50 kPa;事故补水时,软化除氧水量不足,可补充工业水;

c)热网补水定压系统的组成及设计原理。热网首站补水定压系统一般由:2台除氧器、2台100%容量的热网变频定压补水泵组成。热网变频定压补水泵通过监测热网循环泵入口母管的压力,通过手动或DCS操作调节自身转速实现对热网的补水定压。

3 热网首站系统安全问题的考虑

热网首站的设计首先应保证整个系统的安全可靠,设计过程中从以下几个主要方面进行考虑。

3.1 自动除污器的设置

热网安装完毕,启动运行初期,热网管道内积存大量焊渣、碎石、钢铁废料等杂物,不将其清除干净,将对热网循环泵的叶轮、泵壳等设备造成严重损坏,杂质进入热网加热器则会破坏换热器内部管束,终断热网加热器的正常运行。为避免上述情况的发生,必须设置自动除污器。目前普遍采用的两种设计方案,一种是仅在回水母管上设置自动除污器并设置除污器旁路管。一种是设置两级自动除污装置,一级除污器为粗过滤装置,设置在回水母管上,不设置旁路,二级除污器为细过滤设置,设置在热网循环泵入口处。一级除污器在运行一定时期后,可通过其后压力变化情况,判断热网中的粗大杂物的清除情况,待杂物基本清除后可将一级除污器滤芯取出,让热网循环水直接流过,而二级除污器作为永久滤网用于除去细小杂质[3]。

两级自动除污器可以在某台热网循环泵前的除污器滤网堵塞时,启动备用泵实现清洗滤网的作用,对热网系统的运行无任何影响,而一级自动除污器故障后,循环水必须走旁路,未经除污过滤的循环水将对热网首站的安全运行造成影响,设置两级除污器的优势是十分明显的。

3.2 热网事故补水的水质问题

CJ34-2010城镇供热管网设计规范中提到,事故补水时,软化除氧水不足,可以补充工业水。工业水大多采用厂区自来水,氯离子含量往往超标,这将对热网系统中不锈钢设备和管路产生腐蚀,因此设计中要充分考虑事故补水的水质状况,采取不锈钢的相应防腐措施,避免事故补水水质对热网系统产生危害。

3.3 热网循环水管路水击的预防措施

在压力管道中,由于液体流速的急剧改变,从而造成瞬时压力反复、迅速变化的现象,即为水击。水击发生时,压力的升高可以高达正常压力的好多倍,使管壁材料承受很大应力;压力的反复变化,会引起管道和设备的振动,严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。热网循环水管路产生水击的情况也时有发生,由于管路管径大、流量大,水击产生的破坏也更严重,必须考虑水击问题设计中采取相应的措施减小水击发生时产生的危害[4]。

a)防止事故停泵时产生水击,设置带止回阀的泄压旁路。从防止热网循环水管路发生水击角度考虑,在与热网循环泵进出口相连的供、回水母管之间设置旁通管并加装止回阀(见图1)。热网循环泵正常运行时,泵出口侧的压力要高于进口侧压力,止回阀处于关闭状态。在失电或电源故障时,热网循环泵突然停止运行,泵出口压力急剧下降,而泵进口压力则大幅度增高,在此压差作用下,循环水泵进水管路中的循环水推开止回阀流至泵出口侧的管网系统,从而降低了吸水侧管网中压力增高的幅度;减少和防止了水锤的危害;

b)热网循环泵出口设置缓闭止回阀。目前运行的热网循环泵大都采用液耦调速启动或变频启动,不会出现因启泵造成水击的问题,而停泵水击主要因为出水管止回阀关闭过快造成,在每台泵的出口安装缓闭止回阀代替普通的止回阀,能够有效地消除停泵水锤,有效地阻止循环水倒流,不致循环泵叶轮倒转,从而影响循环泵安全。

3.4 厂用电丢失预防热网加热器循环水汽化的措施

一般热源厂属于二级用电负荷,由于人员误操作、保护误动、设备缺陷、自然灾害等原因造成厂用电失去的情况时有发生,一旦厂用电失去,热网循环泵停转,锅炉侧需要进行炉顶排气、关闭锅炉侧风门、所有抢修人员迅速到位抢修,以便迅速恢复供电,在这段时间内,锅炉汽包内的蒸汽不断进入热网加热器,由于循环水停止流动,换热量少,使得热网加热器内循环水温度不断升高,超过循环水管道压力对应的饱和温度后,发生汽化,从而严重破坏热网加热器内部换热管束,为有效地防止循环水汽化:

a)热网循环水系统除设置2台电动热网循环泵外,另设1台汽动循环泵,当厂用电失去时,由汽动循环泵完成热网循环水的动力循环,有效地防止了只有电动泵时因失电造成热网循环水停止流动导致的循环水温度不断升高、汽化、换热管束爆管;

b)考虑到汽动循环泵事故状态下不能启动、运行的情况,将热网加热器与厂区来蒸汽管道母管处电动阀改为电液联动快关阀,该快关阀具有蓄能作用,可以实现远传和就地的开、关、停止、尤其是它的失电快关作用,能够在失电、故障情况下利用自身蓄能器驱动阀门快速关闭,阻断蒸汽进入热网加热器,防止循环水超温汽化,实现热网加热器的最终保护。

4 结语

通过上述分析和探讨,热网首站的设计及安全应注意以下问题:

a)热网加热器加热蒸汽参数的选取应充分考虑加热器传热端差对换热的影响,合理确定加热蒸汽参数;

b)为节约厂用电,热网循环泵采用电动和汽轮机驱动两种方式,保证汽动泵长期投入使用,当电动泵投入使用时,应使多台泵并列运行;

c)重视热网循环水水击现象的产生,通过合理设置泄压管路、增加缓闭止回阀等措施,防止并减轻水击产生的危害;

d)考虑厂用电失去后,电动热网循环泵无法提供动力循环,热网加热器不断进汽造成循环水超温汽化,破坏管束的实际状况,另设1台汽动循环泵,当汽动泵也不能正常投入运行,通过在加热蒸汽管道上加装电液快关阀,快速隔断加热蒸汽,实现了热网加热器的最终保护。

参考文献

[1]段洁仪,冯继蓓,贾震,等.CJ34-2010城镇供热管网设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]樊守峰.热网补水、定压系统的设计要求及特点[J].发电设计,2011(12):44-47.

[3]袁雄俊.热电厂供热首站设计安全问题探讨[J].电力建设,2011(3):84-87.

[4]高守华.热网首站水击危害与安全稳定运行[J].中国设备工程,2006(6):10-11.

心理解读最热网络用语 篇2

我也是醉了

最早源自电脑游戏的解说，后来有人将这种用法运用到微博评论中，进而在网络中扩散 它是一种对无奈、郁闷、无语情绪的轻微表达方式 有卖萌、耍乖、撒娇的味道，通常表示对人物或事物无法理喻、无法交流和无力吐槽

心理解读；这是自我解嘲和主动示弱的表达形式。符合现代人在自媒体时代，用轻松、幽默、简单形式去表达深刻内涵的心理和行为的模式。面对不能理解的事情和现象，只是像过去一样地指责和抱怨，其实很多时候是解决不了现实问题的，相反在很多时候会把问题弄得特别紧张。而通过这样的自嘲方式去解读，反而让当事人获得一个心理疏导、宣泄的窗口。而在倾诉和幽默、自嘲中，引起很多人更深刻的有意义的反思和总结，这是流行文化背后的心理宣泄途径之一。

有钱就是任性

网友调侃一诈骗事件而引用的网络流行语，后来在各大网络平台渐火 本意是嘲讽有钱人的做事风格.现今多用于好友间的调侃

心理解读；中国人对钱的心理状态一直是讳莫如深的。特别是在当下多元化的社会价值取向、贫富的差距存在、不同行业收入不一致、价值标准不统一的情况下，很多人在心理上是有仇富心理惯性特点的。这句话的解释有两个部分：一个是任性的条件是因为你有钱，钱是基础，是出发点和归宿：一个是任性的形式。现代社会人都有任性的想法，也很希望自己可以拥有更加多自由度的生活。但现实的束缚太多，当经济的基础解决好了，生存环境的条件改善了，你认为这就有了很多的自由度，任性的可能性就高了很多。这其实是对生活状态的一种期望，也是对经济条件和物质基础的再肯定。我们要警惕的是这话里面隐藏的金钱至上的心理认同和趋势。

挖掘机技术哪家强

源于演员唐国强为蓝翔职业学院代言的广告 由于蓝翔近日出现了各种负面新闻，网民智慧喷薄而出，每说完一件事，发表一个评论跟帖，无论有无关系，末尾都加上一句：“那么，问题来了、挖掘机技术哪家强？”

心理解读；刚开始纯粹是大家的调侃。网民的智慧和心理状态，很多其实是在用最轻松的语言和逻辑，表达现实最黑暗，或者是不好明说的事实。这是网民的网络智慧的真正反应。明星代言是很多人干的事情，但我们碰见的问题是：明星代言在收取了高昂的代言费用，真的对产品做了充足的了解吗？这是大量网民内心的不满和疑惑。也因此，当面对一次又一次的明星代言的产品出现问题的时候，在看到产品出问题、责任人员被追查的时候，网民也会关心：谁来追究代言明星的责任？这是一种不满情绪表达，也是一种调侃心理在作祟。

保证不打死你

“宝宝你过来，爸爸保证不打死你”是吴镇宇在《爸爸去哪儿2》中的一句口头浯，由于口气太过严厉，被网友恶搞成“你过来我保证不打死你”，网友都觉得霸气侧漏，就在微博上面大量使用，表达极度生气且压抑着的愤怒。

心理解读；这句话其实掩藏了很多的问题：从父亲的逻辑和心灵角度出发：首先，肯定是要打你的。打是什么？在很多父亲的眼里，打是关心，打是教育，打是爱，打是为你好，打也是惩罚。这些复杂的动机和心理，都集中在一个“打”字里面。黄金棍下出好人是很多父亲的原则，事实上，很多父亲小时候自己做儿子的时候，也是这样被自己的父亲打过来的。这就是教育的原生方式的联系和传递。其次是，我不打死你，心理暗示的话就是：不会是最坏的结果，也不是最恶毒的处理方式。只是惩戒为主、教育为主。要你知道你的错、在我的打和你的皮肉之痛当中，去理解什么是正确。当然，这些教育和引导的方式值得我们好好商榷。网友们借助了这个逻辑，大量引用在自己日常的生活当中，在惩戒对方，责备对方的同时，调侃地表述了自己的底线和原则。

萌萌哒

英译为“acting cute”，由网络热词“么么哒”受到日本萌系文化影响演变而来，一般用来诙谐形容自己的萌化形象。起始于豆瓣小组，有用户发帖自称“今天出来没吃药，感觉整个人都萌萌哒” “萌萌哒”正确的表述是：萌萌的。

心理解读；这其实是现代人不愿意长大的一种集体的心理反应。事实上我们都知道，现代无论是60后、70后、80后、90后、甚至是00后，都有各种烦恼。这些烦恼和压力，转换成内心感受就是抑郁、焦虑、强迫、甚至是各种不愉快的情绪体验。因此，需要在日常生活中找到轻松快乐。也因此，很多人潜意识都希望接受愉悦的情绪影响。另外，自媒体时代我们自拍的概率大大提高，很多人都不愿意自己老去，希望留住青春或者健美的时刻，也因此，我们对时间都说了一句话我不想长大。萌，其实是一种表面状态，但更加是一种心理状态，不想长大，意味着我们可以减少承担的责任，减少接触痛苦的机会和概率。当然，时间是不会停止脚步的。但我们可以从服饰、装饰、美容、运动、语言，让我们貌似青春一点，心理负荷少一点，这是很多人都渴望的事情，所以，我们看见很多人用的手机装饰、卡通的外表、衣服、包等，他们为自己制造了“萌”的痕迹和特点。

时间都去哪了

《时间都去哪儿了》自从登上了中央电视台2014年马年春晚，这首歌便如同雨后春笋般在民间传唱。随着这首歌曲的红火，“时间都去哪儿”也热火起来

心理解读：时间去哪里了？是现代人对时间和生命的苦苦追问，从年头到年尾，我们都在追问这一句话：时间都去哪里了？三件事情把这句话推到了心理认同的高潮：一个是电影本身，这是电影的主题曲，随着电影的热播，这首歌曲朴实无华的旋律和歌词，都捕获了亿万人的心：其次是春晚，当这个万众瞩目的舞台再一次把这首歌曲推出来的时候，在一个特定的新旧交替的时刻，我们更加觉得时间的无奈和未来的希望：第三就是我们的国家主席习近平先生，在出访的外事活动当中，对这首歌曲的提及，也共情地说到了自己的时间都去哪里了，更加地让这首歌曲深入人心。我们在唱歌的同时，也在深刻地感受到这首歌曲所传递的内心的正能量。让亿万民众的每一个人，都珍惜我们自己的时间，实现人生的价值，成就生命的意义。为自己，社会、家庭、民族和国家，做出属于自己的贡献。

《我读书少，你可别骗我》

《我读书少，你可别骗我》是马伯庸编写的图书，被用来指代知道真相时一时无法接受的无奈与不解，后被广泛用到互联网中，一般是交谈中的调侃，表示不要欺负老实人。

心理解读；这其实是心理上以退为守的策略。先告诉你，我读书少，没有什么文化，没有什么判断，其实也是告诉你，我是一个老实人，我没有什么九九花花肠子，亮明了我的底牌；其次是，我告诉你了，你不要欺骗我，无论是感情，还是事业，我们都好好地合作，不要互相欺骗，给你一个预先的警示和提醒。再从深层次说，是现代社会我们对诚信的认知和渴望，我们当下缺乏的，就是诚信，心理的道德标准。无论是做生意，还是谈感情，我们都需要彼此的诚信。都需要良好的心理和行为的互动，这，才是真正的核心社会主义价值观。

画面太美我不敢看

这句话出自蔡依林的《布拉格广场》歌词，“在布拉格黄昏的广唱，在许愿池投下了希望，那群自鸽背对着夕阳，那画面太美我不敢看……”，经常被网友们引用，表示对出人意料画面的调侃、自嘲。

心理解读；这是网友在意外情况时候的心理表述，因为太美所以我不敢看。美的谁不愿意，谁真正的不敢看呢？其实是反义的意思。很多时候，面对现实，我们不愿意去面对、不愿意接受、不愿意去倾听，是因为我们都太匆忙，或者是太麻木。现代人对人生和现实都有逃避的心理特征，都希望自己是可以都接触好的，坏的都不要，甚至都是别人的就好了，事不关己，高高挂起。冷漠和自私，是现代人的心理通病。

且行且珍惜

在上半年微博上热炒的文章出轨事件中，文章妻子马伊琍在微博上回应：恋爱虽易，婚姻不易，且行且珍惜一时间“且行且珍惜”风靡。后来网友模仿马伊琍的句式造句，“如上课虽易，且行且珍惜”、“吃饭虽易，减肥丕易，且吃且珍惜”等

心理解读；这句话的传播来自明星对自身婚姻的感悟。三个当事人都是明星，马伊琍、文章、姚笛。因为都是太知名的演员，所以，他们的情史本身就变成了电影或者电视剧的版本一样，让所有的网友围观和评述。这就是粉丝的从众心理在推动。回到这个事件的本身，马伊琍和文章是姐弟恋，这样的感情和婚姻模式本身就有危机，当事人文章没有处理好，直接导致了感情的出轨：而姚笛是单身女子，原本恋爱是自己的权利，问题是对象是已婚男子之后，这就是第三者插足的老生常谈的问题了。这场闹剧还是证明了一个道理：小三基本没有什么好结局。最后在亿万观众的围观下，姚笛退出了角逐，文章道歉之后回到了家庭、马伊琍选择了接纳和原谅，也因此抛出了这句话：且行且珍惜，风靡至今。

热网设计、施工、调节的几点体会 篇3

1 做好热网工程规划设计工作

1.1 设计合理的管网敷设形式

热网工程设计施工过程中, 必须符合城市规划建设, 保证管线设计合理。在热网管线设计过程中, 一般会采用架设和地下敷设两种方式。最近几年, 随着施工技术和材料工程技术的发展, 很多先进的施工技术和材料都应用到热网管线敷设方面。现阶段, 应用比较广泛的材料是硬质聚氨酯管材材料, 将其直接深埋地下。通过最近几年的实践发现, 地下直接敷设技术比架空管线有更多方面的优势。地下敷设管线, 管线升温速度快, 保温效果显著, 而且占据的公共面积较小, 对城市地上交通影响较小, 管材的使用寿命较长, 工程建设施工所花费的资金较少。但是由于硬质聚氨酯材料的耐高温效果不是很强, 适宜温度为120℃左右, 正式使用在150℃左右, 加上各个地区热网工程建设施工存在很大的差异性, 有些管网的敷设并不适合地下直接深埋, 因此, 在具体项目工程施工过程中要区别对待。

1.2 设计好热网的主干线路位置

热网主干线路设计过程中, 应该尽量靠近热负荷密集的区域, 避免供热管网输送路段过长而导致过量的热损失, 在敷设过程中应该结合工程实际情况, 缩小供热半径, 降低成本支出。在设计过程中, 还要全面掌握供热用户的数量, 从而设计合理的负荷数量, 做好该区域未来发展预测工作, 保证预测的准确性和科学性, 从而确定科学合理的供热半径和供热范围, 避免出现资源浪费的现象。此外还要确定合理的供热指标。在北方严寒地区, 民用建筑的供热指标应该超过58W以上。供热指标选择一定要科学和合理, 如果供热指标确定过大, 就会导致安装的散热器数量和面积过多, 大大增加了成本支出。同时还会造成严重的资源浪费现象, 对整个供热系统的安全运行将会产生不利影响, 能源消耗过大, 环境污染严重, 锅炉内燃料无法充分燃烧, 危害十分巨大。

1.3 设计合理的热网参数

热网项目工程设计过程中, 如果其施工范围已经确定在一个基本的平面之上, 影响项目工程成本支出的最主要因素就是供热、回水温度以及比摩阻。根据具体的项目工程, 在施工过程中, 通过对各个环节的经济因素进行对比分析, 确定合理的供热和回水温度, 这样可以显著降低项目工程的成本投入和系统的运行维护费用, 热网系统中比摩阻的选择应该遵循使主干线路压力尽量降低, 支线管线压力尽量升高的原则, 相应的数值应该结合具体的计算公式确定。

1.4 设计合理的支管和用户入口管径

这两方面的管径设计过程中, 应该严格按照外部热网总压力平衡计算进行确定, 并计算出这两部分管线中的通流能力, 不能凭借设计人员的主观经验, 对居民房屋面积相似的房屋选择一样的管径。因为, 不同用户房屋距离供热源的位置是不一样的, 在供热过程中, 其线路中的实际压损存在很大差异性, 如果采用一样管径的管材, 就会导致管线中供热压力不平衡, 使供热发生不均匀, 最终严重影响到系统的供热质量。

2 做好热网工程施工质量控制工作

2.1 确立完善的施工质量保障体系

热网施工质量的高低直接对整个供热管线造成影响, 因此, 在项目工程建设施工过程中, 只有建立完善的质量保障体系, 才能保证施工的质量。要保证施工队伍的专业素质, 严格按照相应的技术规定和操作规程进行项目施工质量管理, 这样才能够保证相应的设计参数满足设计需求, 同时也能保证整个项目施工的质量, 保证热网供热的稳定性和可靠性。

2.2 做好管线杂物清理工作

在管线敷设施工之前, 一定要认真仔细的清理好管线内的各种杂物, 并做好预留管线的密封工作。在管线敷设施工过程中, 很多施工队伍往往都会忽视这方面的施工要求, 导致了管线内的铁锈、焊接渣以及泥沙和尘土等物质遗留在管内, 造成管线内局部实体性和非实体性堵塞, 给整个管网系统安全运行和随后的调节带来了严重的影响, 使整个供热系统的供热质量难以得到保证。

2.3 认真做好供热网外部的冲洗工作

在项目工程施工过程中, 难免会混入杂物, 面对这些问题就需要施工队伍切实做好管网外的清理工作。当整体施工完毕或者局部施工完毕之后, 将外侧管网进行全面冲洗, 防止系统出现堵塞。最近几年, 冲洗工作在热网建设施工中被广泛重视起来, 在具体操作过程中, 首先应该将管网以及水池充满水, 然后开启补水泵, 保证管线内的压力, 循环对热网进行冲洗。

3 切实做好热网运行调节工作

对于一个热网工程来说, 即使计算得再精确, 在施工过程中也很难保证每一个支管的压力都能够达到相应的平衡, 因此, 做好外网的运行调试工作就显得十分重要了。外网调试工作主要根据水压图和各个支管的设计流量来进行调节。一般情况下, 都是采用流量测试仪进行调节, 当现场没有流量调节仪器时, 则需要根据各个支管的水流压力和温度指示数值进行调节, 经过多次反复的调节, 保证整个热网支管的压力达到相应的平衡状态。做好热网外的运行调节工作, 有利于实现用户供热的平衡性, 从而有效避免了闸板阀和截止阀不能调试的问题, 使得外侧的整个热网系统都能适时调整, 精确到每一个用户家中, 从而有效保证热网供热质量。

参考文献

[1]虞志海.热网建设坚持高质量、低造价的具体措施[J].宁波化工, 2009, (03) :27.

[2]何昱江.完善热网工程质量的途径[J].中国新技术新产品, 2015, (14) :92.

[3]何鑫.热网智能终端应用于热网监控系统的效果分析[J].机电信息, 2012, (09) :68.

浅谈热网管道的焊接质量控制 篇4

关键词：热网管道；焊接；质量控制

在热网管道施工中，由于线路较长并且复杂性，需要进行管道的焊接，其中焊接的质量直接影响到管道的使用寿命。结合施工从焊前应具备的条件、管道的焊接工艺、管道焊接缺陷、焊接质量管理、焊接人才培养方面，阐述了热网管道的焊接质量控制措施。

1.焊接前应具备的条件

在焊接之前，要做好充足的准备工作，要实地考察焊接部位的各种条件和环境，由此制定出相关的设计图纸和实施方案，在焊接过程中要根据设计图纸和有关施工规范的要求，制定焊接工方案和作业指导书，并按工序制定质量检查控制措施。对于施工人员也要事先做好安排，强烈要求操作焊工要有劳动部门颁发的合格证，还要对每位焊工检验一个转动口和一个固定口，一次检验合格后才能上岗。在实施时为了保证焊接的质量，需要对焊接坡口进行清洁处理，保证坡口处没有铁屑，油污和锈蚀等现象。为了保证焊接时焊条的温度，需要将焊条放到保温筒中，在焊接时，随用随取，还要准备好修磨工具。

2.热网管道的焊接技术及相关工艺流程

根据国家相关指导中明确表明，管道焊接分为转动管接头和固定管接头。其中转动管接头比较简单，相反的由于固定管焊缝的位置沿环形不断变化，焊工必须随焊缝空间位置的变化而相应地改变角度，操作比较困难，常常出现焊瘤、未焊透、夹渣、气孔、咬边、层间熔化不良等焊接缺陷，因此，在这里笔者仅讨论固定管的焊接。

2.1对热网管道的定位与组对

在对热网管道进行定位与组对时，首先必须要保证钢管定位轴线，使得两管轴线对正并保持在同一条直线上，避免出现中线偏斜，组对时采用定位点固定，即利用一般钢筋与管的外壁相焊，来临时定位钢管的对口，但随着焊缝的形成与延伸，应将定位钢筋打掉，定位焊接点可选四处。对于管径大的钢管，利用定位钢板或钢筋焊到管外壁，临时固定钢管对口，定位板要随着焊缝的延伸逐个除去。定位焊缝要认真检查，发现缺陷必须重焊。为了能充分熔合，定位焊的熔渣、飞溅物要彻底清除，为保证焊缝根部成形良好，钢管的对口间隙应等于焊芯直径。如果对口间隙过大，焊接时容易烧穿而形成焊瘤；对口间隙过小，造成根部熔化不良，出现未焊透等缺陷。还有为了保证管接头的焊接质量，如发现气孔、夹渣、未焊透等缺陷，必须立刻铲掉重焊。检查质量合格后做好清渣处理，并将焊缝修成两头带缓坡的焊点。

2.2钢制管接头的焊接

钢管的焊接通常以平焊、仰焊、立焊点为界，将环形焊缝分成2个对称的半圆，按照仰焊、立焊、平焊的顺序焊接，管的起弧、收弧均选在半圆中心覆盖10mm处。将焊缝一分为二应以平焊、仰焊点为界，将圆圈焊缝分割成对称的两个半圆，称为前半圈和后半圈。其中对管接头前半圆的焊接工艺是选用直径3.2mm的焊条，焊接电流为110-120A，焊工起弧时应从仰焊缝部位中心线覆盖10mm处开始，用长弧预热。当坡口内有汗珠状的铁水时，迅速压短电流，靠近坡口钝边做微小摆动；当坡口钝边熔化形成熔池时，即可进行灭弧焊。然后用断弧击穿法将坡口两侧熔透，并按照仰焊、仰立焊、立焊、斜平焊、平焊的顺序将半个圆周焊完。在焊前半圈时，为了保证接头的质量，应在水平最高点叠加10mm处熄弧。对管接头的后半圈的焊接工艺是由于起焊时最容易产生塌腰、未焊透、气孔、夹渣等缺陷，先用手砂轮将首末各磨去5-10mm，施焊的过程与前半圈相同，但在距前半圈末端收尾处不允许灭弧，当接头封闭时，将焊条稍往下压，并在接头处来回摆动焊条，以延长停留时间，填满铁水使之充分熔合。管径小的钢管可以一次成形，大管径钢管要经过打底层、填充层、盖面层、封底层4道工序完成一道焊口。在施工时，为保证工序质量，一定要按照以下要求完成每一道工序：填充层是要打底层焊接完毕并冷凝后，应将焊渣、飞溅物清理干净，以免造成层间气孔、夹渣等焊接缺陷。可选用直径为3.2mm的焊条，120～130A的焊接电流。焊接时运条速度不宜过快，保证焊道层间及坡口充分熔合。注意摆动，保证熔渣有效上浮。各个焊道层之间在接头处要搭接好，又要相互错开。盖面层是要选用直径4mm的焊条，150～160A的焊接电流。盖面层的施焊操作方法与充填层相同。但要注意利用较大的电弧吹动熔渣，使熔渣与铁水分离。当运条到焊缝的凸起处时，速度稍慢；当运条到焊缝凹下处应当停留一会儿，直到填满凹坑并平齐为止。封底层是为了满足图纸尺寸设计要求，在盖面层后有必要再进行一道封底层焊接。首先用砂轮对焊缝打磨，将焊道进行清根处理。可选用直径为4mm的焊条，焊接电流可为160～180A。焊接时，将原焊道重新熔化，使管道间的焊缝宽窄、高低一致，弥补原焊缝的所有缺陷及不足，整个焊缝呈均匀、圆滑过渡状，形成的焊缝光滑

美观。

3.焊接管后期的质量检测

除要求焊接接头全部熔透外，对管道焊缝的耐蚀性和焊缝表面的质量也有严格的要求，焊缝表面应符合GJJ2-89《城市供热管网工程施工及验收规范》中所规定的，焊缝表面应完整、高度不得低于线材表面，并与母材圆滑过渡，焊缝内部的质量标准应按照GB-3323《钢焊缝射线照片及底片等级分类法》中的规定评定，合格标准为三级。最后在整个热网管道焊接任务完成时要进行X射线探伤检验合格后，再进行管道的水压试验、焊口的防腐处理和接头保温，检验合格后回填掩埋。

结语：以上是一整套完整、合理、有效、科学的接头焊接流程。从热网管道焊接的前期准备工作、焊接过程中涉及的工艺流程及后期焊接任务完成后的验收工作和检测方法这一系列的操作流程上看，这的确是理想化完备的质量控制的良好方法，严格按照此流程操作可降低了返修率，提高了工作效率，保证了工程质量。

参考文献：

热网设计 篇5

关键词：热力工程设计,多热源联网运行,解裂运行,中继泵站水力失调

1 概述

热电联产以其热效率高,供热能力大,对环境污染程度小等特点,在许多城市得到了大力的发展,已经成为城市供热的主要形式。但任何一个热电联产的热网系统都是耗资巨大的工程,如何在保证供热系统在安全、高效、节能运行的前提下,最大程度地节省系统的建设成本和运行成本,是投资者、工程设计者和运行管理者都非常关心的问题。要想达到上述目的,工程设计者必须要结合项目实际,从项目的规划、设计、施工、运行调节等环节进行分析、计算、优化,通过对多个规划设计方案的对比,最终确定经济合理的设计方案,在节省工程建设成本和运行费用的同时,达到安全、高效、节能运行的目的。

2 工程实例介绍

2.1 工程概况

某城市现有供热面积为450×104m2,供热形式为分散燃煤锅炉房供热,随着城市的发展,供热面积以每年40×104m2的速度增长。因为分散小锅炉房存在热效率低,环境污染严重的问题,为改善城市空气质量,提高供暖节能效率,满足日益增长的热负荷需求,该市计划在东郊建设一座总设计供热能力为464MW(一期348MW,二期116MW)的热电厂,取代分散锅炉房作为供热热源,计划建设换热站50个,其中利用原有锅炉房改造的换热站19个。

热源设计参数如下,热源:电厂首站(汽水换热),设计供热能力350MW;设计供回水温度:120/70℃

2.2 热网系统设计方案1

热电厂为主热源,管网系统形式为单热源枝状网,最远供热距离11km。由于电厂距离热负荷中心远,管网压力损失大,需设置中继泵站一座。系统的运行调节方式为分阶段改变流量的质调节,在严寒期需启动中继泵站,以满足末端换热站的资用压头要求。热网的水力计算基本参数见表1。

2.2.1 热源首站热网循环泵的确定

截止到08年采暖季,该市的实际总供热面积达到500×104m2,总热负荷为290MW。考虑到每年规划供热面积以50×104m2增加的因素,热源首站热网循环泵的总循环水量按照6100m3/h计算。具体为共设置热网循环泵4台,3用1备。单台循环泵的参数:G=2100m3/h,P=0.7MPa。

2.2.2 管网管径及敷设形式的设计

根据专业热网系统模拟计算软件对热网系统的多个工况的水力计算结果,整个系统的压力损失为0.69 MPa,热源出口设计管径为DN800mm,具体为DN800供回长度为6km,DN700mm供回长度4.5km,DN600供回长度4km,DN400mm供回长度8km,DN300mm供回长度为7km。以上给出的是管网系统的主干管管径和长度,没有给出支线管道的管径和长度。管道的敷设形式为直埋无补偿。热网系统图见图1。

2.2.3 中继泵站的设计

根据热网系统的水力计算结果,当室外温度低于-4℃的时候,也就是相对负荷比为76%的时候,管网末端的5个换热站出现负压,当室外温度达到室外设计温度零下-11℃的时候,最不利换热站的压差为-0.2MPa。这个时侯就出现热力工况满足系统要求,但是水力工况不满足的情况,系统水力失调比较严重。为满足的整个采暖季系统的水力工况要求,必须要设置中继泵站,根据专业软件的模拟计算结果,确定了中继泵站的最优设置位置和参数。

2.2.4 热网的调节

本系统一次网的运行调节方式为分阶段改变流量的质调节,二次网为质调节,热网的具体运行调节方式如下。

当室外日平均温度达到5℃的时候开始供暖,根据热负荷的变化,调节汽轮机的抽气量,同时热源首站的热网循环泵根据系统的流量和压力要求调整运行台数和变频数值。当室外平均温度达到零下-4℃的时候,中继泵站启动,中继泵的变频装置与末端换热站压差传感器联动,根据末端换热站的压差来调节中继泵的转速,以保证末端换热站的资用压头和流量。二次网的供水温度与换热站一次网侧的电动阀联动,根据二次网供水温度的需求来调节换热站一次网侧的电动阀的开度。

2.3 热网系统设计方案1评价

2.3.1 安全可靠性分析

方案1是典型的“头轻脚重”型的单热源枝状网,热源距离热市区有7km的距离,热负荷主要集中于管网的中后端。因为是单热源,如果热源发生事故导致供热能力下降的时候,没有调峰热源的及时热量补充,整个供热系统的供热质量就会下降。因为是枝状管网,当管网中某个干线或者支线出现爆管、漏水等事故的时候,因为没有其他环路的热量补充,其后的所有的热用户都要停热。该方案的安全可靠性比较差。

2.3.2 技术性分析

该系统设计相对简单,水力计算也比较容易,单热源长距离供热系统水力稳定性比较差,所以运行调节的方式采用分阶段改变流量的质调节。这种调节方式虽然对系统的水力平衡有利,但是热源首站的循环泵电耗比较高,运行费用比量调节高。因为管网距离长,压力损失比较大,为保证末端换热站的资用压头,需要在严寒期运行中继泵站,会产生下列问题:

(1)设计难度增加

要结合各种水力工况进行运行调节模拟,确定中继泵站的建设位置和水泵参数。

(2)系统运行调节难度增大

运行中继泵站势必要对系统的原水力工况产生影响,相当于管网的阻力系数发生了变化,不仅热源首站的循环泵运行参数发生变化,而且非常容易出现“水击”现象,可能对热源首站的循环泵产生破坏。中继泵站运行的时候,在其附近的换热站的资用压头要下降,极容易产生流量不足的现象,既要保证其附近的换热站的水力工况,还要满足末端换热站的压头要求,这无疑增大了中继泵站的自控难度和系统的运行调节难度。

2.3.3 建设与运行费用分析

方案1的建设费用见表2,其中在“热源部分”只列出热网循环泵和首站汽水换热器的建设费用,热网循环泵的设备费用包括了变频装置的购置费,土建费用包括了安装费。锅炉,汽轮发电机,锅炉循环泵、补水泵等设备的投资是固定的;在“管网部分”只列出管道、中继泵站、换热站等主要设备的建设费用,至于补偿器、阀门等附属设备在这里不予列出,换热站的设备费用包括新建换热站及改造换热站的的设备购置费,换热站的土建费包括了新建换热站的土建费用及改造换热站的土建费用。

万元

由于前述已经提到,由于系统是长距离供热系统,主管线的管径比较大,管道的购置和土建成本比较高,同时存在着管道热损失大的问题。整个热网系统的热负荷都是由热电厂承担,热网循环泵的参数比较大,热网循环泵的购置费用和运行费用都比较高。为保证末端换热站的资用压头而建设的中继泵站的建设成本和运行费用也是比较大的。

2.4 热网系统设计方案2

保留一座原有的区域燃煤锅炉房,并进行扩容和脱硫改造,改造后设计供热能力为80MW,该锅炉房作为整个供热系统的调峰热源与热电厂形成多热源环状网系统。热电厂出口管道设计管径为DN700mm,管网中不设置中继泵站。热电厂作为主热源承担采暖季初寒期和末寒期的热负荷,在采暖季初寒期和末寒期,只运行热电厂;在采暖季的严寒期,热电厂满负荷运行,并启动调峰热源,热电厂和调峰热源联网运行。

2.4.1 热源首站热网循环泵的确定

截止到2008年采暖季,该市的实际总供热面积达到500×104m2,总热负荷为290MW,其中由热源首站承担的热负荷为210MW,考虑到每年规划供热面积以50×104m2增加的因素,热源首站热网循环泵的总循环水量按照4420m3/h计算。具体为共设置热网循环泵3台,2用1备,单台循环泵的参数:G=2300m3/h,P=0.5MPa。

2.4.2 管网管径及敷设形式的设计

根据专业热网系统模拟计算软件对热网系统的多个工况的水力计算结果,热电厂首站出口设计管径为DN700mm,调峰热源出口设计管径为DN400mm,整个管网系统具体为DN700mm供回长度为6km,DN500mm供回长度4.5km,DN400mm供回长度4km,DN300 m m供回长度3.5km,DN200mm供回长度为4km,以上给出的是管网系统的主干管管径和长度,没有给出支线管道的管径和长度。管道的敷设形式为直埋无补偿。热网系统图见图2。

2.4.3 热网的调节

本系统一次网的运行调节方式为分阶段改变流量的质调节,二次网为质量并调,热网水力计算基本参数同表1,热网的具体运行调节方式如下:

当室外日平均温度达到5℃的时候开始供暖,根据热负荷的变化,调节汽轮机的抽气量,同时热源首站的热网循环泵根据系统的流量和压力要求调整运行台数和变频。当室外平均温度达到-4℃的时候,启动调峰锅炉房,热电厂和调峰锅炉房组成多热源环网系统,随着室外平均温度的降低逐渐增加调峰锅炉的运行台数,当室外平均温度达到最冷的-11℃的时候,调峰锅炉房满负荷运行。二次网的供水温度与换热站一次网侧的电动阀联动,根据二次网供水温度的需求来调节换热站一次网侧的电动阀的开度。主热源热电厂和调峰锅炉房既可以联网运行也可以解裂运行,这个需要运行调度部门在采暖季之前做包括多热源联网运行、两热源解裂单独运行、某一热源出现事故的事故方案运行等各种运行方案的模拟计算,这个过程需要利用专业的热网系统水力计算软件进行计算,在对各种运行方案进行经济技术比较之后,确定最优的运行调节方案。

2.5 热网系统设计方案2评价

2.5.1 安全可靠性分析

方案2是多热源环网系统,其中热电厂为主热源,市区内的锅炉房为调峰热源,环网系统的特点是运行安全可靠,系统自动平衡,各个环路互为补充,如果某个支路出现事故的时候,不影响其他支路。因为是多热源系统,当主热源发生事故导致供热能力下降的时候,可以通过提高调峰热源的供热量进行补充,保证热用户的的供热质量。该方案的安全可靠性比较好。

2.5.2 技术性分析

该系统设计比较复杂,需要进行复杂的环网水力计算,但系统的水力稳定性比较好,运行调节方便。由于主热源承担的热负荷减小,其出口流量也随之下降,管网的压力损失也就降低,这样热源首站的循环泵的建设成本和运行费用也都降低了。

2.5.3 建设与运行费用分析

方案2的建设费用见表3,其中在“热源部分”只列出热网循环泵和首站汽水换热器的建设费用,热网循环泵的设备费包括了变频装置的购置费,土建费用包括了安装费。锅炉,汽轮发电机,锅炉循环泵、补水泵等设备的投资是固定的;在“管网部分”只列出调峰锅炉房改造费用、换热站的建设费用,至于补偿器、阀门等附属设备在这里不予列出,换热站的设备费包括新建换热站及改造换热站的的设备购置费,换热站的土建费包括了新建换热站的土建费用及改造换热站的土建费用。

万元

由于调峰锅炉房承担了部分热负荷,主热源热电厂热网循环泵的购置和土建费用都较之方案1降低了,同时热电厂的出口主管的管径减小,管道的购置和土建成本降低。对已有的一个锅炉房进行扩容和脱硫除尘改造,即达到了利用既有供热资源的目的,又节省了拆除改造成本。

2.6 两个设计方案的对比分析

2.6.1 安全可靠性对比分析

方案1是单热源枝状网系统,存在着水力工况稳定性差,运行调节困难的问题,因为没有调峰热源的补充,如果主热源出现供热能力下降的情况,整个系统的供热质量就会下降,安全和可靠性比较差。方案2是多热源环网系统,水力工况稳定性强,运行调节容易,调峰热源的存在既解决了单一热源安全可靠性差的问题,同时也极大地改善系统末端的水力工况。方案2明显优于方案1。

2.6.2 成本分析

由于是单热源系统,方案1的首站热网循环泵的购置成本、主管线的管道的采购和建设成本都比较高,由于为满足末端换热站的资用压头,需要建设一座中继泵站,其建设成本和运行费用也比较高。方案2的首站热网循环泵的购置成本、主管线的管道的采购和建设成本都比方案1低,也无需建设中继泵站,节省了中继泵站建设费用,同时由于水力工况稳定,运行调节的成本也比较低,总的建设成本也低于方案2。方案2明显优于方案1。

3 总结

热电联产集中供热取代原有分散锅炉房供热是耗资巨大的工程,工程设计方案直接关系到工程的建设成本和日后的运行成本,也关系到供热质量的好坏。本工程设计实例针对项目实际对设计方案进行了详细的分析和计算,对两个设计方案进行了安全可靠性、技术性、建设与运行费用等方面的对比和分析研究,最后确定方案2为最终设计方案。

参考文献

[1]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社,1994.

热网设计 篇6

为了提高供热效率, 节能减排, 各地都开始实行热电联产、集中供热。所谓热电联产, 是指利用一种原始能源制造出两种以上的有效能量, 例如电和蒸汽来使用。这是一种节能系统。但热用户, 如食品厂、纺织厂等, 分布在城市的各个角落, 难于统一进行监控、调度, 传统的方法是热电厂组织人员进行巡检, 这种方法费时费力, 精度低, 致使热电企业日常管理工作量大, 出现纠纷难以解决, 经济效益受损。目前大多数热电厂在管道的用户端安装了电台或蜂窝网数传模块。通过该无线传感器网的方式进行抄表, 并根据末端用户的汽压进行管道汽压调整, 提高了热网监控、调度的速度和准确性。

(二) 方案

1. 概述

无线传感器网络是由多个带有传感器, 数据处理单元及通信模块的节点, 根据数据采集任务的需求自组织而成的网络。将无线传感网技术应用到热网监控, 不仅可以实现远程抄表, 将来城市联网供热后, 可以对整个供热网络进行监测, 具有良好的扩展性。热网监控的目的是提高供热效率、减小热损, 热损失主要有两部分组成:站内热损失、管网热损耗。本文所述热网监控指后者, 特指通过无线监控手段记录用户用汽量, 发现监测仪表故障, 发现窃气点。

2. 无线监测网络结构

无线传感网应用到热网监测应该分为三部分, 即前端一次仪表设备、无线传感网络及网关、监测服务器。如图1所示, 前端仪表包括流量计、压力计、温度传感器等, 用于提取热网数据;无线传感网络及网关用于将一次仪表所提取数据汇集、发送到网关;网关是无线传感网和监测服务器的桥梁, 负责将数据送到服务器。

3. 监测软件设计

监测软件主要包含网关数据接口、应用程序、数据库三大部分, 如图2。网关数据接口的操作需要调用相应的控件, 目前网关硬件和监测服务器连接通常有2种硬件接口, 即网口、串口, 所以在监测软件的底层, 需要考虑调用微软开发平台对应的控件, 即串口通讯控件MsComm32.OCX和网络通讯控件WinSock.OCX。

网络通讯物理接口, 即网口上的网络通讯协议目前主要以TCP/IP为主, TCP/IP协议有很强的异种机互连的能力, 它在Internet上得到广泛应用, 并成为事实上的标准。其核心是传播层协议 (TCP、UDP) 、网络层协议 (IP) 和物理接口层协议。TCP/IP网络环境下的应用程序是通过调用WinSock.OCX控件实现的, 而该控件又利用下层的网络通信协议实现实际的通信工作。

Ðî¹ü¹串口是串行数据通讯接口的简称, 常用的有RS232、RS485两种, 物理接口硬件上的通讯协议有Modbus协议等, Modbus协议是当前在业控制当中使用广泛一种通信协议。大多数实际应用要求, 并不采用通讯协议, 而直接传送数据。串口控件需要设置波特率、停止位、校验位等参数, 本系统中使用波特率是115200bps, 停止位为1, 校验位无。当网关收到监测数据后, 通过串口发送至监测服务器, 此时, 串口控件会产生串口数据事件, 通知应用程序取数据, 应用程序则调用解析函数, 解析出串口数据对应的监测点号码、热网参数, 并填入数据库, 供调用处理。

从网关获取热网数据后, 经过应用程序处理, 会将关键数据存入数据库, 目前适合热网监控使用的数据库主要有Microsoft Access, SQL等。以VB和Microsoft Access作为开发平台和数据库为例, VB提供了两种和Jet数据库引擎接口的方法:Data控件和数据访问对象。要完成热网对于数据库的编程, 主要需要对数据库的创建、修改、查询功能: (1) 创建数据库, 使用VB中的可视化数据库管理器, 不需要编程就可以创建Jet数据库, 因为Microsoft Access使用了与VB相同的数据库引擎和格式, 所以用Microsoft Access创建的数据库和直接在VB里创建的数据库是一样的。 (2) 修改数据库和创建数据库的过程十分相似。大多数情况下, 使用同样的Create和Append方法来添加对象。可以向数据库中添加新的TableDef对象, 或向已经存在的表中添加新的Field和Index对象。还可以从数据库中删除TableDef, 或从TableDef中删除Index。 (3) MicrosoftJet数据库引擎支持丰富的数据访问对象 (DAO) , 可用它对数据进行组织、排序、查找、更新、添加和删除操作。Recordset对象提供了24种方法和26种属性, 利用它们可以对数据库中的记录进行各种处理。用Recordset对象的Fields集合以及Field对象的各种属性与方法, 可在字段一级上对数据进行操作。监测软件效果如图3。

(三) 结论

基于无线传感网的热网监测软件的设计方案, 说明了整个软件设计过程中的关键因数, 主要包含网关到监测服务器的接口程序设计方法和服务器程序设计步骤。按此方案设计的软件可以满足热网监测的实际需求, 有助于热网监控、调度自动化的实现。

摘要：为了提高供热效率, 节能减排, 各地都开始实行热电联产、集中供热。但热用户分布在城市的各个角落, 难于监控、调度, 传统的做法基于人工巡检、调度, 工作量非常大。文章基于无线热网监测系统硬件, 设计了热网监测软件方案。该方案考虑了无线系统的特点, 综合了数据库访问等软件技术, 有助于热网监控、调度自动化的实现。

关键词：热网监控,数据库,无人值守,远程监控

参考文献

[1]王振铭.分布式能源热电联产的新发展[J].沈阳工程学院学报:自然科学版, 2008, 4 (2) :97-101.

[2]石文扬.电脑知识与技术[J].基于GPRS网络的热网远程监测系统, 2007 (18) :62-63.

[3]魏佳杰, 郭晓金, 李建寰.无线传感网发展综述[J].信息技术, 2009, 6:175-178.

[4]姜春鹏.浅谈供热管网蒸汽损耗成因及预防[J].四机科技, 2006 (1) :44-44, 43.

热网循环水泵运行的控制 篇7

关键词：循环水泵,节能,变温差控制

变频调速是近几十年里发展比较迅速的电力产业, 它在我国的低压电器控制领域应用十分广泛, 例如热网循环水泵的供热控制系统。这种控制系统的运行负荷随着室外的温度变化而相应的变化。为了满足用户的使用要求, 确保供暖的质量, 使输送和热能制备达到经济和合理, 就要对热网供热系统进行控制和调节。一般是通过集中调节的方式, 当供暖室外的计算温度低于室外温度的时候, 即可以运用循环水泵变频调节来控制热网的循环流量, 这样的控制方式减少了热量损失, 达到节能的效果。不过要实现这种控制方式的节能效果, 必须要有一个行之有效的合理的变频控制策略。当前, 常用的控制方式包括温差控制盒压差控制两个方面。本文从理论上分析节能的潜力入手, 进一步研究变温差的控制策略。

1 热网的调节方式

热网的调节方法在目前来说, 主要有四种控制方式:即量调节只是改变整个网络的循环水量;间歇地调节每天供暖的时间 (小时数) ;质调节只是改变网络循环水的温度;分成几个阶段来改变流量质调节。以上四种控制方式适应场合不甚相同。对于质调节方式, 它的特点是管理快捷, 水力的工况运行稳定、操作简单, 但耗电量很大, 一般来说, 区域的锅炉和小型的的热网适合采用此方式。而间歇的调节方式由于对热源的供热裕量和舒适性都特别大, 所以受到限制, 应用很少。对于分阶段来改变流量的质调节, 按照室外的温度高低把它分成几个不同阶段 (在供暖期) , 每一个阶段, 网络中的流量都保持不变, 在这个过程中, 以质来适应环境变化。这种方式适合在大中型的热网中进行使用。最后的量调节, 要保持网路的供回水的温度保持不变, 要实时来调节循环水量, 这种调节方式的节能效果是最好的, 所以也是今后热网控制的发展方向。

2 变频调速节能原理

变频调节是目前比较完善的一种调节方式, 它的节约性能显著。在传统的工艺控制中, 水泵在运行时的时候, 一般要进行流量的调节, 大多采取变阀调节。即通过阀门的开度来控制风机与水泵之间的流量。这种控制方式不稳定, 阀门如果开关过快, 会影响风机与水泵的调节特性, 甚至使水泵和风机跳闸。在调节频率的时候, 风机和泵的输出功率始终不变, 即它的性能曲线不发生变化, 不过, 管道阻力的特性曲线将发生相应变化。泵和风机新的管道阻力特性的曲线和最开始的性能曲线交点就是新的工作点。

变频调节功能就是利用改变频率的大小, 来实现对电机的调速。这种调节方式, 控制精确, 可以实现远程控制和报警设置, 没有现场的阀门阻力等限制, 是较为理想的调节方式。变频调节通过改变性能的曲线来改变最终的工作点。风机和泵变速调节运行时, 流量会随着转速的一次方与之发生变化, 并且, 轴的输出功率则按三次方的规律与之发生变化, 这样, 效率总体来说就不会发生改变。利用变频的调节功能, 能减轻轴磨损, 降低风机和泵整个系统的噪声, 延长设备的使用寿命。

如图1所示。R1是工艺阀门在极限开度的阻力特性;S1为额定运行的水泵扬程—流量的特性, M1是额定的运行点, 与此对应的扬程为H1, 流量是Q1。电动机消耗功率与Q与H的乘积成正比。公式为P1=KH1Q1, 若减小阀门的开度, 流量降至Q 2时。此时的管网阻力特性是R2。水泵的运行点则为M3。这时, 水泵的扬程反而增加了。电动机的消耗功率则略有减少。公式为P2=KH3Q2, 其中K是比例系数, 如果降低转速, 那么流量与扬程的特性变为S2, 此时管网的阻力特性仍是R1不变, 水泵的运行点变为M2, 这时的扬程降低很多。电动机消耗的功率也降低了很多。公式为P3=KH2Q2, 其中K为比例系数。从图1中能明显看出, 在相同流量Q2时, 采用变频来降低转速时的扬程 (H2) 则比关小的阀门的扬程 (H3) 要小的许多, 因此电动机消耗的功率就大为减少, 这就是水泵变频调速节能的原理。

3 改造方案

为了实现节能降耗的目标, 我们以热电厂热网为例, 对循环水泵控制方式和调节进行了如下改造:热电厂通常有五台热网循环水泵, 为了节能降耗、减少投资。我们选择两套“一拖二”高压变频装置。分别来带#1、#4和#2、#3的热网循环泵, #5的热网循环水泵暂不改造。变频器的6k V电源从6k V的母线段来选取。高压的变频系统电气连接系统, 如图2所示。

此方案为“一拖二”的手动旁路的典型方案:由高压断路器QF1、QF2, 6个高压隔离开关QS6—QS1、TF高压变频器和电动机M组成。高压开关QF2、QF1、电动机M2、M1为现场的原有设备。Q S2和QS 3之间则需要可靠的机械互锁, 要求一定不能同时闭合;QS5与QS5间要达到可靠的机械互锁, 一定不能同时闭合;QS4和Q S1实现电气的互锁, Q S 5 Q S 2实现电气互锁, 保证系统运行的可靠性。M1在变频运行时, 要求QS4、QS5、QS3断开, QS2和QS 1闭合。此时M2可以闭合Q S6, 实现工频运行;M1工频运行时, 要求QS2和QS1断开, QS3闭合。当M2变频运行的时候, QS1、QS2、QS6断开, QS5和QS4闭合。这时M1允许闭合Q S3, 真正达到工频运行;当M2在工频运行时, 则要求QS4与QS5必须断开, QS6处于闭合状态。每台电机可以实现工频运行和变频运行两种方式, 当变频器发生严重故障时, 电机就可以通过手动的方式切换到工频电网运行。最后, 变频器检修结束。手动切换模式可以返到变频调速的状态。

4 结语

通过上述分析, 采用热网循环水泵的自动控制, 不仅可以实现操作方便, 运行稳定, 维护量小、方便, 而且还可以节省成本, 实现工艺的智能化控制是一种趋势。

参考文献

[1]徐甫荣.大功率风机水泵调速节能运行的技术经济分析[J].电源技术应用, 2 00 2.

[2]马仲元, 冀卫兴, 李德英.热水供热系统变频循环水泵节能分析[J].暖通空调, 2008, 3.

热网DCS系统软件优化 篇8

关键词：DCS,SIMATICPCS7,冗余,WinCC

1 系统现状

油田热电厂热网DCS控制系统采用SIEMENS公司的产品SIMATIC PCS7版本5.0开发的基于windows NT 4.0英文版系统运行属于典型的服务器/客户机模式的DCS控制系统。硬件采用双总线通讯上挂2个DPU (分散控制单元) 实现过程测量和控制功能, 配备三台操作员站, 分别放置在三台机组的单元控制室内, 每个站均可对热网实现全面监控操作, 起到相互备用的作用, 1个工程师站。1:1冗余的通讯接口卡设计有传输出错检测技术, 一条网络故障, 系统会自动切换到另一条网络上进行通讯, 保证通讯的可靠性。热网DCS控制系统自2003年改造至今, 已经历6年连续运行。

热网2005年5月供热面积达416万平方米, 截止2006年5月供热面积达560万平方米, 截止2007年12月供热面积达660万平方米。根据大庆市供热办的要求, 2008年龙凤地区新增的供热面积124.1万平方米, 东风新村地区新增的供热面积113.43万平方米以及2007年已建待供的116.67万平方米由油田热电厂承担供热任务。

2009年底油田热电厂需要承担的供热任务为1014.2万平方米。自从2003年系统调试到正常使用头三年期间, DCS系统运行情况良好, 而且大大提高了生产效率。自2006年开始随着供热面积逐年增加, DCS控制系统的I/O点数量也随之增加, 累计I/O点数量将近2000点。在I/O点数增加的过程中发现, 原配置的硬件的负荷率最高达到96%, 在这样的情况下, 系统不仅常常出现死机, 当达到90%以上的时候, 系统延迟较大, 严重时系统容易崩溃, 这样对现场设备的安全运行造成很大的威胁。

同时热网DCS控制系统运行至今, 还暴露出一些其他问题, 如总线通讯故障、操作员站死机、模件电源开关过热、总线冗余故障、ET200M子站总线冗余故障、DCS控制系统程序编制不规范导致程序丢失、设备误动以及系统出现低电压是导致控制瘫痪等诸多问题。

1.1 通过对上述问题的研究和详细分析后找出系统存在这些问题的主要原因:

1.1.1限于热网DCS系统改造初期技术条件的限制以及系统软硬件运行多年, 其技术水平已不能满足现场的运行维护要求, 如控制系统运行在微软的NT操作系统环境, 不能对系统程序进行必要的安全备份。

1.1.2在windows NT 4.0英文版操作系统的制约下很多新的硬件无法使用, 例如操作员站及工程师站操作系统无法升级新硬件, 不支持该USB设备等问题亟待解决。

1.1.3现场站及硬件地址点数相对过多, 地址配置参数需调整, CUP参数设置不当。

1.1.4 SIMATIC PCS7版本5.0基于SyBase的数据库自身的效率, 厂网MIS通讯任务过重。

这些问题已严重影响了热网系统的安全运行。

2 系统优化

2008年利用热网大修的有利时机, 对控制系统进行一次全面优化改进造, 同时包括新增的热网计费系统。

2.1 热网DCS软件优化的主要内容:

(1) 采用SIEMENS公司的最新产品, 全集成新一代SIMATIC PCS7版本6.0自动化过程控制系统, 对现有热网DCS控制系统进行软件升级, 它是基于windows 2000操作系统, OS基于WinCC6.0以上版本, 用的是Microsoft SQL Server for WinCC数据库, 通过OPC、SQL等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现全集成, 一体化的解决方案, 其集成的核心是统一的过程数据库和唯一的数据库管理软件, 所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次, 这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。

(2) 在原有热网DCS控制逻辑的基础上, 重新编制热工检测系统、自动控制系统软件并进行软件优化, 增加部分I/O卡件和相关软件逻辑编制包括顺序控制 (SCS) 和数据采集 (DAS) 等功能。

(3) 在现有热网控制室内, 对现有热网控制系统增加计费系统。

(4) 在控制方式不变的情况下, 同时整合2006年~2008年的新增的控制系统, 及2009年新增热网计费系统使之同原有热网系统能够作为一个完整的DCS控制系统, 在完成软件组态、整套系统安装调试后, 保证优化后的热网DCS系统安全、可靠、经济运行。

2.2 热网DCS软件优化的技术关键点:

由于, PCS7 V5.0的OS应是WinCC5.0, 用的是SyBase的数据库, 而PCS7 V6.0及以上版本基于WinCC6.0以上版本, 用的是Microsoft SQL Server for WinCC数据库;由于数据库之间无法转换, 为此, 优化过程所有软件全部重新自行编制。

2.3 热网DCS软件优化后达到的技术指标:

(1) 在热网控制室内实现热网机组的启停;

(2) 在热网控制室内实现113套设备正常运行的开关操作控制和调整;

(3) 在热网控制室内实现异常工况和紧急事故处理。

(4) 在热网控制室内实现正常运行工况的监视, 模拟量显示精度达到0.25。

(5) 变频泵闭环控制等17回路, 均实现自动控制。

3 效果对比

与优化前相比, 现有热网DCS系统拥有10项独特的技术优势:

(1) 基于优秀的SIMATIC PCS7 V6.0平台。

(2) 遵循全集成自动化理念, 可完成过程工业领域的所有控制任务。

(3) 系统所有组件都采用基于TIA架构的标准硬件和软件, 可通过西门子公司完成一站式采购。

(4) 通过PROFIBUS实现真正的分散结构, 易于与FF仪表的集成。

(5) 包括网络通讯、控制器、I/O、PA仪表在内的所有层次的冗余。

(6) 非常灵活的可伸缩性, 从小型, 可控制100个I/O点的PCS 7 Box, 一直到控制100000点, 基于客户机/服务器架构的大型系统。

(7) 高性能的设计与工程工具, 可显著降低工程成本, 缩短工程周期。

(8) 集成过程安全技术, 独特的安全矩阵技术可减少人为误差。

(9) 强大的资产管理功能可集成传统的非智能设备

4应用

本次优化改进完成后, 热网增加计费等系统与现有热网系统能够作为一个完整的系统, 自动化水平、系统稳定性、安全性有了很大提高, 从本质上避免了热网DCS系统软件的不安全隐患。

由于前期进行大量试验、探索了很多许多成熟经验, 系统软件优化改进后运行一直比较稳定, 没有出现保护误动或拒动事故。热网大修后一次启动成功。

参考文献

[1]张虹, 王林涵, 徐用懋.Fuzzy-PI复合控制在电站锅炉过热蒸汽温度控制中的应用.自动化仪表, 1999;20 (11) :28～31

热网设计 篇9

【关键词】换热站监控;集中控制;管理对策

1.换热站监控系统的背景

随着国民经济突飞猛进的发展，我国的城市集中供热规模也正在不断的扩大。集中供热是国家大力推广的节能、环保措施，因为它使供热方式从小锅炉房的直接供热转变成为大型热源厂的间接供热，而换热站作为热源厂与用户的中间环节，其工作安全性、可靠性直接影响着热源锅炉的安全稳定和节能降耗以及供热质量。

目前，换热站大都采用人工监控，这具有一定的缺点：一方面浪费了人力，另一方面在出现事故隐患时，如果操作人员没有及时发现问题就容易造成设备事故。同时，由于个换热站都是独立运行的，难以达到供热系统整体的最佳状态，容易造成热力失衡，从而影响供热效果，导致能源极大浪费，特别是集中供热管网的线路覆盖地域范围大，动态生产数据实时性要求高，并且换热站处于城市中心，难以架设电缆，要做到实时连续监测管网、线路的中间站及用户端的各项数据，提高中央调度室的监控能力，靠过去传统的办法是难以满足要求的。

为了满足工业供热的发展和供热用户的要求，我公司集中供热采用换热站监控系统，以期达到供热现代化管理的目的。应用计算机实施集中控制和科学的量化管理，是供热管网设备安全、稳定、经济运行的必要条件，该系统能够实现换热站运行的动态跟踪监视，并通过远程数据的自动获取，进行集中调动和控制。有了计算机的实时监控可以及时准确的判断出是在供热系统中哪一环节出现问题的，是设备故障、管网的损坏，还是用户人为造成的管网漏气而导致的，从而进行处理。

2.换热站监控系统的介绍

换热站监控系统将换热站的有人值守、手动运行转变为无人职守全自动运行。同时，建立监控中心（MCC），与换热站监控系统（RTU）共同组成微机热网监控系统（SCADA）。该微机热网监控系统将实时。全面的显示换热站的运行情况，并监测各种参数，提供热源调节处理外网变化的依据，它还是热源和外网安全、可靠、高效经济运行的保证。

系统构成原理：锅炉房的高温水通过供水管送至各换热站的换热器的一次网，完成换热后通过回水管送回锅炉房。通过一次网电动阀调节一次网流量，改变换热器二次网供水温度（质调节）；对于用户热负荷相对稳定的系统，循环泵多采用定流量控制；根据二次网定点的压力对补泵采用位式控制。

控制器、传感器、执行机构及通讯模块组成热网监控系统的远程终端站（RTU），RTU通过与其相连的仪表和执行机构，完成对换热站及其他现场设备的数据采集、控制功能。控制器与电气控制柜及工艺配合实现热力站的全自动控制，能够安全启停机组，达到无人值守。

3.换热站监控系统的应用

换热站监控中心（MCC）是整个监控系统的中枢神经，具有整体协调、远程控制和调度功能。它将采集现场过程的数据，通过通讯网络（WAN）这条连接各换热站与监控中心的桥梁和纽带，对数据进行传输。换热站监控中心（MMC）实现对换热站的监测、控制、管网分析、故障诊断、报警、报表、打印、历史数据处理、趋势显示等功能，并且对各个换热站的设备参数进行远程下载与控制，以确保热网高效经济运行。其中控制中心还具有数据库检索与分析功能，调度中心把各换热站采集来的数据存入历史数据库，数据库除供历史报表打印、数据终端检索外，还要定期或不定期进行数据分析。

我公司换热站监控系统现场采集和显示的数据有：室外温度、换热机组一、二次侧供回水温度、压力，补水流量、软化水箱及污水池的水位，地面液位信号、循环泵、补水泵的运行状态、调节阀开度、温度报警等，以上信号在监控中心都可以实时监视，并且可以对循环泵、补水泵、排污泵、电动调节阀等运行状态进行实时控制。

换热站监控中心可采集现场数据、实现对换热站的监测和控制，管网分析、故障诊断、巡检人员的考勤情况、打印报表、历史数据处理、趋势显示、实时参数、历史数据在网上发布给授权用户等功能，以及对各换热站设备参数进行远传下载与控制，热网监控中心可实现循环泵、补水泵、排污泵的启停等控制，以确保高效经济运行。

三大突破：①公司是一家将VPN传输方式应用于工业控制系统中的供热企业。VPN是专用的局域网，可以实现换热站监控中心对换热站的控制，它的特点是安全性强，不易被攻击。②参数的实时性。在采用VPN数据传输以前，参数的上报都是由人工完成的，所以实时性较差，而在应用换热站监控系统后，我们可以实时监控各种运行参数。③可以在VPN上传输影象。公司在各换热站安装了摄像头，通过VPN传输，可以随时监控到各换热站站内的运行情况。

各换热站（RTU）具有数据采集、数据存储、通讯、自诊断、日历时钟和带电插拔、人机界面组态等功能。它是利用控制器与电气控制柜及工艺配合实现热力站的全自动控制，实现安全启停机组，达到无人值守。

热量表可以实时显示换热站所用的累积热量、瞬时热量、累积流量、瞬时流量，累积工作时间、故障时间等参数。换热机组加热量表后，对精确的计算所用的热量提供了可靠的保证，尤其对成本核算提供了可靠的依据。监视器则可以实时监控现场的工作情况和运行情况，对无人值守提供了保证。

在运行管理上，我们采用各换热站巡检制度，要求巡检人员每2个小时到换热站一次，巡视站内设备及填写各种参数，并作电子考勤，在控制中心可以记录下巡检人员到站的时间及工号。

中央监控系统主要有以下特点：可实现按需供热，解决热惰性迟缓问题。

（1）各种参数的实时性。

以往，我们公司是依靠人工上报参数，实时性较差，现在我们可以实时监控各种运行参数。

（2）供热质量的一致性。

由于电脑进行计算、分析，可以保证各个换热站的供热质量，实现热工状况的平衡，达到调节均衡供热。

（3）人员的高效性。

这套设备投入运行，减少了人员，避免了人员在一个站内枯燥运行模式，使运行人员能有工作场所的变化，提高了人员的高效性。

（4）各种数据的真实性和公开性。

以往的参数均由各站口述上报，难免有误差，经这次改造参数实时上传，保证了真实性和公开性。

（5）补充完善了其他监控数据。

4.换热站控制系统的发展前景

公司中央监控系统工程运作期间，大家集思广意，拓宽思路，力求纵向发展的延深，谋求企业中央系统发展之路。但在实际运作的过程中，我们发现还有一些不足。例如：各站室外温度传感器，由于安装位置的不同，造成各站取回来的温度不同，对运行有一定的影响，我门考虑对各换热站进行调整。

公司在发展的过程中，还有一些大胆的设想，那就是我们将实现远程用户终端的信息反馈的目标。我们想在明年计划测量用户温度远程反馈，初步采用GPRS。

在科学技术日新月异迅猛发展的今天，供热行业更应走一条与时俱进的发展之路。而换热站监控系统不仅使换热站的监控能力大大增强，提高整体控制水平及控制精度，减小人为误差及劳动强度。同时，也能实现温度可控制的目标。在提高经济效益、热效率的同时，合理地分配热源，为用户提供舒适的环境温度。　[科]

【参考文献】

［１］工业锅炉技术大全[M]．北京：科学普及出版社,2007.

［２］李英伟．供热系统自动化应用[J]．哈尔滨：哈尔滨工业大学学报，2008.

［３］黄立培，张学．变频器应用技术及电机调速[J]．北京：北京人民邮电出版社，2007.

热网控制系统的研究 篇10

目前, 我国住宅小区供热系统已经普及到千家万户, 但对供热系统的控制、监视、节能减排还没有一个较成熟的、统一的控制方案, (本文以呼市富泰小区供热的监控系统为例) 对其系统设计做一论述。供热系统的热源由两台DZL29-1.25/130/70-AII型锅炉 (功率29MW) 和一台20t链条热水锅炉 (功率14MW) 组成。

2、系统的构成

为了确保住宅小区集中锅炉房供热系统的可靠供热和节能运行, 我们设计了对该系统的运行管理系统, 并把该运行管理系统分为三个层面:

(1) 3台锅炉跟随昼夜天气变化的变负荷组合运行和优化燃烧运行的管理层, 对该层面管理的目标是实现热源根据天气变化的节煤、节电运行, 它的运行将不考虑个别热用户供热效果好坏的干扰, 但要参考全热网总体供热效果修正运行。

(2) 6个热力站实行热量计量管理的大局平衡管理层, 对该层面管理的主要目标是确保对每个热力站单位供热面积的供热量相等, 而不论该热力站所辖供热面积的大小不同。对该层面的管理是从宏观大局的高度确保了各热力站平衡供热的同时, 也建立了第一层面能够执行跟随昼夜天气变化的变负荷组合运行和优化燃烧运行。

(3) 直接面对热用户的用户热平衡管理层, 第三层面的管理是确保热用户的平衡供热得到基本保证, 同时构筑起热源可以真正执行节能运行的最可靠基础。

3、监控系统结构

如图1所示, 本监控管理系统建立了供热的三个基本环节的联系:环境温度监测、热网平衡管理和热源的控制运行。本监控系统的突出点是锅炉供热量跟随环境温度的控制问题。但应当注意, 这种系统结构设计决不表达热网平衡问题可管可不管。热网平衡是确保热源可跟随环境温度变化的基础。

系统由监控服务器、PLC控制柜、变频器及仪表等部分组成。各控制柜和服务器通过工业以太网联网。数据传输速度快、稳定、可靠。监控服务器以图表等形式直观的显示锅炉的运行状态, 并可对PLC控制系统编程、设置参数。

PLC控制柜采用西门子S7-300PLC, 配备液晶触摸屏、以太网处理器以及手动控制部分, 如:鼓引风和往复电机的手操器、启停/停止按钮、指示灯等。PLC控制柜各类I/O点数有不小于10%的冗余。液晶触摸屏, 能够显示所有参数, 且能输入控制指令。这样使PLC系统可独立于上位机系统运行。

4、系统控制画面

触摸屏有主控画面、运行画面和设置画面, 每个画面下方有报警栏。每台锅炉的运行画面和设置画面相同。只是4#炉的报警栏内容多出热网报警部分。

(1) 主控画面:与锅炉房实际设备进行一一对应的模拟, 并将其各部位的运行参数实时显示, 系统主控画面如图2所示:

(2) 运行画面:该画面中包括对应锅炉的状态参数。各参数如图3所示。单击“公共画面”按钮可以转到公共画面。所有锅炉的参数显示画面一致。

5、结语

本设计项目已经可靠运行2年多, 经过实际验证, 不仅便于操控, 还能提供运行趋势及历史数据供监管人员参考, 以提高后面运行状况的最佳参数。本文结合实际项目, 对住宅小区的供热系统的设计, 给出了较详细的实施方案, 为同类系统的控制方式和设计, 提供了较好的参考依据。

参考文献

[1]闻武, 孟如.胶带秤控制仪表的优化设计《工矿自动化》, 2006.3.

[2]孟如.基于WINCC的水泥生产线控制系统的研究.《微计算机信息》, 2007.7.