冷热水机组

2025-01-02

冷热水机组（精选8篇）

冷热水机组篇1

摘要：以一台额定制冷 (热) 量为45 k W的部分热回收风冷热泵机组为平台, 研究和分析了样机在名义制冷、名义制热工况, 在保持使用侧和热回收侧水流量不变条件下, 开启热回收功能后得到出水温度为45℃和50℃热水时样机的运行参数和性能变化规律。结果表明, 在名义制冷工况45℃和50℃热水出水温度时, 样机制冷性能系数 (COP) 比无热回收分别变化-10.55%1.09%和3.64%12.73%, 热回收综合制冷COP分别达到3.383.69和2.983.15, 出水温度由45℃升高到50℃且分别采用单双风机冷凝时, 样机制冷COP下降2.44%4.68%;在名义制热工况热水45℃和50℃出水温度时, 样机制热COP比无热回收降低10.96%21.58%, 50℃出水时制热COP比45℃出水时升高4.42%, 热回收综合制热COP分别达到了3.28和3.09。

关键词：部分热回收,风冷热泵,名义工况,运行参数,性能系数

节约能源、环境保护和可持续发展等课题的创新研究已成为当今社会和能源界的重要难题。目前各国能源利用水平不同, 有43%~70%的能源主要以废热的形式丢失, 而空调机组冷凝热在废热中占有很大比例[1]。夏季空调系统冷凝热一般直接排放到大气中未加利用, 通常可达到制冷量的1.15~1.3倍, 不仅造成较大的能源浪费, 而且这些热量的排放又会使周围的环境温度升高, 加剧环境大气的温室效应。另一方面, 随着人们生活水平的提高, 人们对室内空气环境和品质的要求也越来越高, 人们除了要求室内有空调和采暖外, 全年每日都要有热水供应。我国是能源大国, 建筑能耗约占整个社会能耗的1/3, 其中生活热水一项就占整个建筑能耗的10%~30%, 折算下来热水的能耗约占社会总能耗的3%~10%, 生活热水能耗将成为继空调能耗之后的第二大能耗大户。

空调和热水系统已普遍应用于公共建筑和住宅, 热回收风冷热泵冷热水机组是基于上述背景而兴起的一种高效节能机组。机组夏季将制冷时排放到大气中的冷凝热回收用于加热生活热水, 不仅能节省原本用于烧热水所需的能源, 而且也避免了冷凝热排放到空气中的热污染以及锅炉燃烧产生CO2造成的温室效应。与水冷式机组相比, 省去了冷却水系统、冷却塔、冷冻机房等投入, 无水冷式机组自来水常见的蒸发损失、漂水损失、排污损失、启用时系统冲洗损失、化学清洗稀释损失等[2], 因此特别适用于缺水地区。在冬季, 在满足室内采暖的前提下, 利用部分压缩机高温排气来制取热水, 可完全取代燃气或燃油热水锅炉, 无锅炉房及设备投资, 无相应的燃料供应系统, 无烟气和冷却水, 消除了锅炉房存在的爆炸、火灾、粉尘以及氮硫氧化物排放等不利因素。

新加坡南洋理工大学的Ying W M[3]针对家用空调器回收利用冷凝热量来生产热水进行了实验研究, 国外对于大型空调制冷机冷凝热回收的研究已经比较完善, 目前已有相关产品的应用。中国科技大学[4]研制了可实现单独制热水、制冷兼热水、供暖三种运行模式的空调-热水器一体机。哈尔滨工业大学江辉民等人[5]提出家用空调器采用双冷凝器热回收系统。目前, 国内的研究工作比较集中于小型家用空调机组改造, 而对风冷热泵等空调机组冷凝热回收的研究工作报道不多[6];对空调废热回收的研究也主要集中于“单冷+供生活热水”运行模式, 对“供暖+供生活热水”模式的研究工作报道很少, 尤其是实验研究也很少。本文以部分热回收风冷热泵冷热水样机为平台, 给出样机在名义制冷、名义制热两种工况下机组运行参数和性能变化, 为热回收机组的开发和优化提供实验数据, 为带热回收功能的风冷热泵技术的发展提供参考性建议。

1 系统热回收节能原理

部分热回收风冷热泵机组具有制冷、供暖和制取生活热水三种功能, 夏季机组在制冷的同时利用压缩机高温排气生产生活热水, 能同时制冷和提供生活热水;冬季机组切换为热泵运行模式, 从大气中吸收热能并通过热泵循环供暖和提供生活热水, 从而实现制冷、采暖、生活热水一机三用的需求。机组夏季制冷时热力学原理如图1所示[7]。

0'-2'-3'-4'曲线为制冷剂的理论循环流程, 0-1a-1b-1-2-2a-3-4-4a-5-0曲线为制冷的实际制冷循环流程, 该曲线所围成区域的面积与输入功率Pin成正比, 8-2a-3-4-4a-5-8曲线所围成区域的面积与冷凝热Qk成正比。5-0过程表示蒸发器从低温热源中吸收热量Q0, 2a-3-4-4a曲线代表冷凝器中制冷工质向高温热源放出冷凝热Qk的过程, 机组制冷时Qk是需要释放的冷凝热, 而在机组供暖时冷凝热Qk为机组的供热量。

传统风冷热泵机组正常运行时, 由热力学第一定律公式Qk=Q0+Pin推导可得, 机组的冷凝热量Qk= (1+1/COP) Q0。其中Qk为制冷剂通过机组冷凝器时放出的热量;Q0为制冷剂在机组蒸发器中吸收的热量;Pin为压缩机吸收并压缩制冷剂的耗功。常见冷水机组的COP为4.5~6.0, 冷凝排热量为制冷量的116%~125%, 因此热回收技术在空调节能方面的效果是相当可观的, 而且机组夏季运行时产生的热水是完全免费的。在加入热回收装置后, 热力学第一定律公式转化为Qk'+QR=Q0'+Pin', 其中Qk'、Q0'、Pin'分别为机组增加热回收装置后主冷凝器释放的冷凝热量、蒸发器吸收的热量及压缩机耗功, QR为冷凝热回收量。如图1中所示, 传统模式中冷凝器的冷凝负荷为Qk=h2a-h4a, 增加热回收装置后热回收器承担的冷凝负荷为QR=h2a-hx, 主冷凝器承担的冷凝负荷为Qk'=hx-h4a, 可以说制冷剂的冷凝焓降得到了重新分配。

2 系统组成及实验方案

该基于回收冷凝热量来生产热水原理搭建的风冷热泵部分热回收样机由两个单独的循环系统组成, 每个循环系统均由风冷热泵部分与热回收部分组成。整套机组包括水侧壳管式换热器、压缩机、气液分离器、风冷翅片式换热器、壳管式热回收器、双向热力膨胀阀等。壳管式换热器及热回收换热器内均有两条单独的制冷剂回路, 分别与各自循环对应的压缩机、气液分离器等匹配运行。样机采用双冷凝器形式, 压缩机与冷凝器之间串联一个热回收器, 剩余冷凝热量通过其他冷凝换热设备吸收或释放, 以达到制冷剂完全冷凝的目的。单系统热回收风冷热泵样机工作流程详见图2。

1为水侧壳管式换热器;2为四通换向阀;3为气液分离器;4为低压开关;5为压缩机;6为高压开关;7为电磁阀2;8为电磁阀1;9为壳管式热回收器;10为风冷翅片式换热器;11为螺旋风扇;12为过滤器1;13为过滤器2;14为双向热力膨胀阀;15为空调水泵;16为热水泵;17为恒温水箱

样机同时具备制冷、制热、制冷兼制热水、制热兼制热水四种模式, 模式的切换由电磁阀和四通阀控制, 制冷剂流向如图2中箭头所示。当电磁阀1关闭, 电磁阀2开启时, 其中1-2-3-5-7-2-10-14-1流向表示样机在单制冷模式运行, 10-2-3-5-7-2-1-14-10流向表示样机转换为单制热模式;当电磁阀1开启, 电磁阀2关闭时, 1-2-3-5-8-9-2-10-14-1流向表示样机在串联制冷热回收模式运行, 10-2-3-5-8-9-2-1-14-10流向则表示样机处于串联制热热回收模式。样机在热回收模式运行时, 定量的水经水泵增压后送入热回收器, 并于热回收器内与高温制冷剂蒸汽换热, 利用压缩机高温排气得到初步加热;加热后的热水返回恒温水箱, 未达温度的水继续送入热回收器内循环加热, 最终达到所需的出水温度。

为确保系统安全可靠运行, 样机在压缩机前后安装有高低压保护开关和排气温度保护装置以及相应测控装置。热回收器采用逆流式, 增压后的水在热回收器内与制冷剂热交换后进入恒温水箱。样机主要配置见表1。整机实物图详见图3。

实验室参照国标GB/T 17758—1999规定建造的焓差法实验室, 空气侧采用焓差法, 水侧采用水量热计法测量。实验方案参考国标GB/T18430.1—2007蒸气压缩循环冷水 (热泵) 机组工商用和类似用途的冷水 (热泵) 机组, 样机具体实验工况列于表2、表3。

3 实验测试装置

实验装置主要由风冷热泵循环系统、水路循环系统、环境模拟室、数据采集系统四部分组成。样机在环境模拟实验室内实验, 其模拟环境温度范围为-10~55℃, 测试能力见表4。

根据实验测试需求, 管路中安置了相应的数据测点。铜-康铜热电偶用于测量制冷剂温度;铂电偶测量使用侧及回收侧的水流温度;热电偶温度数据及其他温度测量均可由多路温度记录仪自动采集。电磁流量计和温度测量取样器分别测量水流量和空气干湿球温度, 采用压力传感器测量管路测点压力, 并将压力信号转换成电流信号引入到数据采集系统, 实现计算机自动数据采集。系统主要测量数据包括:节流前后温度、吸排气压力温度、室外进出水温度、热回收进出水温度、室外进风干湿球温度、使用侧及热回收侧水流量等。

4 性能测试及结果分析

带部分热回收功能的热泵冷热水机组的功能与常规热泵系统有所不同, 常规衡量空调系统性能的参数为COP, 即制冷 (热) 量与压缩机功率的比值。

增加热回收装置之后, 机组能量利用增加了加热热水部分, 并增加了风机功率。因此本文对样机的性能系数做如下定义。

⑴样机性能系数COPA。

⑵热水性能系数COPR。

⑶综合性能系数COPW。

在无热回收功能时, COP和COPA相等, PO为风机运行功率。

4.1 名义制冷工况下样机性能分析

据实验方案所述, 样机在名义制冷工况实验, 使用侧流量为风冷热泵机组标准工况水流量, 即0.172 m3/ (k W·h) 。样机保证热回收侧水量不变, 开启单双风机冷凝使得热回收出水温度分别稳定在45℃、50℃要求范围内, 机组测得数据详见表5。

注:差异百分比= (开启热回收功能样机运行参数-关闭热回收功能样机运行参数) ÷关闭热回收功能样机运行参数×100%。

如图4所示, 在45℃和50℃出水时, 节流后温度稳定在6.8~6.9℃范围, 节流前温度分别上升2.80℃, 上升6.09%~6.47%, 平均值为6.28%。吸气温度和压力随冷凝风机的减少而增加, 在45℃出水时排气压力上升156.00 k Pa, 排气温度上升10.30℃, 50℃出水时排气压力上升159.00 k Pa, 排气温度上升8.4℃, 排气压力和温度分别上升8.70%~9.50%和10.36%~15.06%, 平均值分别为9.10%和12.71%;与45℃出水相比, 机组在50℃出水采用双风机冷凝时, 吸气温度由7.00℃上升到9.20℃, 而采用单风机冷凝时吸气温度则由11.00℃上升到14.50℃, 吸气温度变化较为明显, 上升31.43%~31.82%, 平均值为31.63%, 排气温度则有小幅的升高, 上升3.05%~5.85%, 平均值为4.45%。节流前后的温度基本无变化, 而吸排气压力则稍有升高。

如图5所示, 制冷量随冷凝风机台数的减少而下降, 在45℃出水时, 机组制冷量相应减少2.55k W, 降低了11.47%, B、C两种工况的制冷量比无热回收时减少了4.10%~15.09%, 平均值为9.60%。在50℃出水时, 机组制冷量减少2.27k W, 降低了10.51%, D、E工况比无热回收时减少了6.86%~16.65%, 平均值为11.76%, 机组制冷性能变化较为明显;制冷量随出口水温升高稍有降低, 当机组出水温度由45℃升高至50℃时, 采用单双风机冷凝时的制冷量分别降低0.30 k W和0.64k W, 下降约1.52%~2.88%, 平均值为2.20%, 这主要是当流经换热器的水流量一定时, 压缩机出口制冷剂温度有所提高, 同时压缩机排气压力升高导致排气量下降, 样机制冷量下降。

热回收量随冷凝风机台数的减少有明显增长, 如图5所示, 热回收量相应增加5.03 k W和3.34k W, 升高了51.17%~55.30%, 平均值为53.24%;机组总功率有小幅度降低, 基本稳定在8 k W左右, 这是由于机组通过减少冷凝风机台数来增加热回收量, 风机功耗有所减少。另一方面, 随着风机台数减少, 压缩机出口制冷剂温度和排气压力有所提高, 压缩机输入功率增加;随着出水温度的升高, 主冷凝器环境温度不变, 对数温差增大, 主冷凝器侧换热量增大, 系统冷凝排放热量有微弱的减少, 热回收侧回收热量减少, 当机组出水温度由45℃升高至50℃时, 热回收量分别降低3.79 k W和2.10 k W, 下降约38.56%~43.75%, 平均值为41.16%;冷凝温度随着出水温度的升高而升高, 压缩机排气温度升高, 系统压缩机功耗稍有增加。

如图6所示, 机组制冷COPA随冷凝风机台数的减少而大幅降低, 在45℃出水时, 机组COPA由2.78变化到2.46, 降低了11.51%, 与无热回收时COPA为2.75相比, 变化-10.55%~1.09%, 平均值为-4.73%。在50℃出水时, 机组的制冷COPA由2.65变化到2.40, 降低了9.43%, 比无热回收时COPA降低了3.64%~12.73%, 平均值为8.19%;当机组出水温度由45℃升高至50℃且分别采用单双风机冷凝时, COPA下降0.06和0.13, 降低了2.44%~4.68%, 平均值为3.56%。热回收出水温度越高, 排气饱和温度也越高, 导致制冷量大幅度降低, 机组制冷COPA也相应减少。

机组COPW随冷凝风机台数的减少而增加, 如图6所示, 在45℃出水时机组综合COPW由3.38变化到3.69, 升高约9.17%, 而在50℃出水时COPW由2.98变化到3.15, 升高约5.70%, 这是因为排气压力上升而增加的压缩机输入功率与冷凝风机运转减少的功率相抵消, 机组制冷量只稍有下降, 同时因回收冷凝热量的引入, 综合性能系数明显上升;机组综合COPW随出水温度的升高而显著降低, 当机组出水温度由45℃升高至50℃时, 采用单双风机冷凝时机组综合COPW分别下降0.54和0.40, 降低约11.83%~14.63%, 平均值为13.13%, 出水温度的变化对COPW的影响较为明显。

4.2 名义制热工况下样机性能分析

样机在出水温度分别稳定在45℃、50℃要求范围的名义制热工况实验, 机组测得数据详见表6。

如图7所示, 出水温度由45℃升高到50℃, 节流后温度稳定在8.6~8.7℃温度范围, 与无热回收时相比相应上升14.67%~16.00%, 平均值为15.33%;节流前温度有小幅度上升, 比无热回收时上升6.11%~6.85%, 平均值为6.48%;出水温度由45℃升高到50℃时, 吸排气压力和温度均有所升高, 吸气压力与无热回收时相比则降低了10.05%~11.08%, 而吸气温度相对升高57.14%~242.86%, 吸气温度变化十分明显。

注:差异百分比= (开启热回收功能样机运行参数-关闭热回收功能样机运行参数) ÷关闭热回收功能样机运行参数×100%。

由图8可知, 出水温度由45℃升高至50℃, 热回收器回收冷凝热量逐渐减少, 而壳管式换热器得热量逐渐增加, 因此机组的制热性能系数COPA随出水温度的升高而逐渐增大, 50℃出水与45℃出水时COPA提高4.42%, 但两者与无热回收时相比, COPA均有所下降;生活热水制热效率COPR在冬季比较低, 当热水出水温度为50℃时, 热水性能系数只有0.49, 比45℃时的0.79降低了0.3, 即下降10%~15%, 而且COPR会随着出水温度的升高继续降低, 出水温度的变化对机组COPR的影响较为明显, 制备热水的温度要超过55℃将有一定的困难;机组综合性能系数COPW随热水出水温度的增加而有所减少, 但由于回收热量的引入, 热回收综合COPW将远高于制热COPA。热回收综合COPW分别达到了3.28和3.09。

5 结论

通过对部分热回收风冷热泵机组进行的制冷/制热性能实验, 得出以下结论:

(1) 在名义制冷工况下, 随着冷凝风机台数的减少, 样机的吸排气温度和压力有所增加, 样机制冷量和能效比COPA有所下降, 但热回收量随冷凝风机台数的减少有明显增长, 综合能效比COPW大大提高随着热回收出水温度的升高, 节流前后的温度基本无变化, 吸气温度变化明显, 排气温度有小幅升高, 压缩机吸排气压力稍有升高, 制冷量稍有降低, 而回收侧回收热量明显减少, 样机综合COPW显著降低。

(2) 名义制冷工况45℃和50℃热水出水时, 样机制冷COPA比无热回收变化-10.55%~1.09%和3.64%~12.73%, 热回收综合COPW分别达到3.38~3.69和2.98~3.15;出水温度由45℃升高到50℃且分别采用单双风机冷凝时, 样机COPA下降2.44%~4.68%;样机在名义制冷工况的COPA均达到GB19577—2004《冷水机组能效限定值及能效等级》中当额定制冷量≤50 k W时, COP≥2.4的5级能效标准。

(3) 名义制热工况, 出水温度由45℃升高到50℃时, 节流后温度较为稳定, 节流前温度有小幅上升, 与无热回收时相比均有提升, 吸排气压力和温度有所升高, 吸气温度和压力变化较为显著;45℃和50℃出水时, 样机制热COPA比无热回收降10.96%~21.58%, 50℃出水时COPA比45℃时提升4.42%, 但制热水的效率COPR下降明显, 样机COPW有所下降, 热回收综合COPW分别达到3.28和3.09。但由于回收热量的引入, 热回收综合COPW远高于制热COPA。

参考文献

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冷热水机组篇2

人们所熟悉的“泵”是一种能提高位能的机械设备，比如水泵主要是提高水位或增加水压，而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热，经过电力做功，输出可被人们所用的高品位热的设备，是一种节能、环保、清洁的采暖和热水设备，热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。

一、如何理解“热泵”？

举个简单的例子，汽车耗几升汽油就可以把几吨货物从一个地方运到另一个地方，热泵机组可从自然界中吸收热量经过热泵的“搬运”（电力做功驱动热泵），获得可用于生产、生活的热能。

二、热泵有几种？

根据热源不同，热泵可分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵。

三、热泵热水器是太阳能产品吗？

从广义上讲是的，但热泵机组与常规太阳能产品却有着本质上的区别，主要体现在工作原理上的不同：常规太阳能产品必须依靠太阳光的直接照射或辐射才能达到制热效果，而热泵机组主要是以吸收环境中热能来达到制热效果。

四、热泵机组根据什么原理进行采热？

热泵机组设备内专置一种吸热介质——冷媒，它在液化的状态下低于零下20℃，与外界温度存在着温差，因此，冷媒可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化，通过热泵机组中压缩机的工作提高冷媒的温度，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备水，使水温升高，达到制热水的目的，这便是该产品的独特之处，也是市场潜力的理由所在。

五、热泵机组中有热交换器，那么在运行时是否一定要用电？

是要用电，但电只用在驱动热泵从外界环境中吸收热，并将热能释放出来加热水，而不象常规电热水器那样用电直接加热水，故用电量很少。

六、热泵机组与其它供热方式相比有什么优势？

热泵机组供热主要体现在：高效、节能、环保、安全。无可燃、可爆气体，无电器推动元件，绝对安全；无任何废气、废水、废渣排放，绝对环保，热泵机组全年平均运行成本只需电直接加热的1/4，燃油、燃气加热的1/3~1/2，常规太阳能的1/1.5。

七、首期投资和回收周期如何？

热泵机组的首期投资会比燃油、燃气锅炉略高，但由于它特殊的节能效果，一般会在一年半以内通过节能方式将成本收回，锅炉等其它供热方式一般使用寿命只有五年，而热泵机组的使用寿命可长达十五年。

八、空气能热泵机组的耗电量一般多少？

空气能热泵机组的热效率一般为300%-500%，以温升40℃计算，生产一吨热水约耗电9-15度。而普通电加热方式需要耗电52度。

九、空气能热泵热水机组的使用及操作简单吗？

使用非常简单，整个机组采用自动化智能控制系统，用户只需在初次使用时开一下电源，在以后的使用过程中完全实现自动化运行，到达用户指定水温时自动停机，低于用户指定水温时系统自行开机运行，完全实现一天24小时随时有热水而不用等候。

十、冬天低温时，热泵机组是否能正常运行？

当然能，空气能热泵热水机组具有智能化霜功能，确保机组在低气温环境下稳定运行，它可根据室外环境温度、蒸发器翅片温度和机组运行时间等多个参数综合、智能判断自动进入和退出化箱。

十一、与常规太阳能相比，空气能热泵机组有哪些优势？

优势非常明显，主要体现在四个方面：

1、从投资方面：如达到相同供水效果，资金投入热泵热水机组比常规太阳能产品少，并且可以使用经济电能，在用电低谷时制热水储备。

2、从使用方面：常规太阳能产品受天气影响明显，阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作，而热泵热水机组不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作，全天候提供热水。

3、从运行成本方面，常规太阳能在太阳直射下，几乎零成本运行，可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作，统计数据显示，正常使用时，常规太阳能辅助系统全年耗电能比热泵机组全年总耗电能要高。

4、其它功能方面：热泵机组使用不受地点限制，可以摆放在任何地方，而且占地空间很小，而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间，还必须露天摆放；热泵机组在制热水的同时可产生冷气，可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。

十二、是否需要经常充注制冷剂？

不需要。空气能热泵机组同冰箱一样是密封部件，在交付用户使用时已按定量充注好制冷剂，用户使用过程中无需自行充注。

十三、为什么热泵热水机组会比电热水器或天燃气热水器更加有效？

一般的加热方法都是直接用能源来加热水，电热水器能源使用效率约为95%，天燃气约为75%，而热泵机组是用电能来驱动压缩机，而不是直接用于加热水，热能实际来自环境。

十四、从环境吸收热能为什么会使热泵有更大的效率？

热泵机组用1份电能可以从环境中吸取2-3份免费热能，再用这些热能加热水，消耗的1份电能也用于加热水，所以最终可使热效率达到300%-500%。

十五、是否需要提供机房？

不需要，热泵机组可放在您指定的任何地方，不影响建筑物美观，只需很少空间，无需直接光照，安装非常容易，可露天摆放，也可放置在不显眼的角落或地库里，并可实现无人操作，全自动控制恒温供水。

十六、热泵机组可用于哪些场所？

热泵机组的适用范围非常广泛，有专为宾馆、酒店、学校、医院、桑拿浴室、美容院、游泳池、洗衣房、工矿等设计的各种型号的商用机，也有专为家庭设计的各种型号的家用机，同时还可以免费获取冷气，可实现全年供热。

十七、若使用多台热泵，其中一台出了问题是否影响整个系统？

不影响。空气能热泵机组具有模块化功能，采用并网运行，每台热泵机组均可分别单独控制，即使其中一台出了问题，在维修时并不影响其它机组的正常运行。

十八、热泵机组能利用低谷电价吗？

可以，而且是自动控制运行。空气能热泵机组在设计时根据用户的用热水量配置相应的保温水箱，保温水箱具有良好的保温效果，同时空气能热泵机组具有定时启停功能，这就可以在低谷电价时制取热水储存于保温水箱中。

十九、每种型号热泵的水箱如何配？

因热泵机组输出负荷相对较小，产热水速度较慢，热泵机组是先制热水备随时使用，而不是用水时才产热水，水箱是根据用户的日用水量设计，设计容量足够大，可实现24小时连续供水。

二十、热泵机组运行是否稳定？

运行非常稳定、可靠，空气能热泵专设有高低压保护、冬季防冻保护、排气温度过度保护、出水温度过高保护、水流不足温差保护、水流开关保护及压缩机运行和停机延时保护。二

十一、家用热泵热水器有哪些特点？

空气能热泵热水机组家用机有多种型号，它是一种专为中高收入家庭设计的新型高效、安全、环保，使用性能优越的家庭中央热水器，其主要特点为：

1、承压式水箱设计：水压足，冷热水压力自动平衡；

2、分体式设计：安装非常方便；

3、微电脑控制：全自动运行，4、水箱主机任意组合：满足个性化需求。二

十二、家用热泵热水器的水箱如何选？

热泵热水器的水箱根据用户一天的实际用水量确定，在用户可接受的条件下，建议用户选用大一型号的水箱，一般家庭：1-2人，配150或200L水箱（100L/人）；3-4人，配200或2×150L水箱（80L/人）；5-6人，配300或2×200L水箱（70L/人）。二

十三、热泵产品与锅炉相比的优点是什么?

1、热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效率不会超过100%。

2、运行费用低：与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源，加上电价的走低和燃料价格的上涨，运行费用低的优点日益突出。

3、环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂R417A，对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。

4、运行安全，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全，而且全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。

模块式安装，便于增添设备：产品采用多台机组并联的安装模式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。

24、广东气候是否适宜装太阳能热水器？广东省2002年的年雨日在94～187天之间，日照时数在1190.1～2433.3小时之间。（数据采自广东气象网站）

从上例数据可看出：

8—10月份：太阳日照很好，但由于广州地区的天气比较热，居民冲凉也多用温水或凉水，太阳能所生产热水往往有富余。3—5月份：多阴天多雨，太阳能热水系统需用电或柴油锅炉辅助加热。

1—2；11—12月份：4个月是居民真正需要大量热水的时间，由于气温比较低，太阳日照也不是很好，利用太阳能设备几乎得不到热水，需大量用电或柴油辅助加热。综合上述：对于广东地区来说，太阳能热水系统设备利用率不是很高。

冷热水机组篇3

1 直燃型溴化锂冷热水机的技术特点

1) 直燃机使用轻柴油, 城市煤气, 天然气, 液化石油气作为制冷能源, 相比电制冷水机组用电量少得多, 可节省出供配电设备费和配电室面积。

2) 直燃机工质为水即制冷剂为水, 对人体无毒无刺激, 不对臭氧层产生破坏作用。

3) 由于直燃机无压缩机因而无机械振动。

4) 直燃机根据不同情况可以一机多用, 可以一机两用即夏季作为冷源冬季作为热源, 可以一机三用即在供冷供热的同时可以提供卫生热水, 也可在过渡季单独提供热水。因而直燃机的设备利用率高, 相对其他机型占地面积小。

5) 直燃机相对于电制冷方式, 按消耗一次能源比较稍高, 因而制冷效率低于电制冷方式 (见表1) 。

6) 直燃机的冷却水量大。直燃机与电制冷机比较, 冷却水循环量最大, 其原因是它的排热量最大。因而直燃机相配套冷却水循环泵和冷却塔均比其他机型大 (见表2) 。

由表2可以看到直燃机排热量约为制冷量的2倍, 因此如何合理的选择冷却水的温差, 并根据当地具体气象参数选用冷却塔对节能非常重要。

7) 冷水出口温度变化对直燃机的影响:根据文献直燃机若冷水出口温度升高1℃, 机组的制冷量约提高3%~5%, 但消耗燃料不变。若冷水出口温度降低1℃, 机组的制冷量约降低7%~9%, 可见合理选择冷水温度对机组节能意义非常大。

8) 冷却水进口温度变化对直燃机的影响:根据文献直燃机若冷却水进口温度升高1℃, 机组的制冷量约降低5%~8%, 此时消耗燃料不变。若冷却水进口温度降低1℃, 机组的制冷量约提高3%~5%, 可见设法降低冷却水温度且不增加燃料消耗可加大制冷量。但冷却水温度不能过低, 会有污染冷剂水和溶液结晶的危险, 需采取防止冷却水温度过低的措施。

9) 冷却水量变化对直燃机的影响:根据文献直燃机冷却水量增加10%, 机组制冷量增加2%, 冷却水量减少10%, 机组制冷量减少3%。当冷却水量增加超过20%时, 机组制冷量增加不明显, 冷却水量减少超过20%时, 机组制冷量减少幅度大大增加, 因而我国标准规定冷却水量变化范围为80%~120%。

10) 冷却水侧污垢系数对直燃机的影响见表3。

由表3可看出冷却水的污垢系数对制冷量影响大, 可见直燃机对冷却水的水质要求高。

11) 直燃机的部分负荷特性:直燃机可以在25%~100%的范围内进行调节, 但其满负荷时热效率不是最高, 在部分负荷时更节省燃料。因而直燃机台数选择不宜过多。

2 经济分析

本文以某一酒店的改造工程为例对初投资和全年运行费用作经济分析, 包括制冷状态, 制热状态及卫生热水供应状态。

2.1 工程概况

某酒店进行全面改造工程, 空调建筑面积26 000 m2, 酒店内主要功能有客房、中西餐厅、会议、多功能厅、游泳馆等, 该工程为采用中央空调, 夏季需供冷冬季需供热, 全年需供卫生热水。

2.2 编制依据

1) 根据甲方要求及工程实际情况共列出三种冷热源设计方案供甲方选择比较。

冷热源方案一:由直燃机夏季供冷, 冬季供热, 并全年提供卫生热水。冷热源方案二:夏季由螺杆式冷水机组供冷, 由燃气热水锅炉冬季供热, 并全年提供卫生热水。冷热源方案三:夏季由螺杆式冷水机组供冷, 冬季由集中供热提供热源, 全年卫生热水由燃气热水锅炉提供。

2) 由煤气公司、热力公司、供电部门提供的有关基本价格参数。

3) 空调设备价格依据各生产厂家提供的价格参考计算。

2.3 基本参数

1) 采暖期天数:150 d;

2) 制冷期天数:120 d;

3) 直燃机冬季计算煤气价:0.8元/m3;

4) 直燃机夏季计算煤气价:0.7元/m3;

5) 锅炉计算煤气价:0.9元/m3;

6) 计算电价:0.6元/ (k W·h) ;

7) 计算变配电设备费:520元/k W;

8) 计算电力增容费:300元/k W;

9) 计算供热入网费:57元/m;

10) 计算热网使用费:4.5元/m2;

11) 计算耗气量折合民用户:根据太原市煤气公司规定, 直燃机的气源增容费按15 m3/h折合为一户民用户, 管网集资费按3 m3/h折合为一户民用户, 锅炉气源增容费按5 m3/h折合一户民用户;

12) 太原地区煤气热值:4 000 kcal/m3。

2.4 冷热源方案一造价估算

1) 机房设备费见表4。

2) 能耗统计。a.直燃机房夏季煤气耗量计算为:73 m3/h;b.直燃机房冬季煤气耗量计算为:520 m3/h;c.直燃机房夏季总耗电量计算为:298 k W;d.直燃机房冬季总耗电量计算为:148 k W。

3) 直燃机房电力工程总费用计算:a.直燃机房电力设备费计算为:15.5万元;b.电直燃机房电力增容费计算为:8.9万元;合计总电力工程费用为:24.4万元。

4) 直燃机房煤气工程总费用计算:a.直燃机房气源增容费计算为:8.7万元;b.直燃机房管网集资费计算为:8.7万元;合计总煤气工程费用为:17.4万元;c.中压管线、调压站、表房等煤气工程费用约为70万元;总计煤气工程费用为:87.4万元。

5) 方案一直燃机房总初投资:625.7万元。

6) 运行费计算:a.直燃机房夏季制冷耗电费计算为:10.7万元;b.直燃机房冬季采暖耗电费计算为:8.0万元;c.直燃机房夏季制冷耗煤气费计算为14.3万元;d.直燃机房冬季采暖耗煤气费:14.3万元;e.人工费计算为:3.2万元;f.维修费计算为:4万元;总的年运行费:59.6万元。

2.5 各方案造价汇总

各方案造价汇总表见表5。

万元

3 结论和建议

1) 方案一与方案二初投资和年运行费接近, 方案三费用最高, 若能按实际计量收费, 而非面积收费, 则运行费可大大降低。

2) 在电力紧张地区使用直燃机, 可以缓解电力不足, 但直燃机能源利用率低, 应根据工程实际情况决定冷水机组选型。

3) 应根据建筑物冷热负荷情况确定机组配置。应判断根据冷负荷选取的直燃机组, 能否满足热负荷要求。对于酒店热负荷大、生活热水用量大的建筑, 使用直燃机供热不经济。

4) 冷却水水质对直燃机性能影响大, 需做好冷却水的水质处理, 降低污垢系数。

5) 为了节能直燃机冷冻水和热水可作变流量设计, 冷却水不宜作变流量设计。

冷热装工艺在机组检修中的应用篇4

随着机组制造工艺的发展, 设备日趋大型化、复杂化, 对检修工艺也提出了新的要求。在机组检修过程中, 经常会遇到某些设备的部件间采用过渡配合和过盈配合进行装配。对于过渡配合 (如泵轴和联轴器) 和小部件小过盈量 (如轴承与轴套、轴承与压盖) 的配合, 我们通常采用氧炔焰加热法和外部加压法这两种方法进行装配;但是对于大尺寸、异性、大过盈量的配合 (如汽门阀座的安装等) , 简单的采用氧炔焰加热和外部加压的方法, 很难保证装配的可靠性和装配质量, 而一旦不能一次装配到位, 就会造成设备报废的后果。过去对于此类设备我们都会返回厂家检修, 但现在考虑工期、成本等因素, 要求检修人员承担起这份重任。在此, 我们还是依据热胀冷缩原理, 结合以往检修经验, 提出盘管燃烧器加热包容件和低温冷却被包容件两种方法, 详细介绍其操作方法和各自的优缺点, 根据现场实际情况, 合理选择, 确保安全、可靠地完成设备装配。

2 热胀冷缩原理

热胀冷缩原理是指材料在温度的变化下体积会呈现线性的变化趋势。利用这种趋势我们可以通过加热包容件或冷却被包容件的方法, 将设备部件间的过盈配合转变为间隙配合, 从而满足装配的需求。

设备装配时配合部件过盈量与温度变化的经验公式:△T=2δ/εd, 其中△T:温差变化, ℃;δ:最大过盈量, mm;ε:材料的线膨胀系数, m/℃;d:配合直径, mm。

3 传统的装配方法

3.1 氧炔焰加热

采用两把或多把割炬对包容件进行加热, 容易造成加热不均, 包容件各部分膨胀不均;当包容件较大, 温度升高后, 强烈的热辐射恶化人员工作环境, 难以持续加热, 容易造成膨胀不足, 人员也无法对内部温度进行测量, 尤其是厚壁件难以掌握内部配合情况的变化;这样就无法保证被包容件一次就位。

3.2 加压法

采用大锤敲击或千斤顶压装的方法, 劳动强度大, 装配导向性不好控制, 容易发生歪斜;配合紧力过大时, 被包容件容易在包容件中发生卡涩, 将配合面拉出毛刺甚至切削掉配合面。这些情况都会造成被包容件卡死在包容件中进退两难, 最后只能割除一件设备, 同时也会损伤另一件, 严重时整体报废。

4 盘管加热法热装

采从自制盘管燃烧器接通液化气从包容件内部加热, 使包容件均匀受热膨胀尺寸增大, 在装配面之间产生间隙, 达到顺利可靠装配的目的。盘管加热法的具体操作方法如下:

(1) 盘管燃烧器的制作。简易的盘管燃烧器可以采用铜管或不锈钢管等材料制作, 首先根据包容件内径尺寸r计算盘管的长度D=2∏r, 然后在将直径16mm的不锈钢管在一端总长为D的管段上每隔10-15mm钻直径3mm的小孔, 然后将管头堵住 (焊接或压扁) 并将管子盘成一圈, 另一端通过乙炔带接到液化气瓶的减压阀上; (2) 将盘管燃烧器固定在包容件内, 开启减压阀并引燃燃烧器, 工作人员在包容件上方平台监视火情并随时用红外线测温仪测量包容件外壁的温度; (3) 加热充分时间后, 当测得包容件壁温符合要求, 关闭减压阀, 取出盘管燃烧器, 可以顺利的将被包容件吊装至包容件内, 待包容件恢复正常我的时即可抱紧被包容件并获得可靠定位。 (4) 案例说明:某厂1000MW机组高调门在小修中发现阀座脱落。在对阀体装配面进行车削研磨处理后, 根据阀体尺寸加工阀座的尺寸满足 (0.09-0.14) mm的过盈配合的要求, 然后采用自制盘管对阀体加热进行热装。在环境温度为18℃情况下, 加热4小时后, 测得阀体外壁温度126℃。根据配合部件过盈量与温度变化的经验公式得出△T=105℃, 判断膨胀后阀体与阀座间的间隙已满足装配要求。立即吊起阀座试装, 顺利安装到位。

5 液氮冷却法冷装

采用液氮做冷却剂, 对被包容件进行冷却, 使其外形尺寸收缩, 在装配面之间产生间隙, 达到顺利可靠装配的目的。液氮冷却法的具体操作方法如下: (1) 根据被包容件的尺寸, 准备好容器和棉被、石棉布、垫铁等保温材料。用棉被和石棉布将容器包裹起来, 在容器内放入垫铁, 将被包容件稳固的落到垫铁上。注意:不要取下被包容件的吊耳, 否则冷却后吊耳就不能顺利上到被包容件上。 (2) 操作人员穿好工作服和隔热手套, 沿容器边缘缓慢倒入液氮, 当液氮沸腾的液面快要浸没垫铁接近被包容件时, 停止倾倒, 用棉被和石棉布盖住容器口进行保温。不直接浸没被包容件是为了防止被包容件骤冷至脆性转化温度以下而发生冷脆开裂, 尤其是表面堆焊有合金层的部件骤冷后合金层易从母材上开裂甚至是剥落。 (3) 观察容器中冷却情况, 当液氮挥发的剧烈程度减弱后, 沿容器壁注入液氮直到完全浸没被包容件, 盖住容器口进行保温。根据工件大小和经验公式确认冷却时间, 并根据液氮挥发情况及时对容器内补充液氮。 (4) 观察容器内被包容件的冷却情况, 当被包容件表面无气泡产生时, 说明被包容件和液氮间已经达到了热平衡, 此时便可吊出被包容件进行组装。注意:若储存液氮的保温桶密封不严, 液氮会缓慢挥发, 所以要注意检查液氮的储存情况;若出现液氮不足的情况, 一定要放弃试装, 待液氮备足后重新进行冷却, 以免出现因冷却不充分造成安装不到位从而导致设备报废的情况发生。 (5) 案例说明:某厂335MW机组在大修中发现中压主汽门阀座有大面积龟裂, 影响密封效果。为保证汽门修后的严密性, 决定割除旧阀座, 重新更换新阀座。由于阀座与阀体件存在 (0.12-0.17) mm的配合紧力, 考虑到阀体尺寸较大 (名义尺寸为500mm) , 决定采用冷冻阀座的方法进行安装。阀座按照上述方法冷却1小时后, 与液氮达到热平衡。迅速起吊试装, 顺利安装到位。

6 两种方法的优劣比较

6.1 盘管加热法

相对于传统的氧炔焰加热法, 有效规避了因包容件不规则外形带来的加热困难, 可以在包容件内部规则的配合面处进行由内而外的均匀加热;且无需人员手持, 可以实现长时间的加热;人员可以从外侧通过红外线测温仪测量包容件外壁的温度, 掌握包容件升温情况。缺点是加热时间长。

6.2 液氮冷却法

其优点是快速、安全、可靠、经济、适应性强。工作过程中不需要动火, 且氮气挥发后无毒、不支持燃烧, 可有效保障在大型氢冷机组现场工作的安全性;液氮是制备氧气的副产品, 价格低廉;该方法冷却的是被包容件, 对包容件的外形尺寸没有要求, 尤其适合于大型、异形工件的装配;低温处理可以改善金属的金相组织, 提高硬度和耐磨性。缺点是对结构上存在应力集中的部件存在冻裂的风险。

7 选择依据

对于大尺寸、厚壁、异形的包容件的装配, 或者是小尺寸、薄壁的被包容件的装配, 以及在氢冷机组生产现场的装配, 我们选择液氮冷装法;对于结构上存在应力集中的被包容件, 我们选择盘管加热法进行安装。另外当被包容件重量过大, 需要吊起安装时, 考虑到冷冻后的吊鼻在行车启动时受牵拉力较大, 存在发生断裂的可能, 建议采用盘管加热法。

8 结束语

文章在热胀冷缩原理基础上, 结合检修经验提出了采用盘管加热法热装和液氮冷却法冷装两种方法, 用以解决在大型电力设备检修过程中遇到的采用过盈配合的设备的装配问题。通过分析这两种方法的优缺点, 提出了一些选择依据, 希望能给检修同行带来一些参考和帮助, 提高设备装配的安全性、可靠性, 延长修后设备的使用寿命。

参考文献

冷热水机组篇5

关键词：空气源,热泵,节能环保

空气源热泵热水机组自20世纪40年代发明至今, 其技术已日趋完善, 空气源热泵热水机组是当今世界上最节能的供热水设备之一, 它是利用吸取空气中的热量, 制取55℃~60℃ (最高可达65℃) 的高品质生活热水。

1 工作原理

空气源热泵热水器 (机组) 是运用逆卡诺循环原理, 通过热泵做功使热媒 (冷媒) 产生物理相变 (液态-气态-液态) 利用往复循环相变过程中不间断吸热与放热的特性, 由吸热装置 (蒸发器) 吸取低温热源空气中的热量, 通过专用热水交换器 (冷凝器) 向冷水中不断放热, 使水逐渐升温, 达到制热水的目的。制热过程中的电热能量转换效率最高可达450%以上。热泵只需要消耗一小部分的电能满足空气压缩机和风机等设备做功, 就可将处于低温环境空气中的热量转移到高温环境下的热水。空气源热泵热水器一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成。

2 高效节能

空气源热泵热水机组能把空气中的低温热能吸收进来, 经过压缩机压缩后转化为高温热能, 加热水温。这种热水器具有高效节能的特点, 其耗电量是同等容量电热水器的1/4, 是燃气热水器的1/3, 常规太阳能的1/1.5。空气能是一种广泛存在, 可自由利用的低价位能源, 利用热泵循环提高其能源品质, 因此是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术, 具有很高的实用价值。其高效节能由工作原理可知, 热泵机组能从周围空气获取大量的免费热量, 一般情况下, 每消耗1度电大约能产生3度~4度电以上的热量。机组的能效比 (COP) 平均可达3~4以上, 相当于热效率超过300%~400%。

3 经济耐用

由于效率高运行费用低, 是电锅炉的1/3~1/4还少, 而且可以大大降低供电负荷, 节约电力增容费。跟燃气燃油锅炉比较, 无需相应的燃料供应系统, 因此无需燃料输送费用和管理费用。设备紧凑, 操作、维护简单, 无需人工管理费用。机组安装在室外, 比如裙楼或顶层屋面、敞开的阳台等处, 无需设立专门的设备房, 不占用有效的建筑面积, 节省土建投资。运行可靠, 使用寿命长。外壳采用镜面不锈钢, 高雅美观, 经久耐用, 不易生锈。空气源热泵热水机组加热时间短, 水电完全分离, 无触电危险;无废烟、废气排出, 因而无中毒危险;同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工作的缺点。空气源热泵热水机组的初期投资是煤气、天然气、电热水器的3倍~5倍, 但由于它特殊的节能效果, 一般会在一年半以内通过节能方式将成本收回, 锅炉等其它供热方式一般使用寿命只有五年, 而热泵机组的使用寿命可长达15年。

4 特点

1) 设计先进

通过计算机仿真测试实验室, 模拟各种恶劣环境的运行, 调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理的COP值。运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统, 有效减少高频噪音。

2) 智能控制

强大的微电脑控制功能, 彻底解决系统运行的安全问题, 能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。

3) 高效节能的制热系统

空气能热泵是以空气作为能源来源的, 受环境影响很小。采用全新高效制热系统, 优化的系统设计, 运行平稳, 系统稳定, 综合效能比达到3.6-6。

4) 高端配置

电子膨胀阀本身具有很大的调节能力, 从而更保证了更强的节流能力;管翅片热交换器采用内螺纹铜管, 翅片采用亲水铝箔, 具有高效的热交换性能, 从而增大其换热量;机组冷凝器采用进口高效优质的螺旋铜管制作, 换热能力充足, 能效比更高;拥有专利的融霜控制技术, 保证机组具有良好的制热性能, 除霜更快更彻底;确保机组能够稳定运行。

5) 低温运行

能在恶劣天气下使用, 机组具有智能化霜功能, 但是一般适用于最低温度在-20℃以上的地区

6) 全方位保护

机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能, 动行安全可靠、方便, 真正做到无需人员值守, 节省开支。

7) 绿色环保

因不使用燃气所以不会产生废气, 不会破坏臭氧层。同时COP至少为3以上, 比电热水器节省2/3甚至3/4电费, 比燃气热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚至2/3费用。而每减少消耗一度电量, 可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生, 也就可以减少对大气层破坏。同时空气源热泵抽取空气中的热量制热后, 排出的是冷风, 有利于改善环境温度, 降低温室效应。属于高效节能产品, 符合我国能源产业和环境保护政策。

5 优势

1) 从投资方面:如达到相同供水效果, 资金投入热泵热水机组比常规太阳能产品少, 并且可以使用经济电能, 在用电低谷时制热水储备;

2) 从使用方面:常规太阳能产品受天气影响明显, 阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作, 而热泵热水机组不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作, 全天候提供热水;

3) 从运行成本方面, 常规太阳能在太阳直射下, 几乎零成本运行, 可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作, 统计数据显示, 正常使用时, 常规太阳能辅助系统全年耗电能比热泵机组全年总耗电能要高;

4) 其它功能方面:热泵机组使用不受地点限制, 可以摆放在任何地方, 而且占地空间很小, 而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间, 还必须露天摆放;热泵机组在制热水的同时可产生冷气, 可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。

6 结论

随着能源需求日益紧张, 节能减排、低碳环保显得尤为重要。空气源热泵热水器作为新型的节能设备, 不仅能改善国家电网的供电压力, 也能为用户节省大量的运行管理费用, 所以该系统值得我们不断地深入研究、完善和推广, 为国家的节能减排做出贡献。

参考文献

[1]陈耀庆.实用供热空调手册.

[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 (GB50243-2002) .

冷热水机组篇6

企业生活的热水供应大部分都是由自燃油、燃气、电热或者太阳能完成的。如果按照燃油来计算的话, 就目前的平均发展状况来看, 每人每天的热水成本费用为:冬季0.9元/人、夏天0.6元/人, 平均每天为0.75元/人, 平均每月为22.5元/人。粗略计算每人每年的热水费用为270.00元。如果以每个企业1000人来计算, 企业每年光生活热水供应这一项, 经济支出就达270 000元, 这还不包含热能消耗、人工和锅炉维护保养等费用。尽管由于各个企业的管理模式、产热方式和成本控制情况有所差异, 但是以上总结数据足以表明热水供应的经济支出是当下企业成本支出的重要组成部分这一点。

2 热能利用的效益和效果

如果在现有空压机基础之上加装热能热水机, 可以产生以下效益和效果:

1) 产生零运行费用

空压机热能热水机组不需要烧油, 其产生的热源完全来自空压机, 并且能够有效减少散热风机的运行时间, 同时也减少空压机本身的耗电量。总体比较, 比其它热能制造机更为省电。

2) 不会受天气影响

只要空压机处在运行状态就可以零成本供应热水, 其产热量不会受到天气的影响。

3) 可以改善空压机的工况

由于排气温度的降低可以提高空压机工作效率, 所以空压机在安装热水机组之后, 可以通过油温的大大降低来提高产气率, 这样既减少了空压机的运行费用又延长空压机的使用寿命。

4) 符合环保要求

废热零排放, 设备稳定, 全自动运行, 节能、环保、安全。

3 热能热水机组生产热水的其它优点

3.1 安全、方便、环保、实用

由于在工作过程中热水机组不会产生诸如一氧化碳、二氧化硫、油污、黑烟等能够污染大气环境的有毒物质, 所以与传统的燃油锅炉相比较热水机组具有无污染的特点。并且只要安装开始使用之后, 持续运行的空压机就能源源不断地产生足够使用的热水, 而不会出现传统方式下的定量限制的情况。一些有条件的企业, 在冬天的时候甚至可以利用空压机热能热水机组供应的热水来洗衣服和被褥等生活用品。

3.2 热能热水机组能够提高空压机的运行效率, 实现其经济运行

理论上来说, 传统的喷油螺杆空气压缩机供油温度都在65℃~85℃之间, 如果它的供油温度提升10℃, 容积效率就会相应下降2%以上, 而绝热效率也会同时下降[1]。设备陈旧老化或者在高负荷运行的状态下容积效率和绝热效率下降的幅度将更大。但是根据近期的统计资料表明, 喷油螺杆空气压缩机的供油温度要远远大出这个范围, 一般在65℃~95℃之间, 而冷却散热风机也会在85℃左右运行, 两者的下降幅度都在4%~8%之间, 夏天的时候情况更为严重。空压机安装热水机组, 可使供油温度降低8℃~12℃, 由此可以看出其显著的节能效益了。通常情况下, 空压机的制造厂家都会将机组散热启动的温度设置定为85℃, 但是由于热水机组运行温度比一般空压机的运行温度低8℃~12℃, 所以很少会启动散热装置, 这样就减少了散热机的运行, 甚至几乎可以不用运行。机组的运行温度降低, 一方面可以减少机组运行, 另一方面还可以提高运行效率, 提高气产量和供气系统的气压。

3.3 故障率低、减少维修成本、寿命延长

在空压机的运行中, 一旦产生乳化, 就会使碳化颗粒堵塞机油隔和油气分离器, 机器的运行受到严重影响, 导致内压剧增。内压剧增的后果是使电机超负荷运行, 机体温度急剧超高, 能源消耗不说, 还大大减少了空压机的使用寿命。所以说积碳和乳化是影响油隔、油气分离器性能和寿命的致命因素。而空压机热能热水机组在85℃内运行, 就能够有效控制这一点, 运行温度降低, 设备的故障率自然就有所减少, 使用寿命也随之增长。

3.4 提高热水产量

根据统计调查显示, 空压机热能热水机组所产生的热水量要远远大于一般的喷油螺杆压缩机。

3.5 节约电力能耗

根据统计调查分析得出, 在同等用气条件下, 一台100HP的空气压缩机, 如果使用热能热水机组, 会因为循环油气的温度的降低而使产气量有效提升5%以上, 而每一天因此而产生的耗电量也会随之下降, 节省55元电费, 按照一年365天来计算, 一年的电费节约约在2万元以上。

4 综合节能分析与总结

根据一般的认知, 水的比热容为4 200J/kg·℃, 参照计算公式Q=C*M*dT, 可以得出1 000kg水在绝热的状态下从20℃开始加热, 加热到55℃需要35117千卡热量[2], 而在实际的非绝热状态下会因为有一些热能损失, 而大概需要40 000千卡热能。在同等条件按下, 使用电力加热需要54kW·h, 使用柴油加热则需要6L。除此之外还有其他产品类型的加热方式, 如太阳能和空气源等。根据相关统计研究结果表明, 运行费用最高的前三位排名分别是电热水器、液化气和柴油锅炉。虽然太阳能和空气源的日常运行费用也相对较低, 但是这两种方式受季节性的影响比较大, 处在冬季的严寒状态下根本就没有办法独立进行工作, 而需要用其他的加热方式来弥补这一不足存, 两者一综合还是相当于没有节能功效。

根据以上分析可以得出一个结论, 就是空压机热能热水机组具有生产热水不产生任何费用, 并且在产热水的同时降低空压机能耗的特点, 既提高了产气率又降低了运行温度, 使空压机的使用寿命得到有效延长, 是企业生产和生活热水供应的最佳选择。

摘要：我们通常意义上所说的空压机指的就是螺杆压缩机, 由它自身的设计结构和工作原理所决定, 它的绝热效率在0.65～0.85之间。也就是说在一般的运行状态下, 螺杆空气压缩机的供油温度会在65℃～85℃之间。根据空压机的工作原理, 它在工作中形成的很大一部分能量会通过各种其他的方式变成了空气中的热能。空压机热能热水机组就是通过的压缩运行过程将高温油气的热能, 通过高效热交换技术传递给常温水的。企业可以利用这种热能转换的方式, 来提供生产和生活热水的。由此可见空压机热能热水机组的节能效益对我们的日常生产和生活都带来了巨大的益处, 对其进行科学的探讨和研究将有利于实现资源循环利用的可持续发展经济。本文通过对空压机热能热水机组的研究, 为日常生产和生活提供参考依据。

关键词：空压机,热能热水机组,节能,可持续发展

参考文献

[1]邢子文.螺杆压缩机理论、设计及应用[J].北京机械工业, 2003 (8) .

冷热水机组篇7

港区供热主要包括采暖、生活热水两大部分。长江以北广大的寒冷地区, 基本上是以设置区域锅炉房为主, 以燃煤锅炉居多。长江流域附近, 条件好的港区集中供暖, 采用区域锅炉, 燃煤锅炉居多。因为全年供暖时间不长, 也有采用电锅炉、燃气、燃油锅炉的;条件稍差的, 不考虑集中供暖, 以辅助电加热热泵空调提供冬季取暖, 生活热水则由电加热器、太阳能热水器、锅炉等来提供。长江以南广大地区, 港区不需要采暖, 以浴室用热水为主, 港区大多采用电热水器或太阳能热水器。冬季极端低温条件时采用辅助电加热热泵空调取暖。

虽然上述供热方式可基本解决供热问题, 但也存在着不足。燃煤锅炉使用成本低, 港区供热采用燃煤锅炉较多, 但由于燃煤锅炉污染较大, 热效率低, 能源浪费现象严重, 故越来越多的地区已禁止使用燃煤锅炉, 要求使用轻质燃料锅炉。但轻质燃料的价格不断高涨, 运行费用难以承受, 且偏远地区港区没有管道输送的轻质燃料。电热水器没有污染, 但供热速度慢, 热效率低, 经济性欠佳。太阳能作为一种新兴节能产品, 值得推广, 但受气候条件影响大、供热速度慢, 难以满足人数较多、供热集中度较高的需要。

因此, 本文着重探讨一种新兴的、节能环保安全的港区供热方式——空气源热泵热水机组供热系统。

2 空气源热泵热水机组在港区的应用

空气源热泵热水机组的产品类型大体上分为两类:第一种是小型, 一般为家用, 提供热水量较少, 水箱有效容积大致为几百升。这种型式是把热泵的蒸发器和冷凝器分开设计, 冷凝器和热水储水箱置于室内, 蒸发器置于室外。第二种是大型, 一般为商用, 使用人数多, 提供热水量较大, 可从几百升每小时到几吨每小时。这种大型机组是把蒸发器和冷凝器整体设计在一个机体内, 再配备一个专用保温热水储水箱, 可置于室外或室内, 置于室外的较多见。

港区生活辅助建筑的特点是体量小、分散。港区供热, 特别是散货港区, 主要是为生产作业人员提供浴室热水, 为方便工人冲洗, 浴室一般分三班开放。它的供热特点是一次供热量较大, 一次供热时间较短。

例如, 一个定员200人、最大班100人的散货港区, 一次淋浴最大热水量 (40℃) 为:100×80%×60=4.8m3, 日最大用水量 (40℃) 为:200×80%×60=9.6m3。如设置太阳能热水器和10m3的热水箱, 根据实际经验和估算, 太阳能热水器最小占地约650m2, 把10 m3的水从10℃加热至55℃, 在有阳光的一般气候条件下, 大约需要5h。如设置25HP空气源热泵热水机组, 空气源热泵供热系统占地约70m2, 加热时间大约为3h。

因此, 对于北方寒冷地区的供暖, 冬季采用区域燃煤、燃气或电锅炉提供采暖热水和浴室热水;夏季采用空气源热泵热水机组提供浴室热水。尽可能不使用效率低的锅炉, 尽可能多使用效率高的热泵产品, 更有利于节能减排。

对于长江沿线和以南的广大地区, 全年室外温度范围在-10～40℃, 完全可以一年四季全天候使用热泵, 不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响。空气源热泵热水机组比地源热泵、水源热泵一次投资小, 安装更便捷, 使用更经济, 管理更方便。

3 工程实例

以下介绍南京某港散货作业区职工浴室的供热设计方案。

南京地区冬季极端最低温度平均值为-8.6℃, 日平均温度≤5℃期间内的平均温度为3.2℃, 天数为83d。热泵运行的最低温度可以达到-10℃。因此, 在南京冬季使用空气源热泵提供热水是可行的。为保证气温下降产热量衰减或极端低温时的热水供应, 考虑辅助电加热。

3.1 水量计算

港区总定员244人, 生产作业人员200人, 最大班110人, 3班作业。为便于工人下班淋浴, 浴室开放与3班作业同步, 一天开放3次, 每次开放约1h。水量的计算可以按定员计算和按卫生器具计算, 取其大者。根据《建筑给水排水设计规范》表5.1.1-1热水用水定额和表5.1.1-2卫生器具的热水用水定额, 分别计算浴室用水量, 取其大者为60℃的热水需要6.6m3/次。

空气源热泵的出水温度为55℃, 将60℃的水量换算成55℃的水量, 假设进水温度为10℃, 根据传热学基本定理计算, 则55℃的水量为:7.3m3/次, 22m3/d。

3.2 系统设计

浴室位于4层宿舍楼的一层, 考虑供热距离短、热损失少、占地少等因素, 决定将空气源热泵热水系统布置于宿舍的屋面。屋面面积为46×13=598m2, 除去楼梯占用面积, 可以满足空气源热泵热水系统的布置要求。

根据用水量, 使用时间间隔等因素, 采用20HP的空气源热泵热水机组2台和10m3热水箱1个。单台热泵机组的额定制热量71.6kW, 额定产水量1700L/h, 额定功率18.8kW, 最大功率25kW, 辅助电加热最大功率为75kW。浴室开放前提前1～2h运行热泵, 使水预热, 保证浴室用水。2台机组运行具有以下优点:

(1) 从一次投资上讲, 降低了初投入;

(2) 有利于降低单台机组的启动电流和功率;

(3) 如果1台机组出现问题, 另一台机组可继续运行, 不至于完全瘫痪。

热水箱选用内胆材料304钢, 外胆材料202钢, 中间50mm厚保温材料的不锈钢立式水箱, 美观大方, 占地少, 且一天降温只有5℃。为使热水箱中的水循环加热, 设置循环水泵3台, 2用1备。考虑热水结垢影响热交换效果, 设置反冲排污电子水处理仪, 既可方便地反向冲洗水过滤器, 又可有效地除垢防垢、杀菌灭藻, 提供合格的生活用热水。供热系统如图1所示。

3.3 控制方式

开机:2台热泵机组同时运行, 不考虑备用。如1台机组出现问题时, 另一台可单独运行。3台循环水泵2用1备, 任意1台水泵出现问题, 备用水泵投入运行。

开机顺序:循环水泵运行→热泵机组运行。停机相反。

开机运行可设置远距离人工手动按扭开机运行方式和温度或时间控制自动运行两种运行方式, 并且两种方式可随意选择, 方便使用和管理。

水温:水箱设置温度传感器, 水温低于50℃ (可调) 时, 循环水泵运行, 热泵机组运行;水温达到55℃ (可调) 时, 热泵机组停止, 循环水泵停止。

水位:水箱设置水位传感器, 低水位时, 电磁阀自动打开补水;高水位时, 电磁阀自动关闭停止进水。

4 结语

港区有着离水源近的特点, 随着热泵产品的不断推广, 相信港区供热不仅会越来越多地使用空气源热泵热水供热系统, 水源热泵热水系统也会越来越多地被广泛应用。

摘要：为了实现我国港区供热方式的优化, 提出使用空气源热泵热水机组提供洗浴用热水的设想。鉴于我国长江以北与以南地区的现有供热方式存在热效率低、能源浪费严重、运行费用高的问题, 指出该热泵系统投资小, 安装便捷, 使用经济, 管理方便。结合南京工程实例, 说明该热泵系统的热效率较高, 具有广泛使用的发展前景。

冷热水机组篇8

关键词：辅助车间,控制方案

当今大型火电机组炉、机、电的运行管理水平已经日趋成熟, 可以做到炉、机、电集中监控, 但是辅助车间仍有许多的电厂还在沿用水、煤、灰三个监控点。这就与提高全厂运行、管理水平、减员增效的理念相违背。所以各投资方越来越重视辅助车间控制系统的规划。所以设立辅助车间集中监控系统已经成为一种趋势。

1辅助车间的监控范围

(1) 水系统:包括锅炉补给水、凝结水精处理、化学加药和汽水取样、工业废水处理、煤水处理室、雨水泵房及生活污水处理站、综合水泵房、工业回收水泵房、含油废水处理室、复用水泵房。

(2) 输煤系统:包括卸煤、储煤场、碎煤机、煤仓间、皮带运转层设备等和燃油泵房。

(3) 灰渣系统:包括除灰渣、电袋除尘、烟气脱硫、全厂配气中心系统。

2辅助车间集中监控系统的规划

京能盛乐是新建电厂, 新建2台350MW机组。考虑到一台机组投产以后的经济效益, 所以设置辅助车间集中监控系统, 以达到减员增效的目的。

2.1辅控网上层系统配置

(1) 3台操作员站;

(2) 1台工程师站;

(3) 1台历史数据站;

(4) 1台SIS接口工作站;

(5) 2台互为热备的冗余服务器;

2.2辅助车间监控点的设置

辅助车间控制系统主要分水系统、输煤、除灰渣 (包含脱硫) 三个子系统, 整个系统设一个集中操作点, 三个后备操作点。集中操作点、网络及操作设备设在主厂房集控室, 辅网工程师站布置在主厂房工程师室。三个后备操作点设在三个子系统主设备附近, 分别为水系统后备操作点、输煤后备操作点、除灰渣及脱硫后备操作点, 作为前期系统调试、检修和事故处理用。在辅助车间运行成熟后取消水、煤、灰的临时监控点。达到全厂辅助车间集中监控。

2.2.1辅助车间控制系统方案

所有辅助车间设置1套独立的冗余控制网络, 考虑辅助车间布置的分散性, 辅助车间采用星形网络。预留与SIS系统通讯接口, 控制系统采用杭州和利时的DCS控制系统。整个辅网BOP-DCS的可利用率至少为99.9%。全厂辅助车间控制系统网络配置详见附图。

2.2.2水、煤、灰临时监控点系统配置

(1) 水系统。

a.2台操作员站。

b.2台互为热备的冗余服务器。

(2) 煤系统。

a.2台操作员站。

b.2台互为热备的冗余服务器。

(3) 灰系统。

a.1台操作员站。

b.2台互为热备的冗余服务器。

c.3台操作员站 (脱硫) 。

d.2台互为热备的冗余服务器 (脱硫) 。

2.2.3灰系统控制系统设计原则及技术要求

灰系统 (包含除灰、除渣、电袋除尘、全厂配气中心、脱硫) 的临时监控在除灰综合控制楼4.10m控制室, 电子设备间设在综合控制楼4.10m层, 脱硫系统在就地区域设电子设备间, 除灰、除渣、全厂配气中心的控制机柜统一布置在综合控制楼内电子设备间内。

灰网控制系统能对除灰系统、除渣系统、电袋除尘系统、脱硫系统、全厂配气中心进行集中监视、管理、自动顺序控制及闭环控制, 并可实现全自动、远方软手操作及就地操作三种控制方式。

LCD操作员站作为主要的人机接口方式, 通过LCD画面、键盘和鼠标对过程进行监视和控制, 不设置常规的仪表盘及模拟屏。所有运行参数及报警信息均通过打印机进行记录并制表。

2.2.4水系统控制系统设计原则及技术要求

水系统的临时监控在锅炉补给水处理车间0m控制室, 锅炉补给水系统控制机柜布置在控制室单独隔开的设备间内。工业废水处理 (含复用水泵房) 、含煤废水、含油废水、汽水取样及化学加药、凝结水精处理系统的控制采用远程控制站, 机柜在本车间电子设备间内。水系统其他辅助车间 (包括工业回收水泵房、综合水泵房、雨水及生活污水处理室) 采用远程I/O机柜, 在水系统操作员站上统一监控。

水系统控制系统能对锅炉补给水处理、工业废水 (包含复用水泵房) 、凝结水精处理、汽水取样及化学加药、工业回收水泵房、含油废水系统、含煤废水处理、综合水泵房 (含生活消防水系统) 、雨水及生活污水处理系统进行集中监视、管理、自动顺序控制及闭环控制, 并可实现全自动、远方软手操作及就地操作三种控制方式。

LCD操作员站作为主要的人机接口方式, 通过LCD画面、键盘和鼠标对过程进行监视和控制, 不设置常规的仪表盘及模拟屏。所有运行参数及报警信息均能通过打印机进行记录并制表。

2.2.5电除尘系统控制

电袋除尘采用微机控制和本体清灰系统采用PLC控制+LCD画面显示, 集中控制系统包括高、低压设备的运行控制, 振打控制, 电加热器的恒温控制, 电机振打最优化控制, 布袋除尘系统控制等。程控系统为一闭环控制系统, 除尘系统能在除尘控制室进行集中控制。高压直流供电装置和低压供电装置的自动控制采用微机控制, 布袋装置采用可编程序控制器 (PLC) 。程序控制系统符合常规程控系统配置要求。除尘工艺中的基本过程控制功能在PLC完成, 优化控制功能和过程管理功能在上位监控机完成, 具备停电后自恢复功能。

辅助车间集中监控系统与电袋除尘PLC控制系统进行冗余的通讯。使电袋除尘能够在除灰综合楼控制室和主厂房集中控制使内对电袋除尘进行监控。

2.2.6输煤系统控制

输煤车间的环境较为恶劣, 运行中过程量偏多。输煤控制系统要完成以下操作:上煤程控、配煤程控、系统监测管理、事故报警、事故自诊断、煤量统计、报表打印、供电系统监控等。

(1) 程控设备的布置与安装。输煤综合楼设主控室, 室内布置监控台与调度台, 两者合为一体, 其上放置两台上位机及工业电视控制主机等。控制台上另设紧急停机事故按钮。打印机放在侧面的专用台上。

程控设备如发生故障, BOP-DCS通过语音报警装置通知操作员。

输煤程控系统负责与翻车机、斗轮机遥控设备调度端、叶轮给煤机载波控制系统硬件接口部分及上位机端控制软件的编制工作, 须满足将遥控部分与本系统融合成一完整系统的要求。

(2) 输煤系统保护信号类型。

a.机械保护:拉绳、跑偏、打滑、煤流、堵煤、撕裂。

b.电气保护:过流、过负荷、控制电源故障、电源消失 (电源开关跳闸) 。

(3) 系统性能要求。

a.输煤控制系统具有远方自动、手动控制和就地控制能力的完整的集成系统, 能可靠、高效率和安全运行, 并提供系统运行必需的联锁、调节控制、运行程序、监控和报警。

b.输煤控制系统设计留有扩建的余度, 并使扩建设计时对原设计修改最少。

c.主要功能的控制、报警、监控和保护按功能和实际情况进行最大限度的分隔, 以保证一个功能的故障不会导致其他功能的故障或失效。注意保护系统的独立性以保证人身和设备安全。

d.对系统的设备和它们的辅助设施建立功能组控制等级, 以便允许运行人员在某些传感元件、元件或设备故障时, 能选择较低的自动化程序, 避免整个过程控制的丧失。

1单一故障不产生整个控制系统故障。

2任何故障不会导致输煤保护系统误操作或丧失保护功能。

3系统块的控制功能组的布置使任一块的故障仅使总的系统控制降低。这种降低可由人工干预予以补偿。

4控制系统考虑足够的冗余度。

e.中间继电器的最低动作电压在其额定工作电压的30%和70%之间。

f.在输煤控制室内的 (LCD) 上设置声卡和音箱, 用于非正常状况的语音报警。还将语音报警信号接入广播呼叫系统。

2.2.7烟气脱硫系统控制

烟气脱硫系统 (FGD) 设计范围包括:烟气系统、二氧化硫吸收系统、吸收剂供应与制备系统、石膏脱水及处理系统、工艺水系统、氧化风机等系统的监视控制。

烟气脱硫系统采用控制室集中控制方式, 控制室设在综合控制楼。

机组烟气脱硫系统采用一套独立的DCS系统, 在控制室通过DCS系统操作员站的LCD/鼠标并辅以少量的就地监视和控制实现脱硫系统设备的启动、正常运行工况的监视和调整、停机和事故处理。

烟气脱硫系统以FGD-DCS系统操作员站LCD/鼠标为主要监视和控制手段, 对旁路挡板门等重要设备在主厂房集中控制室和灰网控制室分别设置紧急手动按钮, 在紧急状态下, 能自动或手动快速打开旁路挡板门, 切除烟气脱硫系统, 确保不因烟气脱硫系统的故障影响锅炉安全运行。除紧急操作按钮外, 控制室内不设烟气脱硫系统其它常规监控设备。

烟气脱硫系统的顺序控制 (SCS) 按功能组、子功能组及驱动级三级设计, 以子功能组为主。当FGD发生异常、故障或事故时, 能通过联锁保护自动切除有关设备及系统, 同时进行事故记录, 并对异常参数或状态进行事故追忆。

当锅炉MFT动作时, 自动停止FGD的运行。

脱硫分散控制系统FGD-DCS与机组分散控制系统DCS采用相同的硬件。

烟气脱硫系统FGD-DCS与机组DCS系统通过硬接线方式交换联锁保护信号, 以保证机组的正常运行。

FGD将装设一套烟气连续排放监测系统 (CEMS) , 实时检测FGD入口和出口处的O2和SO2浓度, FGD出口处的NOx浓度、粉尘含量等参数;测量值除在就地分析仪上显示外, 还将送到FGD分散控制系统进行显示、控制和记录, 当参数异常时, 通过LCD进行报警并自动打印记录, 及时为运行人员提供运行信息和操作指导, 其中对烟气SO2浓度信号还将进行闭环控制。

3辅网控制系统配置

控制器要求

(1) 除灰、渣系统配置2对。

(2) 全厂配气中心配置1对。

(3) 输煤系统配置4对。

(4) 锅炉补给水系统配置4对。

(5) 汽水取样及化学加药配置1对。

(6) 凝结水精处理配置1对。

(6) 工业废水处理系统配置2对。

(7) 含油废水处理系统1对。

(8) 含煤废水处理系统1对。

(9) 烟气脱硫系统5对。

4辅控网网络接口

BOP-DCS具有与其他控制系统通讯的能力, 系统的通讯接口支持RS232C, RS485/422和以太网方式连接, 使用TCP/IP、MODBUS/MODBUS PLUS通讯协议。所有通讯接口内置于分散处理单元 (DPU) , 或作为一个独立的多功能网关挂在数据高速公路上。当接口用于过程监控需要双向通讯时, 通讯接口为冗余 (包括冗余通讯接口模件) , 冗余的通讯接口在任何时候都同时工作。其中的任一通讯接口故障不对过程监控造成影响。

通过通讯接口接收到的所有数据可在控制系统的任意位置获取, 并且能在操作员站上显示、报表记录、趋势、报警。所有其他控制系统与BOP-DCS的数据通讯可靠并具有快速响应/更新时间 (当接口用于过程监控时, 应≦1秒, 其余应≦2秒) 。

BOP-DCS通讯接口监视并报告所连设备是否处于正常工作状态。除过程信息之外, BOP-DCS还通过通讯接口获取其它控制系统中的故障诊断信息。该诊断信息由其它控制系统中的标准故障自诊断程序产生。当所连控制系统发生故障时, 操作人员可通过操作员站上的信息得知相关工况。通讯接口本身能提供计算和逻辑功能, 并可向BOP-DCS的所有功能提供所需数据。其它控制系统与BOP-DCS接口的重要控制相关信号除采用通讯方式外, 同时还通过直接硬接线实现。

BOP-DCS与下述控制系统的通讯, 如表1。

5软件

(1) 采用图形组态方式。

(2) 所有的算法和系统整定参数驻存在各处理器模件的非易失性存储器内, 执行时不需要重新装载。

(3) 模拟量控制的处理器模件完成所有指定任务的最大执行周期不超过250ms, 开关量控制的处理器执行周期不超过100ms, 其中电气开关量不超过20ms。

(4) 对需快速处理的模拟和顺序控制回路, 其处理能力分别为每125ms和50ms执行一次。

(5) 模拟控制回路的组态, 通过驻存在处理器模件中的各类逻辑块联接, 直接采用SAMA图方式进行, 并用易于识别的工程名称加以标明。还可在工程师站上根据指令, 以SAMA图形式打印出已完成的所有系统组态。

(6) 在工程师工作站上能对系统组态进行在线修改。系统内测点的增减或变换, 不必重新编译整个系统的程序。

(7) 在程序编辑或修改完成后, 能通过数据高速公路将系统组态程序装入各有关的处理器模件, 而不影响系统的正常运行。

(8) 顺序控制的所有控制、监视、报警和故障判断等功能, 均由处理器模件提供。

(9) 顺序逻辑的编程使顺控的每一部份都能在LCD上显示, 并且各个状态都能在操作员站上得到监视。

(10) 所有顺序控制逻辑的组态都在系统内完成, 而不采用外部硬接线、专用开关或其他替代物作为组态逻辑的输入。

(11) 顺序控制逻辑采用熟悉的, 类似于继电器型式的功能符号, 以逻辑图或梯形图格式进行组态。并可在工程师站上按指令要求, 以图形方式打印出已组态的逻辑。

(12) 查找故障的系统自诊断功能能诊断至模件的通道级故障。报警功能使运行人员能方便地辨别和解决各种问题。

(13) 整个BOP-DCS系统保证统一的数据库, 任何数据库的维护和修改对BOP-DCS系统一次完成。

6系统扩展

控制系统提供下列备用余量, 以供系统以后扩展需要:

(1) 每个机柜内的每种类型I/O测点都有15%的余量。

(2) 每个机柜内有15%模件插槽余量。所有备用插槽配置必要的硬件, 保证今后插入模件就能投入运行。

(3) 控制器站的处理器处理能力有40%余量, 操作员站处理器处理能力有60%余量。系统具有实时计算和显示负荷率或余量的能力。

(4) 控制站和工作站处理器有50%存储余量, 工作站有60%外存余量。

(5) 40%电源余量。电源分配柜考虑20%的回路备用量。

(6) 网络通讯总线负荷率不大于40% (总线以太网通讯负荷率不大于20%) 。

(7) 在机柜空间允许范围内提供适量的备用继电器 (不包括原备用DO点对应的继电器) 。

7电源

在水系统、灰系统、煤系统设置DCS电源柜, 用于给DCS机柜供电。电源柜能接受买方提供的二路交流220V±10%, 50HZ±2.5HZ的单相电源。任一路电源故障都报警, 二路冗余电源通过二极管切换回路耦合, 在一路电源故障时自动切换到另一路, 以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电和影响控制系统正常工作。

辅网系统远程站的电源由于距以上三个临时集中监控点较远, 所以远程站的电源由就近的电气配电装置提供。并在各个系统的远程控制站设置不停电电源装置UPS装置。UPS装置要求如下:是有一线直接接地的单相两线制系统, 其技术指标为:

(1) 电压稳定度:稳态时不大于±2%, 动态过程中不大于±10%。

(2) 频率稳定度:稳态时不大于±1%, 动态过程中不大于±2%。

(3) 波形失真度:不大于5%。

(4) 备用电源切换时间:不大于5ms。

(5) 厂用交流电源中断情况下, UPS能保证连续供电半小时。

8外围设备

8.1灰系统和水系统打印机配置

(1) 灰系统临时监控点打印机。

3台黑白激光A3打印机 (2台用于脱硫系统)

(2) 水网系统临时监控点打印机。

1台黑白激光A3打印机。