供热系统可靠性研究（精选10篇）
供热系统可靠性研究 篇1
1 供水温度对室内温度的影响
1.1 设计室外温度下, 供水温度改变对室内温度的影响
设m层的建筑物, 其供、回水温度分别为tg、th, 则各供热层耗热量总和, 即立管的热负荷为
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立管的流量
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房间的实际耗热量为:undefined, 单管顺序式供热系统的第i+1层散热器的出水温度即为第i层散热器的进水温度, 又因为流经各层的供水量相同, 则由式 (2) 可得到第i层的进水温度tig为
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第i供热层进出口的算术平均值为
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散热器内热媒的平均温度和室内温度供热计算温度的温差为
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散热器面积确定之后, 由于散热器供出的热量等于建筑物耗散的热量, 则可得如下关系式
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可推出undefined
由式 (5) 和式 (7) 可得
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将式 (3) 代入式 (8) 上式得
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设每一层的室内温度为tnk。这样, 相对热量比undefined。
现以某5层上供下回单管顺序式供热系统为例, 室外计算温度为-26℃, 供水温度为95℃, 回水温度为70℃, 室内设计温度为18℃, 选用铸铁4柱813型散热器, 传热系数Km=aΔtb=2.237ΔtundefinedW/ (m2.℃) , 各层散热器负担的热负荷Q如表1所示。
由式 (1) 、式 (2) 得到:立管总散热量为8000 W, 立管的设计流量275.2kg/h。
已知undefined, 及式 (3) 、式 (4) 和式 (7) 计算, 得到各层散热器参数表, 如表2。
由供热调节基本公式得到
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可求得到第i层供水温度
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将式 (10) 、式 (11) 代入式 (9) 得
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已知顶层的进水温度可求顶层的室内温度, 由顶层的室内温度可求出其下层的进水温度, 同理求得以下各层的实际进水温度, 计算结果省略。在将各层进水温度代入式 (12) , 编程计算可得到设计室外温度下, 供水温度改变时, 各层的实际室内温度, 结果如表3。
由表3可得;当供水温度改变时, 室内温度竖向失调。首先供热楼层的室温和设计室温的偏差量最大, 后供热楼层的室温和设计室温的偏差量最小;实际供水温度高于设计供水温度时, 失调形式为“上热下冷”, 而实际供水温度低于设计供水温度时, 失调形式为“上冷下热”;供水温度越低, 上、下层温差越大。
1.2 室外温度改变时, 供水温度对室内温度的影响
由于室外温度tw不断变化, 供热系统可采用适当的调节方式供热。在进行质调节供热时, 只改变供水温度, 循环水量保持不变, 由质调节公式求出供水温度的计算公式
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其中undefined, 即可利用式 (9) 求出各层实际的室内温度tn。
对于本例题, 当采用质调节方式供热时, 根据质调节公式 (12) , 对设计供水温度为95℃、回水温度为70℃的热水供热系统, 得到质调节时的相应供水温度公式[2]:
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计算结果如表4。
编程计算可得, 采用质调节方式供热, 当室外温度为-30℃、-26℃、-22℃、-18℃、-15℃和-10℃时, 各层的实际室内温度, 结果如表5。
由表5数据可得到图1, 可更直观的得到:当室外温度改变时, 采用质调节方式供热时, 室内温度竖向失调, 中间供热的楼层室内温度的变化幅度小, 首先供热楼层的室温与设计室温的偏差量小于后供热的楼层的室温与设计室温的偏差量。当实际室外温度低于设计室外温度时, 竖向失调形式为“上热下冷”;而当实际室外温度高于设计室外温度时, 竖向失调形式为“上冷下热”。
2 供水量对室内温度的影响
2.1 供水量改变对室内温度的影响
当供水量不为设计流量供热时, 由式 (9) 得到
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式中tig为每层的进水温度, 第一进水层的进水温度即为tg, 但由于实际流量改变且有时室外温度也改变, 所以除去第一进水层的其它各层的进水温度都不是设计进水温度。各层实际进水温度可由式 (10) 推得
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将式 (16) 及代入式 (15) 式可得
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对于本例题, 将各参数代入得
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当室外温度为设计温度-26℃, 供水温度为95℃时, 求当相对流量比undefined为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2和1.4时, 编程计算式, 得各层室内温度, 计算结果如表6。
由表6数据可得到关系tni (k) 和tni (undefined) 如图2、3。
由图2可知:上层用户较下层用户受流量变化的影响小;当相对流量比大于1时, 即实际流量大于设计流量时, 上层室内温度低于下层室内温度, 当相对流量小于1时, 上层室内温度却变得高于下层室内温度;相对流量比小于1时, 室温与设计室温的偏差量远远大于相对流量大于1时的偏差量。
由图3可知:当供水量发生改变时, 底层的室内温度变化最为明显;当相对流量大于1时室内温度明显比相对流量小于1时变化幅度小, 较为稳定。
综上, 在供水温度保持不变, 流量发生改变的情况下, 对于上供下回的单管系统来说, 上下层出现不同程度的失调现象, 对于相对流量比大于1的情况, 同一立管的上下层用户会出现“上冷下热”的情况, 但室内温度最低的顶层用户的室内温度仍然高于设计值。以相对流量比等于1.2为例, 最低温度和最高温度分别出现在第五层和第一层, 二者室内温度失调百分比分别为1.06%和9.5%。其余中间各层房间的室外温度介于这二者之间, 并随着房间所在楼层的升高而降低。由此可见, 如果设计或者运行中存在问题, 达不到供热要求的情况下, 只采用加大流量的运行方式是不可取的, 这样不仅出现“上冷下热”的情况, 而且使得运行费用加大, 循环水泵的运行费用增加, 达不到节能的效果。
2.2 室外温度改变时, 供水量改变对室内温度的影响
供热系统在运行时, 供水温度始终保持设计值, 而只改变循环流量, 这种调节方式称为量调节, 相对循环流量按下式计算, 计算结果如表7。
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由表7数据可得到图4, 由图4可以看出, 相对流量比在室外温度降低到某一值时, 相对流量比迅速增大。
当采用量调节时, 由于实际流量改变, 所以除去第一进水层进水温度为tg, 其它各层的进水温度都不是设计进水温度。各层实际进水温度可由下式得到
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将式 (20) 代入式 (14) 可得
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对于本例题, 将各参数代入得
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编程计算室外温度分别为-30℃、-26℃、-22℃、-18℃、-15℃和-10℃时, 采用量调节供热时, 各层的实际室内温度, 计算结果如表8。
当采用量调节供暖时, 对于上供下回的单管系统来说, 上、下层出现不同程度的失调现象, 当相对流量比大于1的时, 竖向失调形式为 “上冷下热”, 室内温度均低于室内设计值;对于相对流量比小于1时, 竖向失调形式为 “上热下冷”的情况, 室内温度也均高于设计温度。
3 结论
(1) 当供水温度改变时, 室内温度竖向失调, 首先供热楼层的室温和设计室温的偏差量最大, 后供热楼层的室温和设计室温的偏差量最小;供水温度高于设计供水温度时, 失调形式为“上热下冷”, 供水温度低于设计供水温度时, 失调形式为“上冷下热”;供水温度越低, 上、下层温差越大。
(2) 采用质调节方式供热时, 室内温度竖向失调, 中间供热的楼层室内温度的变化幅度小, 首先供热楼层的室内温度与设计室温的偏差量小于后供热的楼层的室内温度与设计室温的偏差量;当实际室外温度低于设计室外温度时, 竖向失调形式为“上热下冷”, 而当实际室外温度高于设计室外温度时, 竖向失调形式为“上冷下热”。
(3) 当供水量发生改变时, 室内温度竖向失调, 首先供热楼层的室内温度受流量变化的影响小, 后供热楼层的室内温度变化最为明显;当相对流量比大于1时, 楼层越低室温越高;当相对流量小于1时, 楼层越低室温越低;相对流量比小于1时, 室温与设计室温的偏差量远远大于相对流量大于1时的偏差量;当相对流量大于1时室内温度明显比相对流量小于1时变化幅度小, 较为稳定。
(4) 当采用量调节供暖时, 室内温度竖向失调, 上、下层出现不同程度的失调现象, 当相对流量比大于1时, 竖向失调形式为“上冷下热”, 室温均低于室内设计温度;对于相对流量比小于1时, 竖向失调形式为“上热下冷”, 室温均高于室内设计温度。
参考文献
[1]贺平, 孙刚.供热工程 (第三版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.
[2]石兆玉.供热系统运行与控制[M].北京:清华大学出版社, 1994.
[3]石永龙.单管顺序式供暖系统室内温度竖向失调的分析[J].暖通空调, 1994 (1) 50-55.
供热系统可靠性研究 篇2
集中供暖的方式在我国的中部和北方地区比较常见，集中供暖的热负荷种类主要以采暖、通风、热水供应和生产工艺等热负荷为主，由于供暖的各种热负荷存在各自不同的性质，因此热负荷的性质存在一定的差异，如有季节性的热负荷和常年性的热负荷等，造成对热负荷的变化随机性很强，是非线性，使对热负荷的预测所使用的方法和模式繁多，首先对热负荷的种类进行分析。
一、对热负荷预测方法的分类
根据供暖系统运行的各个阶段，对热负荷预测可分为两部分，设计阶段热负荷的预测和运行阶段的热负荷预测。设计阶段的热负荷预测主要是根据供暖地区的历史热负荷数据和气候条件，科学的选择供暖的方式，供暖的方式决定供暖所使用的能源种类。设计阶段的热负荷预测十分重要，直接关系到集中供暖投资、运行费用和运行的经济性。运行阶段的热负荷预测主要是在供暖系统运行后，通过对热负荷的预测实时对热源的供应量进行调整，最终实现热源的动态供需平衡管理和资源的优化配置，同时制定每年的生产计划和设备检修和保养计划，使供暖设备满负荷运行，实现供暖系统的经济、高效运行。在我国大力推行节能、减排大的背景下，对热负荷的预测对提高供热效率，降低燃料消耗有着重大深远的意义。
根据供热系统的运行周期，将热负荷的预测分成三个阶段，即：短期热负荷预测、中期热负荷预测和长期热负荷预测。短期热负荷预测是指对未来一天供暖热负荷的变化情况进行预测，其目的是通过对未来一天热负荷的预测，对热源及时的进行调整，使系统运行更加经济、高效；中期热负荷预测是只对未来一周内的热负荷变化进行预测，其目的为供热企业的今后采购计划、生产计划、设备维修、人员配备及财务计划提供科学的依据；长期热负荷的预测是指未来一年内的热负荷变化情况，其目的是为今后的优化运行和今后设计规划提供依据。根据以上对热负荷各个阶段的预测可对热负荷的方法进行如下分类：概算统计法、时间序列预测法、情景预测法和回归分析法等。下面介绍几种城镇集中供热负荷的预测方法。
二、城镇集中供暖热负荷预测方法
1.热负荷预测的概算统计法。一般在对城镇供暖的设计初期，设计人员很难精确的得到某个区域热负荷历史统计资料，因此采用概算统计法十分可行，具体过程为对供暖区域的各类热用户的热负荷进行统计概算，根据统计概算的结果确定供暖系统的供暖方式，完成设备选型，采暖系统的概算统计法分成：面积概算统计法和体积概算统计法。面积概算统计法主要是按照我国《城镇供热管网设计规范》中所规定的面积计算方法，计算公式为：
Q=qfF
Q-设计热负荷。
qf-单位建筑面积热指标（W/（m2）；
F-建筑面积（m2）
例如：楼房体积是已知的，可采用每立方米建筑体积在室内外温差为1°C时的热指标qv【W/（m3·℃）】
Q=qvV（t2-t1）
V--建筑体积（m3）；
t2--室内计算温度（°C）；
t1--采暖室外计算温度（°C）。
采暖热指标qv和qf的大小与楼房外墙结构的传热系数、外墙体积、外墙的密闭性或通风条件、楼房的类型和外形以及墙窗面积比等很多因素有着直接的关系，在通常的情况下就是采用概算統计分析得到，因此概算统计法主要应用于设计阶段对热负荷的预测，同时也适合长期对热负荷的预测。
2.热负荷的时间序列预测法。热负荷的时间序列预测法是一种热负荷历史数据的延伸预测，也称历史数据引伸预测法。具体的操作方法为对之前的热负荷的历史数据进行分析，建立时间序列模型，通过时间序列模型来描述热负荷的运行规律，最终确定热负荷的预测的数学公式，通过数学公式计算出未来的热负荷的需求，历史数据的建立是通过不断的按照规定的时间进行采样所得，目前建立的模型有自回归（AR）模型、滑动平均（MA）模型等。时间序列预测法是通过对大量的历史热负荷的数据进行统计分析的基础上，因此对供暖系统热负荷的预测速度快，能够很真实的反应出热负荷的变化规律（除了特殊气候的变化），对历史数据的分析结果和准确度要求比较高，因此建立模型的过程比较复杂，同时没有考虑到特殊天气的变化因素，因此只适合城镇集中供暖短期热负荷的预测。
3.热负荷的情景分析预测法。情景预测法也称为情景评估法和前景分析预测法。它以推测为基础描述未来热负荷的变化，并作出一系列的连续假设，对假设进行全面的和连续的描述，对建筑物内的热负荷进行高度主观性的描述，也可以对复杂热负荷进行动态模拟，最后以数据的形式做情景再现，达到对供暖的热负荷进行预测的目的。在预测中将多个建筑物进行组合，确定区域内建筑物的热负荷的情景。首先选择一个情景，在此时此刻建筑物内的热负荷情况是怎样的，所有个体建筑物的热负荷的情景组成区域内的此时此刻的建筑物情景，不同时刻区域内建筑物热负荷的情景是不同的，在全日24小时内的就可以得到无数个情景。预测试可以选择某些关键点，利用模拟软件计算出建筑物内各点的热负荷，最后得到一系列的热负荷的数据，连接这些点就可以得到一天中建筑物内热负荷的变化规律，时刻选取的越多，得到的热负荷曲线越真实。
情景分析法提供了最可能出现的热负荷预测结果，因此属于高概率性预测，精度较高，但结果依赖于各个热负荷的变化规律，一旦出现突发情况，预测偏差将无法估量。
结束语
在实际工作中，城镇集中供热对热负荷的预测意义重大，它不仅关系到供暖方式的合理性和经济性，同时也关系到在今后运行过程中的运行成本，因此在今后对热负荷预测研究中，通过对热负荷历史数据的大量积累，要向着快速、高精度方向发展，以便提高预测的有效性。
参考文件
[1]梁艳，陈文楷，焦洪峰，祁鸿科；供暖系统的混杂自动机建模与模糊控制[J]；电工技术杂志；2004年04期.
医院供热系统节能改造工作研究 篇3
实际采暖期内, 由于集中供热系统的规模不断扩大, 致使供热面积不断增加, 供热系统的运行调节与管理变得更加复杂。因此采用先进的计算机应用技术和自动控制技术对供热系统实行实时状态监测、指导控制系统运行具有十分重要的意义。它不但可以及时检测系统参数、调节热网, 而且能够健全运行档案、实行量化管理, 从而提高系统设备的运行效率, 减少能耗, 改善供暖质量。
一、项目实施之前供热系统情况和存在的问题分析
节能改造之前, 供热系统三台锅炉独立运行, 循环泵控制柜有变频器但完全是手动调节。缺少应有的节能手段, 节能工作完全依靠司炉工凭经验完成。我院锅炉房供暖为直供系统, 使用燃料为天然气。经前期诊断, 该系统存在如下问题:
(一) 热源 (锅炉房) 供水温度无法自动随着天气温度变化而变化, 耗气量高, 舒适性差
现有的温度控制模式完全是由人工保持固定。当天起的温度早、中、夜发生变化时, 手工控制很难达到精确。现有的系统没有考虑供水温度随着室外天气温度变化而变化。
(二) 锅炉在低温长供的工况下, 产生了大量的冷凝水, 锅炉腐蚀严重
为了节约燃气, 锅炉只能低温运行产生大量的冷凝水, 形成亚硝酸和硫酸严重腐蚀锅炉, 缩短锅炉的使用寿命。 (天然气的燃烧就是甲烷气体的燃烧) 甲烷 (CH4) 的燃烧化学反应, 其化学反应式为:CH4+2O2=CO2+2H2O+39842kj/m3当低温运行时 (水温低于60°) , 1g分子的甲烷燃烧要产生2g分子的水。
(三) 供暖质量差, 供暖管网水力失调严重, 浪费热能, 用户舒适差
通过实际测试, 近端用户单位流量是远端用户单位流量的数倍, 为使远端用户室温达到16℃, 近端用户室温已经超过20℃, 致使远端用户室温达到规定室温, 近端用户不得不开窗平衡室内温度, 从而造成热能浪费。
(四) 办公楼、门诊楼、住院楼、住宅楼等多种类型建筑混合供暖, 未实现分时分温控制, 浪费能源
办公楼、门诊楼、住院楼、住宅楼等多种类型建筑混合供暖, 造成各支路无法根据实际需要进行动态调节, 若按单一的出水温度运行方式必然造成能源浪费。需要增加分时分温现场控制系统的电动阀的调节来达到节能目的。
二、节能改造方案指导思想
通过对我院锅炉房及管网的调研, 结合运行情况, 针对存在能源浪费的问题主要围绕锅炉房、管网、用户三个部分进行了技术改造, 具体包括以下措施:
(一) 保障供暖质量, 保障生产生活用热
保障供暖质量是我们改造项目所必需的, 力保医疗、居民冬季正常安全供热。
(二) 降低长期运行费用
保证供热质量就是保证了人民群众的利益, 而降低长期运行费用则是为了保证供热单位的利益。因此, 供热锅炉必须具备长期运行工况下, 运行成本最低的功能, 具有必备的节能措施, 使供暖单位长期经济运行, 这是燃气锅炉房工程要解决的重要问题。
(三) 尽量节省初期投资
任何改造项目都应当考虑初期投资, 如何保证工程质量的同时, 减少投资是每一个工程项目都要考虑的问题。
三、供暖系统改造方案
加装气候补偿系统和电动阀。室外温度的变化决定了建筑物需热量大小, 也就决定能耗的高低。运行参数必须随室外温度的变化每时每刻进行调整, 始终保证锅炉房的供热量与建筑物的需热量相一致, 只有这样才能实现最大限度的节能。每个锅炉房都应该按自己的运行曲线去运行, 这条曲线才是该锅炉房的最佳运行曲线。
(一) 气候补偿系统应实现的功能
根据室外温度的变化控制和调节输送给用户的供水温度, 避免发生用户室温过高的现象, 造成能耗增加。
充分利用太阳辐射热合人的活动规律进行时间控制。
根据室外温度的变化, 实现自动分段调节曲线。
根据每个锅炉房的设备和围护结构状况, 可随时方便的进行调整。
(二) 气候补偿器系统组成
1. 电动阀
系统通过电动阀实时控制二次水温度, 达到一次水温不变的条件下, 二次水温实时变化。
2. 气候补偿器
在气候补偿器中储存有为锅炉房提供的最佳运行曲线, 即根据实测的各种参数, 计算出供水温度的最佳值, 同时控制电动阀的开度, 使二次出水温度达到计算温度。根据系统的情况, 我们决定在锅炉房内进行水路改造, 加装电动阀门。气候补偿器通过室外温度变化来控制电动阀门的开度, 达到调节供水温度的目的。
通过增加了气候补偿器和电动阀, 使得管理人员不必根据每天的室外温度情况向司炉人员下达回水温度控制值, 而是气候补偿器根据室外温度自动计算出供回水温度值, 通过控制电动阀的开度, 使系统供热量等于需热量。保证锅炉在高温下运行, 避免冷凝水的产生。
3. 室外温度补偿器
在室外温度补偿器中储存有为锅炉房通过的最佳运行曲线, 即根据实测的各种参数, 计算出供水温度的最佳值, 同时控制电动三通阀的开度, 使三通阀的出水温度电动计算温度。
四、节能改造的具体内容
(一) 锅炉计算机集中监控系统
计算监控系统是锅炉运行过程自动化控制的人机界面。操作人员通过操作控制柜触摸式电子显示屏, 对整个自动化系统进行操作。亦可将系统切换到锅炉自带的控制柜做台控制运行。计算机控制系统, 通过RS-458总线对下联的接每台锅炉的控制器, 对各台锅炉进行实时监控。实现故障报警, 实时数据检测, 历史数据记录, 自动生成报表等功能。
智能调节锅炉运行, 自动记录分析每台锅炉的工作情况, 连续运行时间及状态。控制每台锅炉开启顺序和运行台数。锅炉启动程序, 完成锅炉定时启炉或者按需启炉功能。数据采集程序, 完成对温度、压力, 锅炉, 循环泵的状态的实时采集。报警程序, 当系统运行过程中出现异常情况能够自动报警, 报警电铃响;同时, 相应的指示灯闪烁。停炉程序, 包括正常停机和紧急停机。当启动正常停机按钮时, 调用正常停机子程序, 当系统出现紧急情况, 需要立刻终止设备运行时调用紧急停机子程序。循环泵启停子程序:完成循环泵起停的控制。
(二) 气候补偿节能技术
建筑物的耗热量因受室外气温、太阳辐射、空气湿度、风向和风速等因素的影响时刻都在变化。要保证在上述因素变化的条件下, 维持室内温度恒定 (如18℃±2℃) 或满足用户要求, 供热系统的供回水温度就应在整个供暖期间根据室外气象条件的变化进行调节, 以使锅炉供热量、散热设备的放热量和建筑物的需热量相一致, 防止用户室内发生室温过低或过高的现象。通过及时而有效的运行调节可以做到在保证供暖质量的前提下, 达到最大限度的节能。
通过增加了气候补偿器和电动阀, 管理人员不必根据每天的室外温度情况向司炉人员下达回水温度控制值, 而是气候补偿器根据室外温度自动计算出供回水温度值, 通过控制电动阀的开度, 使系统供热量等于需热量。保证锅炉在高温下运行, 避免冷凝水的产生。
通过混水阀的主动调节, 对于不同热负荷的特性要求, 根据用户的热需求特点, 节能控制系统能分时控制, 在一天内可定时设定不同热负荷的供暖曲线, 如对于办公区, 可根据办公时间来选择供暖模式, 在无人办公的情况, 就可在这段时间内, 供暖需保证管理不被冻坏的临界温度即可, 同时用户根据要求可设定一周内的供暖曲线, 由控制器发出指令, 改变调节阀开度, 即改变输入换热器的热量, 使用户侧的供水温度达到由供暖曲线所确定的温度。
(三) 对单栋楼入口供热管网阀门进行平衡调试
在供暖初期, 我院技术人员和节能服务公司, 根据供热面积确定了供热系统总循环水量。反复对每栋楼入口供回水管进行测温, 根据供回水温差调节入口处平衡阀门的开度, 解决了近热远冷的问题。在运行过程中, 尽量解决实际存在的问题。
五、改造后运行期间的主要工作
在供暖运行期间, 对锅炉计算机监控系统调试, 使锅炉监控系统和原供热系统优化组合。管理人员定期提取监控系统的实时记录和历史记录, 做好节能经验总结, 提高节能管理水平。
对两套气候补偿器进行适应性调节。气候补偿系统只有和现场的实际情况相适应才能发挥应有的节能效果。在气候补偿器安装完毕, 初次完成调试后。进行多次的系统适应性调节, 并最终固化系统运行参数。
对司炉人员进行技术培训, 加强节能管理工作。为了提高司炉人员的管理和操作水平, 使其能够独立进行操作, 提高节能设备的使用效率。对司炉工进行节能原理及操作方法的培训。将节能考核和管理考评深入到日常管理中去, 取得了明显的效果。
六、节能改造后社会和经济效益分析
供热系统实现计算机集中控制后, 供热系统的安全性和稳定性得到了有效的提高。
供暖系统的实时数据, 历史数据, 数据曲线可以实时调用;供热系统数据可以通过互联网在任何地点随时调用, 方便了管理人员, 大大提高了供热系统的管理水平。
整个供热系统温度压力等信息, 锅炉的运行情况, 各种水泵的运行情况, 可以通过工艺画面直观显示;供热系统的锅炉, 水泵等设备可以通过鼠标点击控制, 减轻了司炉工的劳动强度。
节约能源, 减少了温室气体的排放。
解决了远端冷近端热的的水力平衡失调问题, 提高供热质量。
采用锅炉房采用计算机集中优化控制节能技术, 1个采暖季内可节约天然气3%～10%, 节电13%～15%。
采用气候补偿加运行曲线精确控制技术, 一个采暖季内可节约天然气总量的5%～10%。
七、结束语
综上, 对系统进行全面的节能技术改造后, 系统的自动化程度明显提高, 改善了供热系统的管理水平, 减轻了司炉工的劳动强度;综合节天然气率达到10%～20%, 节电率达到15%, 同时提高了锅炉燃烧效率, 使锅炉在高温下运行, 减少了污染物的排放, 达到预期的社会效益和经济效益。
摘要：为了有效改善供热系统的供热质量, 提高供热系统的供热自动化水平, 节约能源, 作者所在单位在借锅炉供暖系统增容改造的同时, 对所属的供热系统进行供热计算机集中控制和气候补偿器的节能改造, 使供热质量得到了改善, 整个供热系统实现了计算机监控管理。有效节约了能源, 取得了很好的经济效益和社会效益。
关键词：节能减排,供热节能,气候补偿,水泵节电
参考文献
[1]贺平.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004
[2]石兆玉.供热系统运行调试与控制[M].北京:清华大学出版社, 1994
[3]王宇清, 汤延庆.供热系统的自动调节设备——气候补偿器[J].科技咨询导报.2006-9
关于电力通信系统可靠性的研究 篇4
关键词：电力通信 电网控制 可靠性 策略
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0028-01
1 电力通信系統可靠性概述
1.1 电力通信系统及通信可靠性概述
电力通信系统是随着数字信息化社会现状的产生出现的，在当今的数字化时代，电力系统的发展越来越趋向智能化、信息化，电力通信是电力系统实现智能化、数字化的有力的后盾，因此电力通信系统的可靠性越来越受到人们的关注。电力通信系统是应用在电力系统当中的数字信息传输，通过通信系统的构建，实现通信中各个传输链路的信息传输与信息交换，当电力系统出现故障时，可以实现人机之间的最高速率交换。
1.2 电力通信系统的可靠性
电力通信系统是应用在电力系统当中的，满足电力系统的生产、供电等方面的通信系统体系。电力通信的可靠性分析是对于通信网络维系电力正常运行的保障，通信网可靠性是在实际运行当中，对于电力系统的通信需求的提供方式。电力通信网是电力系统的信息安全的基础。所以说对于电力系统的可靠性的研究具有非常重要的意义。
2 电力通信系统可靠性分析指标
该文是对于某地区的电力通信系统进行分析，通过前期进行的实地考察以及关于电力通信系统的文献的基础上，我们得到了某地区电力通信系统的框架图，如图1所示。
电力系统的可靠性研究是对于电力系统的安全性以及稳定性的研究，这就要对于电力系统的运行、生产、维护、服务提供以及服务的质量等问题进行评估分析。在通信网的可靠性研究中我们发现，该地区的通信网络中存在着大量的网络节点，这些节点实现的就是对于电力系统高效性的关键所在。因此对于在传输过程中的通信呼损、吞吐量以及信噪比等等方面的因素会直接影响到电力业务服务的质量，这些指标是对于通信网的可靠性的评判标准。
2.1 网络自身角度
网络自身因素是影响通信可靠性的主观因素，在自身角度我们分为两个部分，外部因素和内部因素。外部因素是对于通信设备的工作环境等因素的影响。在内部因素上，发现设备陈旧，在运行上，计算机趋于老化，这样就会降低通信系统的运行性能。
2.2 网络运行效果角度
在网络运行方面，我们发现区域的调度交换机比较陈旧，而且落灰比较严重，主机也是比较陈旧，有着8年的历史，在网络节点的设备方面也是出现机器的连接线问题，另外系统在运行上，由于电力智能化的不断提升，该地区的通信系统比较低，许多电力智能化的操作规范都不能在通信系统上实现运行维护，要人工的实现智能化的检测以及运行维护，这就突出了该区域的电力通信系统陈旧，需要升级以适应当今比较发达的智能电力设备的运行。
2.3 可靠性分析影响因素及作用方式
在该地区的通信系统的可靠性分析当中我们发现，网络节点中的通信，以及节点的网络拓扑结构无法实现对于电力系统的稳定性调度问题，没有统筹规划措施，局域之间的互联没有进行合理的分析运营，出现有些节点闲置，有些节点则总是超负荷运行导致经常出现电力系统的不稳定，总是出现客户投诉服务质量低，总出现停电、电压不稳等等问题。在电力通信的可靠性分析中，我们针对该区的网络结构以及技术现状进行了如下方面的分析。
主要体现出的可靠性影响因素为：该区调度的交换机比较陈旧，运行调度的运行当中，交换机需要经常更换以实现对于节点路由的流畅性，防止由于某时间段内由于信息流量大导致丢包等等问题出现，影响电力系统的服务质量。另外在该地区的网络链路布置上出现不协调，一些需要大的通信量的调度没有响应的大的链路的分配，这就有可能由于主机在处理信息时某段信息量暴增而导致信息故障，严重的会导致整个链路的瘫痪，带来严重的影响。
3 电力通信可靠性管理方案
提高通信系统可靠性的水平就要做好实地考察，将电力系统通信问题提到通信管理部门，故障的规律研究以及故障的排查是非常重要的。电力通信系统的可靠性的管理主要是对于电力系统设备以及运行系统两个方面的改善。首先在工作环境上要实现设备区内的电磁干扰现象对设备的影响，另外工作环境的落尘以及湿度等等要做好定期的维护检测。在对于系统的设计上应该进行阶段性的研究，如果系统跟不上现在的设备运行，就要进行系统的重新设定，设备相应的也要更新，在对于电力服务质量的提升上，也就是对于电力通信可靠性的评判最直接的因素。
4 结语
从目前的情况我们发现了节点等路由之间存在的技术问题，所以在电力通信系统自组网实现的过程中，要做到提高网络拓扑的有效性提升上。通信系统的管理工作一定要跟上，管理是对于通信系统的考察研究是实现能否适应电力通信的可靠性的评价指标。本文通过对于某地区进行了实地的考察，得到当今我们电力通信中普遍的问题，而且提出了相应的管理方案，但对于我国的电力通信工作来说，还有着很艰巨的任务，对于如何完善电力网络的通信方向，还要进行不断的研究。
参考文献
[1]蒋晓光.电力系统自动化技术安全管理[J].中国电力教育，2013（8）.
[2]张永新，梁素杰.影响综合自动化系统的通信可靠性分析[J].中国电力教育，2013（5）.
供热系统可靠性研究 篇5
工业蒸汽供热系统中, 冷凝水是品质优良的热能资源, 为了充分利用用汽设备冷凝水的热量, 某公司2007年完成蒸汽供热系统闭路循环改造, 涉及热能管理的计量问题, 用户实际消耗的热量为供热蒸汽携带给用户的热量与用户冷凝水返回动力站的热量之差。为促进用能单位对热能的合理使用与回收, 提出了闭路供热系统的热能计量方法, 依据用户实际消耗的热量进行企业内部的经济核算, 使热能计量更趋合理, 收到良好的效果。
1 热流量计量原理与比焓计算
目前流体的质量流量测量已经成熟, 可达到很高的精度。热流量测量的关键是准确测量热能载体 (蒸汽和冷凝水) 的比焓。
热能载体携带的热流量为:
闭路供热系统用户消耗热量:
式中, Q为工质的热流量, kJ/h;G为工质质量流量, kg/h;h为工质的比焓, k J/kg;下标s表示蒸汽, cw表示冷凝水, f表示用户消耗。
流体工质的比焓为状态参数, 过热蒸汽的比焓是温度T和压力P的函数。对于冷凝水, 压力对其比焓的影响可忽略不计, 可认为冷凝水的比焓只是温度的函数。目前国际上尚无通用的蒸汽和水的焓计算式, 可按蒸汽和水的热力性质数据表进行回归计算, 根据操作范围, 用户使用蒸汽压力范围为0.2～1.0 MPa, 温度范围为160℃～280℃, 冷凝水温度范围为50℃～115℃。按最小二乘法拟合分别得到过热蒸汽和冷凝水比焓计算式[1]。
式 (3) 、 (4) 拟合误差分别为δ′hs=0.36%、δ″hcw=0.32%。
2 测量精度分析
根据误差理论, 由式 (2) 用户消耗热量测量的相对误差为:
式中, δQf为用户消耗热量测量误差;δGs、δGcw分别为蒸汽、冷凝水质量流量测量误差;δhs、δhcw分别为蒸汽、冷凝水比焓测量误差。
质量流量测量误差取决于质量流量计的精度。比焓测量误差由比焓计算式拟合误差δ′hs和带有噪声的直接量传播的误差δ″hcw。根据误差理论, 比焓测量误差为:
由式 (3) 和式 (4) , 过热蒸汽和冷凝水比焓测量传播误差分别为:
3 闭路供热系统与热流量计量系统
某公司供热系统为一闭式系统, 供汽系统现有产汽量10 t/h、压力0.8 MPa锅炉1台, 另有2台产汽量分别为8.5 t/h和6 t/h的废热锅炉, 与锅炉并网供汽, 负责为4个分厂供过热蒸汽。用汽设备操作压力变化范围为0.2～1.0 MPa, 过热蒸汽温度为160℃～280℃, 平均消耗蒸汽量约为22.5 t/h, 产生冷凝水量约为蒸汽总量的40%～70%。供汽系统过热蒸汽经蒸汽分配罐分配给各用户, 用汽设备的蒸汽冷凝水经疏水阀排放, 利用疏水阀背压将冷凝水汇集输送至多路共网器, 由多路共网器平衡各路冷凝水压力后, 送入闭式冷凝水回收装置, 经水泵送至除氧器直接作为锅炉给水[2]。闭路供热系统与供热及热流量计量系统如图1所示。
图1中的蒸汽热流量计量系统原理如图2所示。冷凝水热流量计量系统与过热蒸汽相似, 不同之处是比焓计算模型中不计入压力。
测量系统使用DDZ-Ⅲ型变送器, 测量精度为0.2%, 温度变送器精度为0.15%, 蒸汽测量采用涡街流量变送器, 测量精度为0.25%, 冷凝水测量采用涡轮流量变送器, 测量精度为0.2%。由式 (5) ～式 (8) , 计算得到热流量计量系统测量误差为5.7%。
4 节能效果
装置年运行时间为320 d/a, 蒸汽平均耗量22.5 t/h。冷凝水多路共网器平衡压力0.25 MPa, 温度120℃, 常温软化水平均温度约为20℃。采用热流量计量核算方法后, 各分厂加强冷凝水回收和设备及管路保温。整个系统冷凝水回收率由原来的40%提高到90%以上, 返回动力站温度由75℃提高到115℃。各温度下冷凝水比焓如表1所示。
4.1 多回收冷凝水量
冷凝水总量按供汽量的60%计算, 则每年多回收冷凝水量51 840 t。
4.2 多回收热量
多回收的热量包括:多回收冷凝水携带的热量和原系统回收的冷凝水因温度升高而多回收的热量两部分。
多回收冷凝水返回动力站的热量为2.064×1010kJ/a
原系统回收冷凝水 (7 t/h) 温度由75℃提高到115℃多回收的热量为6.99×109 kJ/a
总计多回收热量为2.763×1010 kJ/a
5 结论
通过建立蒸汽和冷凝水的比焓模型, 在准确测量质量流量基础上实现了热流量测量。在企业内部能源管理与经济核算中, 采用闭路供热系统热能计量方法, 促进了热能的节约, 年节约软化水约5.18万t, 年节约热量约2.76×1010 k J, 同时, 由于锅炉给水温度的提高, 产生一系列的煤、电及操作费用的节约, 收到可观的经济效益, 因合理利用和节约热能资源, 减少尾汽排放保护环境, 带来社会效益。
参考文献
[1]董伟, 原遵东, 王东伟, 等.蒸汽热能计量的实验研究[J].计量学报, 2007, 28 (3)
供热系统可靠性研究 篇6
在我国的供热行业里, 计量收费将取代按面积收取供热费, 是未来发展的必然趋势, 实行计量收费是以室内供暖系统可以把户室进行划分再分别进行控制为基础, 这就必须改造传统室内上供下回的单管顺流式供热方式。利用单管顺流方式供热存有一个跨越式的系统, 跨越式系统是在顺流式系统的散热器前供水水管与回水水管间增加跨越管, 散热器上装设恒温阀, 利用热分配表计热用量。每组散热器安装恒温阀以后, 因为恒温阀技术性能与用户行为条件, 流经散热器流量会不断发生变化, 要解决该问题, 必须在每栋楼热力入口位置增加压差控制阀或流量控制阀, 控制装置的选择要结合户内系统流量变化特征来进行。
2 用户调节给热力特性带来的影响
2.1 计算机模拟及模拟数学模型
由于进入室内进行测量及调节工作相当的困难, 因此, 可以通过编写跨越式系统模拟软件, 利用模拟软件来模拟不同工况。首先, 要先确定计算模拟参数, 为让模拟结果更接近于实际供暖工程, 要合理确定计算机模拟模型参数。室内温度为18摄氏度, 供水温度为85摄氏度, 回水温度则为60摄氏度左右, 散热器进流系数为30%, 又因散热器与旁通管的闭合环路自然循环压头较小, 几乎达不到散热器支路压力降的2%, 所以, 将其忽略不计。为方便分析, 用户调节状态只有关和开两种。供热系统热力入口里含有串联管路和并联管路, 并联管路总的阻力数的二次方根倒数可以用并联管路阻力数二次方根倒数和来表示, 串联管路总阻力数可以运用各串联管路阻力数和来表示。由于用户的自调节导致系统水力特征发生变化, 就需要运用管道特性方程来进行计算。
2.2 计算机的模拟分析
单管跨越式系统可分为异程式系统和同程式两种系统, 为证实计算机模拟切实可行, 建立了同程式系统模拟实验台, 通过比较计算机模拟结果和实验结果, 就能够考虑计算机模拟可行性。实验过程中运用压力表和水银压差计测量压差, 运用浮子流量计测量立管和散热器的流量。进行测试之前先利用重量法矫正浮子流量计, 实际测试时利用调整控制阀的开度使系统阻力发生连续不断的改变, 来模拟供暖用户的自调节, 由于供暖系统总流量非常的大, 所以, 测量立管阻力元件的两端压差变化就需运用U型管式水银压差计, 分析系统总流量的真实变化情况。利用实验模拟同计算机模拟系统在相同的工况下测试结果比照。通过对比计算机系统和实验模拟系统在相同调节工况的测试结果可以得出, 计算机模拟得出的结果与实验的结果近乎相同, 证明计算机模拟是切实可行的。为分析取暖用户调节热力特性和水力特性, 制定跨越式系统软件, 并采取热力入口定压差、定流量和单根立管定流量控制方式, 再进行各种控制方式的比较。
2.3 不同控制方式比较
先比较热力入口的定流量控制和定压差控制, 实际比较结果发现, 首先, 通过取暖调节用户数量和相对立管的流量统计, 可以体现用户调节致使立管流量发生的变化;其次, 通过热力入口的定压差控制可以清晰的得出用户调节致使立管流量变化很小, 即便立管全都关闭, 立管流量变化最大也会低于原有流量五分之一;最后, 运用的是热力入口定流量控制。通过观察实际测量结果, 可以得出控制热力入口定流量情况下, 其它立管用户调节给未调节立管流量带来的变化很大, 这种模拟结果现象最大变化是五分之一。然而实际情况, 取暖用户不会全部进行调节, 散热器也不能都处于关闭状态, 因此, 流量变化应该更小, 站在工程角度方面分析, 可以将未调节立管流量视为不变。因为用户调节不会给其它立管带来较大影响, 全面考虑经济因素, 最好不在每根立管上装设流量控制阀。分析结果同时显示, 热力入口的定压差和定流量控制方式效果相同, 在系统处于定流量的前提下, 其它立管用户调节给未调节立管的流量具有较大影响。如果其它立管用户都将散热器关掉, 对最远处立管流量具有影响, 可以依次考察系统里含有8根立管、6根立管及4根立管。每根立管均有6个用户, 计算结果如表1所示。
可以明显的看出伴随系统规模增加, 用户调节给最远端立管流量产生的影响越明显, 但最大流量的改变仍不会超出原流量的23%。在实际生活当中, 用户必然不会将所有的立管都进行调节, 也不可能关掉散热器, 所以, 实际流量的变化会低于23%, 在工程的角度来分析, 用户调节给其它立管的影响是可以忽略不计。
2.4 模拟结论总结
热力入口定流量控制单管跨越式系统的最大流量变化是23%, 由于实际生活中, 所有温控阀不会一起关死, 实际系统流量变化会更小, 部分用户调节会使系统流量发生最大7%的变化, 因此, 站在工程角度看, 单管跨越式系统就是准定流量系统。也正因为此, 热力入口的流量控制阀与压差控制阀控制效果基本相同, 考虑实际情况, 要全面考虑二级官网整体情况合理确定控制方式。而将压差控制阀装在热力入口, 不仅能够吸收网路压力波动, 还会减弱被控对象支路之间的干扰, 所以, 应该在热力入口装设压差控制阀。
3 结语
由于我国供热系统主要是采用集中供热方式, 所以, 有必要在我国发展计量供热技术。计量供热技术能够实现室温可控, 热量计量能够给采暖收费提供可靠依据, 让用户清楚的制度自己用热量, 进而结合自身实际情况, 合理科学的控制室内温度, 在避免室内温度过热过程中, 还有效降低采暖费。计量供热要求供热部门可以按照用户需要, 利用调节和监控手段根据需要进行供热, 改善供热品质, 提升供热水平, 让用户更加满意, 也减少能量消耗, 有效降低燃煤量, 保护大气环境。
参考文献
[1]李田凯.浅析现有供热系统的热计量改造[J].区域供热, 2014 (02) .
供热系统可靠性研究 篇7
随着人们节能意识的提高以及动力分布式系统的推广,越来越多的人采用动力分布式供热系统来作为集中供热输配系统。动力分布式供热输配系统除了在热源处设置主循环泵外,在管网干管或( 和) 用户支路还设置分循环泵,运用“接力”的方式共同实现热媒的输送,循环泵采用变频控制以实现对系统流量的调节。动力分布式供热输配系统具有如下优点: 1) 降低了主循环泵的扬程,管网运行压力随之降低,有利于系统的安全运行。2) 该系统在用户处设置用户泵代替传统集中供热系统的调节阀,由原来在调节阀上消耗的多余资用压头改为由用户泵提供必要的需用压头,这种做法减少了阀门的节流损失,几乎无无效电耗,此外系统稳定性、可调性也有所提高[1,2]。
目前,学者们大多是笼统的讨论动力分布式系统的特点,如节能性高、稳定性强、可调性好等,然而动力分布式系统按分循环泵的放置情况分为动力分布式二级泵供热系统和动力分布式三级泵供热系统,具体针对这二者之间的关系及动力分布式三级泵供热系统的特点鲜有文献提及,故文中就从水压图、能耗、经济性这三方面分析动力分布式三级泵供热系统相比较传统集中供热系统、动力分布式二级泵供热系统的特点,进而为暖通设计人员方案确定时提供一定指导。
1动力分布式三级泵与二级泵的系统形式比较
动力分布式供热系统按分循环泵位置不同分为动力分布式二级泵供热系统和动力分布式三级泵供热系统。动力分布式二级泵供热系统由热源主循环泵和各支路用户泵组成,动力分布式三级泵供热系统由热源主循环泵、干管泵及各支路用户泵组成,这两种系统的系统示意图如图1、图2所示。
由于动力分布式三级泵供热系统与动力分布式二级泵供热系统中泵的作用不同,进而设置位置及设置个数也不同,从而带来二者的水压图、能耗及经济性都具有差异。文中将从这3个方面具体分析动力分布式三级泵供热系统的特点。
2动力分布式三级泵供热系统的特点
2. 1从水压图分析动力分布式三级泵的特点
动力分布式二级泵水压图如图3所示。动力分布式三级泵水压图如图4所示。
由图3和图4水压图分析可知: 在动力分布式二级泵供热系统中,用户泵需要克服的阻力由两部分组成,分别是零压差点到用户处的干管阻力和用户自身阻力。随着供热半径的增大,远端用户所需的扬程增大很多,这时很难选取一款扬程很大,而流量很小的泵,或者选取的普通泵难以满足需要, 需要选取多级泵,进而造成部分泵和管网的承压要求加大,导致造价升高及使用寿命的减少。然而在动力分布式三级泵系统中,经过干管泵这一级提供动力,使得远端用户泵的扬程大大减小,有利于管网系统安全稳定的运行,但近端用户可能会使用调节阀来消耗掉多余压头,会造成一些无谓能耗。
所以动力分布式三级泵供热系统可以解决动力分布式二级泵供热系统远端用户泵选择困难这一不足,但能耗会相对增加。
2. 2从能耗分析动力分布式三级泵的特点
通过压力工况分析得出: 在供热半径达到一定程度时,三级泵供热系统可以弥补二级泵供热系统在远端用户泵选择上的不足。实际上不仅仅影响到系统压力工况的变化,还影响到系统的能耗和经济性。
从水压图可以看出,动力分布式三级泵供热系统某些用户存在一些无谓的能耗损失,传统供热系统存在更大的能耗损失,动力分布式二级泵供热系统没有无谓的能耗损失,因此动力分布式三级泵供热系统能耗介于二者之间。
以一工程算例为模型,分别计算传统集中供热系统、动力分布式二级泵供热系统与动力分布式三级泵供热系统的能耗与经济情况。假设5个用户间隔均匀分布; 供回水管道总长4300m; 比摩阻为60Pa / m; 供回水温度为85℃ /70℃ ; 每个用户的流量均为32t/h,每个用户资用压头为,热源损失为,局部阻力为沿程阻力的30% ,且假设循环水泵的效率为75%[3]。
循环泵的能耗为:
式中: N—泵的能耗,k W;
Q—泵的循环流量,t/h;
H—泵的扬程,mH2O;
η—泵的效率,取η=70%。
以下是对3种方案进行能耗分析:
2. 2. 1方案一: 传统集中供热输配系统
传统集中供热系统的示意图及水压图如图5、 图6所示。
主循环泵流量: Q = 32 × 5 = 160t/h;
主循环泵扬程: H = 10 + 5 + 60 × 4300 × ( 1 + 30% ) /10000 = 48. 54m H2O;
主循环泵功率:
供回水干管压降损失P = 60 × 860 × ( 1 + 30% ) = 67080Pa = 6. 708m H2O。
外网提供的资用压头: P = 48. 54 - 10 - 6. 708 = 31. 83m H2O。
阀门b所消耗的能耗:
其他用户计算同用户1,模拟计算结果如表1所示。传统供热系统运行设计工况各项能耗分析如表2所示。
综上所述,方案一传统供热输配系统泵的总能耗为28. 11k W,其中阀门能耗为7. 78k W,占到泵的总能耗为27. 57% 。
2. 2. 2方案二: 主循环泵与用户加压泵相结合的动力分布式二级泵系统
主循环泵加用户加压泵形式的动力分布式二级泵系统示意图及水压图如图7、图8所示。
主循环泵的扬程: H = 10 + 60 × 430 × ( 1 + 30% ) × 2 /10000 = 16. 708m H2O;
主循环泵的流量: Q = 160t/h。
则主循环泵的功率:
方案二泵耗计算结果如表3所示。方案二投运设计工况各项能耗分析如表4所示。
注: 总能耗为20. 44k W。
综上所述,方案二主循环泵加用户加压泵形式的动力分布式二级泵供热系统中泵的总能耗为20. 44k W,阀门消耗掉能量为0。
2. 2. 3方案三: 主循环泵,干管泵与用户加压泵相结合的动力分布式三级泵系统
主循环泵、干管泵与用户加压泵相结合的动力分布式三级泵供热系统示意图及其水压图如图7、 图8所示。
主循环泵的扬程:;
主循环泵的流量:Q=160t/h。
则主循环泵的功率为:
方案三的调节阀能耗计算结果如表5所示。 方案三泵耗计算结果如表6所示。方案三运行设计工况各项能耗分析如表7所示。
由上述计算分析可得,方案三主循环泵、干管泵与用户加压泵相结合的动力分布式三级泵供热系统为25. 89k W,阀门能耗为5. 274k W,占到泵总能耗的20. 37% 。
3种方案泵的能耗情况及阀门能耗占比例如表8所示。
由此可得: 方案一中泵的能耗为28. 22k W,阀门能耗占到泵的总能耗的27. 57% ,方案二中泵的能耗为20. 44k W,阀门能耗为0,方案三中泵的能耗为25. 89k W,阀门能耗占到泵的总能耗的20. 37% 。动力分布式三级泵供热系统的能耗介于传统供热系统与动力分布式二级泵供热系统之间。 此结论与定性分析结论保持一致。动力分布式三级泵供热系统节能性不如动力分布式二级泵供热系统,但相比较于传统供热系统具有一定的节能意义。
2.3从经济性分析动力分布式三级泵的特点
2.3.1年费用法
从前面的模拟计算比较中发现动力分布式三级泵供热系统的能耗介于二级泵供热系统与传统集中供热系统之间,一个完整的设计方案还需要考虑它的经济效益,这样才能对设计方案有一个全面的评价。下面采用年费用法对3种系统进行分析:
年费用法静态计算公式为:
式中: S—方案i的年计算费;
Ci—方案i的初投资;
N—方案i的使用寿命年限;
TCAi—方案i的年运行费用。
其中,年运行费用TCAi文中只考虑水泵的电费、忽略计算维修费、热损失费、人员费等[3]。
2. 3. 2经济模拟分析
对于上面各方案进行经济性模拟分析,假设某地区采暖期为120d,电价为0. 50元/k Wh,水泵变频调速的相对电耗统计值为0. 678,总初投资包括变频器及电动调节阀的费用,变频器的价格取800元/ k W,水泵的价格取300元/ k W,电动调节阀的价格取700元/个,各方案的使用寿命均为15a[3]。3种方案的经济性比较如表9所示。
由分析可得: 方案一初投资最少,年运行费用最多,但回收期最短; 方案二初投资最多,年运行费用少,但回收期最长; 方案三动力分布式三级泵供热系统的初投资、年运行费用、回收期皆介于方案一与方案二之间,在具体系统方案选型时,根据工程实际需要以及现场情况做出合理选择。
3结语
1) 动力分布式三级泵供热系统解决了动力分布式二级泵供热系统远端用户泵选择困难这一不足之处。
2) 动力分布式三级泵供热系统能耗介于传统供热系统与动力分布式二级泵供热系统能耗之间, 其节能性不如动力分布式二级泵系统,但相比较于传统供热系统具有一定的节能意义。
3) 动力分布式三级泵供热系统初投资、回收期介于传统供热系统与动力分布式二级泵供热系统初投资之间。其相比于传统供热系统节省了初投资,相比于动力分布式二级泵系统缩短了回收期。在实际系统方案确定时,可以根据实际工程情况进行合理选择。
4) 动力分布式三级泵供热系统可以解决二级泵供热系统远端用户泵选择困难这一问题,但其能耗节省情况并没用动力分布式二级泵系统那么明显。通过计算过程可以发现: 动力分布式三级泵供热系统能耗与供热规模即热用户数量、主干线管段压降大小和热用户需用压力大小有关[5]。当这些因素是什么趋势的时候动力分布式三级泵供热系统能耗最低,有必要继续进行下一步探讨。
参考文献
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[2]袁丽娟,吴志湘,靳贵铭,等.动力分布式供热系统适用性研究思路的探讨[J].节能,2015,34(11):30-34.
[3]杜瑞环.动力分布式变频输配管网的节能分析[D].邯郸:河北工程大学,2012.
[4]苗庆伟,由世俊,张欢.新型分布式变频三级泵供热系统[J].暖通空调,2013,43(12):145-147.
供热系统可靠性研究 篇8
关键词：太阳能,供热系统,优化设计,相变材料
太阳能供热技术主要利用集热器吸收太阳能, 然后通过传热工质传送给供热系统, 进而实现对建筑的供热。太阳能供热技术的应用不仅有助于缓解当前能源紧张的问题, 而且还能保护环境, 但该技术在应用过程中也存在一定的不足。由于太阳能具有不稳定性, 且热能存储技术尚未完善, 极大地限制了对太阳能的热利用。在此情况下, 如何提高太阳能供热系统的运行效率, 已经成为该领域研究的关键性问题。因此, 对太阳能供热系统优化设计的相关问题进行探讨, 具有重要的现实意义。
1 工作原理和相关设计
1.1 太阳能供热系统的工作原理
太阳能供热系统由集热系统、辅助热源系统、蓄热装置和供热末端装置等构成, 主要分为能源供应、能源存储和能源利用三个环节 (如图1所示) 。与传统的供热方式相比, 太阳能供热系统并不以常规能源作为主要热源, 而是利用集热器收集太阳辐射能, 并将其转化为热量, 再通过供热末端装置输送给用户, 剩余的热量则被存储在蓄热装置中, 以备不时之需。如果存储的热量难以满足用户的需要, 辅助热源就会发挥其作用, 帮助完成供热任务。
1—太阳能集热器;2—相变蓄热器;3—热水箱;4—辅助加热装置;5—地盘管;6—循环水泵;7—控制器
该系统的具体工作原理是:在太阳能丰富的时段启动水泵, 开启V1、V3、V5和V6阀门为建筑采暖, 同时蓄热;在太阳能较弱的时段, 关闭V1和V3阀门, 集热器仅向用户供热;在夜晚或阴天, 启动相变蓄热装置, 开启V2、V4和V6阀门, 将蓄存的太阳能供给用户;当相变蓄热装置的热能不足时, 则需运行辅助加热装置, 开启V2和V4阀门, 为用户提供热量。
1.2 太阳能供热系统的设计
太阳能供热系统的设计主要集中在集热系统和蓄热装置两部分。其中, 太阳能集热系统的设计包括选型、定位、连接和确定面积四个环节。在选型前, 应对太阳能集热器进行分类:按照结构类型分为真空管式、平板式和空气太阳能集热器;按照吸热体材料划分, 真空管集热器又分为金属热体真空管和全玻璃真空管。太阳能集热系统的定位主要依据集热器的安装倾角和方位, 以更好地接收太阳辐射。太阳能集热器主要有串联、并联和混联三种连接方式, 连接方式的选择要根据具体情况判定。由于太阳能供热系统主要满足暖季的供热需求, 因此, 集热器面积的确定主要依据暖季的供热负荷。蓄热装置的设计主要包括选择、装置和运行三个环节, 相变材料有很多种类, 其中, 固-液相变材料具备高储能密度、导热系数大等优点, 被广泛应用。相变材料一般要封存在容器里, 构成相变蓄热装置, 该装置可实现采暖、蓄热和供热等运行模式。
2 太阳能供热系统的优化设计
2.1 太阳能集热系统的优化
集热系统的优化应考虑集热器的最佳倾角和最优面积。集热器与水平面之间的夹角称为最佳倾角。最佳倾角的确定, 能使太阳能供热系统在特定条件下收集最大量的太阳辐射能, 从而最大限度地发挥系统的集热作用。最佳倾角主要受当地的地理纬度、太阳辐射量、太阳角和月份等因素的影响;集热器的最优面积会直接影响系统的运行效果, 最优面积的确定需要认真衡量集热器面积与太阳能保证率之间的关系, 以计算供热系统的寿命期净收益。通常情况下, 与采暖季最有利工况对应的集热器面积较小, 该情况出现的概率相对较大;与采暖季最不利工况对应的集热器面积较大, 而最不利工况下的部分负荷由辅助热源承担。因此, 太阳能集热器的最优面积要小于最不利工况对应的集热面积。
2.2 太阳能蓄热系统的优化
在集热器的面积确定后, 需确定蓄热容量, 这主要通过集热器的集热量和建筑物热负荷的时间来确定。从建筑24 h的集热量和热负荷的变化中发现, 随着室外温度和日照强度的提高, 集热量会不断增加, 热负荷则会不断降低。蓄热量的表达式为:
式 (1) 中:Qx——系统需要的热量;
Qj (t) ——集热器d的集热量;
Qw (t) ——建筑的热负荷, k W。
由于采暖季的日太阳辐射量与室外温度不一致, 所以, 建筑的日热负荷与集热量有差异, 这也造成了蓄热系统日蓄热量的不同。通常情况下, 采暖季初期和末期的太阳辐射量较大, 温度较高, 日蓄热量也较大, 根据日蓄热量集中的区间, 可以确定蓄热量的容量, 在此基础上, 还可计算出蓄热装贸填充的相变材料的质量。
3 结束语
综上所述, 鉴于太阳能的不稳定性, 将太阳能集热系统、蓄热装置和辅助热源有机地结合在一起, 实现了太阳能供热系统供热的稳定性。通过分析太阳能供热系统的工作原理和相关设计, 我们认为, 因太阳能供热系统由多个部分组成, 所以, 需要合理配置各部分。因此, 我们着重优化设计了太阳能集热器的最佳倾角、最优面积和蓄热系统的容量, 以使系统运行效果达到最佳。
参考文献
[1]陈晨.太阳能供热系统的优化设计研究与应用[D].石家庄:石家庄铁道大学, 2013.
[2]李江燕.太阳能集中供热系统示范工程应用参数的研究[D].昆明:昆明理工大学, 2013.
电力系统继电保护可靠性评估研究 篇9
【摘要】毋庸置疑，电力系统能否安全运行的有效保证便是继电保护，继电保护的可靠性直接关乎了电力系统整体的效力发挥。本文将浅谈电力系统中继电保护可靠性的内容与突出意义，在此基础上提出确保继电保护可靠性的有效方略，望对日后的电力系统继电保护工作有所增益。
【关键词】电力系统；继电保护；内涵浅析；探究路径
紧随着国内经济的迅猛发展，也带来了电网系统规模的扩大化发展态势，其所服务范围也日益扩大。由是，各类电子设备和线路才得以紧密相连。此外，受制于人为和社会等等因素，电器难以避免会出现故障，继而对民众生活造成影响。为了有效规避这一问题，有关工作人员需要确保系统正常运行，同时正确合理的设置电力系统继电保护有关装置，强化鉴定工作，防范不合理继电保护行为的发生。
一、浅析继电保护含义、基本任务与相关可靠性指标
1、内含浅析。一般来说，电力系统继电保护发挥着保障电气安全的重要作用，也关系着供电安全。其作为诸多电力系统的根本性工程技术之一，能够直接体现电力系统在灵敏性与可靠性上的选择，如若出现异常的短路或其他情况时，实现继电保护的作用并确保用电安全便十分关键。在继电保护的设计方面，电力系统继电保护离不开某种形式组合而成的保护装置的保驾护航。因而，任何电力设备都要严格要求继电保护设置的平稳正常运行。
2、继电保护的工作内容，即工作基本任务不容小觑。一旦电力系统发生故障状况时，便能够通过整个电力系统的相关继电保护装置实现精准判断分析，同时第一时间运用处理举措，针对远距离的故障状况作出判断，继而选择最近断路器，做出指令，以便于让故障部分同电力系统自动断开动作。与此同时也要认识到满足电力系统的要求下，也要有效的规避电力系统相关部件损坏风险，继而削弱隐患与危险。另外，在电力系统继电保护正常运行下，可以实现及时处理工作的不良状况，并且能够智能性依据各类不同情况灵活发出迥异的信号预警，综上其极大的保证了设备装置自动调节性能，尤其是贯穿于自动调节装置阶段动作中，相关继电保护电力系统装置会实施相对延时动作。
3、繼电保护的可靠性衡量标准便是质量水准，凭借着相关技术配置系统，得以让部件以及设备在一定范围和条件背景下达到规定功能实现的理想目标，与此同时也会精准保证有关切除部分都是出现故障问题的电器又或是线路。毫无疑问，诸如此类都是保护装置工作的相关要求，细细探究这些装置可靠性也基本表现在设备自身具备的可靠性和其功能的可靠性指标，这些功能可靠性所指的是电力系统中继电保护工作状态时能够进行正常运行的几率。相关工作人员在核验设备功能时通常会采用到故障分析、马尔科夫模型法以及概率分析等等手段。但是，继电保护系统迥异于其他系统，所以立足于这一点，概率法不如分析求解法奏效。
二、提升继电保护可靠性效力的方略
1、设计并优化电力系统继电保护设备。设备的设计与优化是不可否认的先决条件，在有关设计工作者进行系统继电软件设计时，一般情况下需要考虑备用切换、多数表决的方式，诸类方法有助于革新和改善电力系统继电保护可靠性与可用性，在一定程度上也是提升可用性水准的不二法宝，还能有力的降低误动率。同时，这种多数表决的方法可以确保可靠性指标固定在对应规定范围之内，继而不断提高该指标。在备用切换手段下，更容易实现改变可用度指标的想法，并且这类方法并不会影响到其他方面正常工作。由是，开展设计工作时，有关设计人员也需要依据电力系统继电保护相关实际状况来进行对应分析，从而选择出科学合理的方式。另一方面也值得关注的是，在电力系统继电保护相关优化设计中都必须建立在高可靠性的基准上，竭力削减装置所耗数量，用以节省资金，从而实现对应资金配额的最小化。贯穿于实际运行操作中，设计人士不可避免的要秉持系统可靠性为首的准则，牢牢遵循着这一方向开展设计与优化工作进程。
2、做好继电装置定值设置，改进保护装置维修工作。在应用电力系统继电保护装置时往往需要设置合理的定值，由此可以看出，继电保护装置的定值设置必不可少，确保定值设置的准确率强有力的影响着电力系统保护的可靠效力。在进行定值计算的过程中，也对相关工作人员的专业能力与知识技能储备提出了高要求，整个过程也离不开责任心与认真态度。定值计算前首先要绘制出系统阻抗网络图，以确保基础数据准确程度，立足于继电保护定值的计算标准来计算不同不同设备对应的保护定值，用来保障继电保护的定值的科学合理性。同时要及时检查上下级的保护定值配合的大小问题，为防范发生上下级定值不配套而跳闸的事故。
3、强化继电保护投入使用的装置的质量水平，探索自动化继电保护新方向。装置的质量问题是核心点之一，这直接决定了继电保护可行性、可靠性。因此，在电力系统继电保护装置选择时必须秉持性能好、质量高、故障率低、使用时间久的保护装置优先的原则，不仅如此，还要兼顾到实际电力系统必须结合恰当装置型号的关键点。反观当下的继电保护发展进程，不难发现现有的继电保护系统已经发展的较为完备，但是可以发现诸多电力企业为了保证继电保护装置平稳运行，不断的拓展完备在继电保护维修方面的人力资源投入，但是高成本、高耗力的人力投入无异于是人力资源的浪费，由是，如若改进相关设置，实现自动化继电保护将会有益无害，那么在检查、更改、保护继电保护定值以及采集信号，检修继电保护状态情况皆能完成远程管理，远程化管理，远程化操作更是未来继电保护发展的方向。自动化继电保护投入实践中是必然选择，也会降低人为事故发生的概率，整体上会带动电力系统继电保护装置日臻完善。
结语
在现代化的今天，无论是企业还是日常用户都免不了对电力系统继电保护的扩大化需求，也由此推动继电保护技术向着信息化、通信一体化方向发展。由此，电力系统相关继电保护工作人士的工作内容也日益冗杂，处于初步阶段的国内继电保护技术有待改善，往后的继电保护工作仍然任重而道远。
参考文献
[1]许彩娟.关于电力系统继电保护可靠性问题的研究[J].中国新技术新产品，2014，16（15）.
供热系统可靠性研究 篇10
关键词：高层建筑,供热系统,压力及温度的自动控制
建设节能型住宅,是我国节省能源资源,实现经济可持续发展势在必行的抉择。从1997年到2006年,房地产开发投资增长3.2倍;从1999年到2004年,全国商品房销售面积从1.45亿平方米增加到3.82亿平方米;从1998年到2004年,城镇居民人均住房建筑面积由近19m2提高到约24m2。现代高层建筑的发展有利于节约用地、解决住房紧张,减少市政基础设施和美化城市空间环境。如达到发达国家建筑节能水平,到2020年我国每年将节省3亿吨标准煤,降低8万千瓦用电负荷。我们开发的设备是采暖行业中节能降耗的必要手段和保证。市场需求很大。由于即将推广的分户计量,原有的高层供暖设备将难以满足系统的要求,节能型智能供热设备可以很好的解决这样的问题,这样的设备很容易被市场接受,并具有很强的市场竞争优势。
本项目研制的高层建筑供热系统节能控制技术及设备机组的适用范围:1)在原有管网的基础上,欲将高区采暖系统与低区采暖系统并网运行;2)欲将集中供热换热站与高区采暖系统直连运行;3)企业、居民小区的热源并网改造工程等。
高层建筑供热系统节能控制技术及设备机组的性能特点:1)高度智能化:设备机组采用变频控制技术,DDC数字多功能控制技术和智能仪表,全过程自动运行,无需人员执守。2)节能,安全可靠:设备机组可配合原有系统的运行调节方式进行质调节,量调节及质、量并调,减少运行能耗。通过采用先进的技术手段,在满足功能需求的前程下,充分保障系统运行的安全可靠,低区不超压,高区不汽化,并网压力一致,最大幅度减小对原有系统的影响。3)技术针对性:具体的用户存在不同的问题,如定压方式、外网规模、建筑高度、建筑高差等,设备机组可针对各个用户的具体问题提供相应的解决方案。参见图1。
1总体设计
1.1总体方案
根据建筑物供暖系统定压方式、规模高度、建筑面积和高差等要求,对智能仪表和变频器进行设置,通过变频器对增压泵的控制,使泵以软启动方式开启,变频器控制泵的转速,以恒定压力给高区采暖单元供热,当高区回水压力达到设定值后,开启减压隔断装置的电磁阀,高区回水经减压阀回到低区管网。通过对回水压力和温度的检测,自动调节阀门的开度,达到高、低区回水压力一致,温度相近,确保低区系统的安全运行和高、低区系统的热力平衡。当检测到供水温度达到高区采暖系统要求的温度极限时,自动开启降温电磁阀,将高区的低温回水与高区供水相混合,降低供水温度,确保高区采暖系统的安全。并在系统停泵和停电时将高区采暖系统和低区采暖系统隔断为两个完全独立的系统。充分保证低区采暖设备的安全。
1.2研制目标
当高层供暖系统流量变化范围在30%内,
压力精度≤0.01 MPa
温度精度≤1℃
响应时间≤1 s
1.3研制内容
按照功能可将设备机组划分为数字式变频控制柜,变频增压,减压隔断和降温调节四大系统部分。
2 分系统设计
分系统设计中充分借鉴现有技术装备并自主开发具有自动调整高区、低区之间热力平衡功能的机构,使之和现有设备有机结合,解决在变流量状态下的高层建筑的供热问题。该设备采用了先进的计算机数字控制和变频技术以及成熟的压力、温度传感技术和完备、可靠的自动控制设备,达到变流量的状态下的压力和温度的控制。
2.1 变频增压系统
根据建筑物供暖系统定压方式、规模高度和高差等要求,利用变频技术和独立研发的控制仪表对增压泵进行控制,达到将低区的供热水有效、节能地输送到高区采暖单元的目的。保证采暖单元正常的供热。根据采暖面积的大小确定增压泵的流量。根据建筑物的高度和系统的延程阻力的大小来确定水泵的扬程,由水泵的流量和扬程决定水泵的口径和功率,确定了水泵的功率后,选取与之相匹配的变频器的型号。
本系统涉及3个方面的计算问题:
1)根据定压方式、规模高度、建筑面积和高差等参数进行室内热水采暖系统的水力计算;
2)根据热源来流温度和压力进行室外热水网络的水力计算;
3)根据室内和室外热水采暖系统的水力计算进行加压泵变频调速及控制。
2.1.1 室内热水采暖系统的水力计算(等温降法)
1)根据已知温降,计算各管段流量
式中Q——各计算管段的热负荷,单位为W;
t——系统的设计供水温度,单位为℃;
t'h——系统的设计回水温度,单位为℃。
2)根据系统的循环作用压力,确定最不利环路的平均比摩阻
式中Rpj——最不利循环环路的平均比摩阻,单位为Pa/m;
Δp——最不利循环环路的作用压力,单位为Pa;
a——沿程压力损失占总压力损失的估计百分数,可查表确定;
ΣL——环路的总长度,单位为m;
3)根据经济平均比摩阻和各段流量,查表选出最接近的管径。
4)计算确定各管段的沿程压力损失
式中:l——各管段长度。
5)确定各管段的局部阻力系数,计算确定各管段的局部压力损失。
式中:——局部阻力系数和ρ——液体的密度。
v——液体的流速。
6)确定系统总的压力损失
2.1.2 室外热水网络的水力计算
室外热水网络水力计算的主要任务是
1)已知热媒流量和压力损失,确定管道直径。
2)已知热媒流量和管道直径,计算管道的压力损失,进而确定网路循环水泵的流量Q和扬程H,进而确定泵的功率:
式中:g——重力加速度;η——水泵的效率
3)已知管道直径和允许的压力损失,校核计算管道中的流量。
室外热水网络水力计算方法与室内热水网络水力计算方法相同,不再赘述。
2.1.3 加压泵变频调速及控制
变频调速,是通过压力传感器将管网的压力信号转换成电信号,经滤波器滤波后,由A/D采集到微机控制器中进行比较、判断,并经调节处理后,送至D/A转换器输出给变频器,变频器再通过输出不同的V/F图形,改变频率输出电压频率,从而控制交流电动机的转数,达到自控目的。
2.2 减压隔断系统
减压隔断系统的功能是将高区的回水压力降低到与低区回水压力相同后,将回水送回到低区供热管网。从而减少因压力不同而对低区采暖系统产生的影响,并在系统停泵和停电时将高区采暖系统和低区采暖系统隔断为两个完全独立的系统。充分保证低区采暖设备的安全。通过对回水流量的调节,达到高、低区采暖系统的热力平衡,互不影响。该系统由过滤器、电磁阀、持压减压阀、电动调节阀等组成。根据水泵的流量选择相匹配的型号。
该系统由过滤器、电磁阀、持压减压阀、电动调节阀等组成。其中,持压减压阀是保证系统安全运行的关键部件,其原理示意如右图2所示。
持压减压阀的工作原理是当回水管的压力作用在阀瓣的向上力超过弹簧的压力时,阀瓣才能打开。
持压减压阀的作用是保证高层系统不会出现倒空。当管网循环水泵停止运行时,弹簧的拉力超过高层系统的静水压力,就将阀瓣拉下,将阀门关闭,同时安装在供水管上的止回阀可防止上层系统的水从供水管回流倒空,这样就将上层系统与室外热管网切断了,避免了高层建筑过大的静水压力作用在管网系统上。一般,将弹簧的压力设置在大于该处静水压力30～50 kPa。循环水泵运行时,该处回水管动压超过弹簧压力,从而顶开阀瓣,阀孔打开。
1-阀体;2-阀瓣;3-阀杆;4-阀膜;5-弹簧;6-调节杆
工程中减压阀的选型也很重要,合适的减压阀既可以节省成本,又能稳定水压,同时保证水量足够的情况下不浪费水。
2.3 降温调节系统
随着新型材料的应用,有些情况对供热温度要求不能太高。目前工程中大多采用地板辐射采暖和风机盘管,这种情况都要求供热系统采用低温差、大流量的方式运行。降温调节系统的作用就在与此,当高区供热水温超出高区采暖单元的要求时,开启降温系统的电磁阀,使温度较低的高区回水和温度较高高区供水相混合,达到降温的目的,同时也增大了高区的供水流量。该系统由过滤器、电磁阀和温度传感器等组成。
低温热水地板辐射采暖的计算方法采用修正系数法:
式中:Qf——辐射采暖热负荷,单位为W;
Qd——对流采暖热负荷,单位为W;
φ——修正系数,低温辐射采暖系统为0.9～0.95(寒冷地区取0.9,严寒地区取0.95)
2.4 数字式变频控制柜
该单元是整个设备机组的控制核心,它通过对系统不同点的压力、温度的数据采集,经过计算机对所采集的数据进行分析处理,向各执行机构发出指令,来完成各系统的功能。它还带有自检功能和报警功能,以保证系统的安全。
主要功能有:1)画面显示功能:温度T1,温度T2,阀门开度百分比,压力,变频工作频率,水泵运行状态;2)温度控制功能:以T1作为给定,T2作为反馈,通过PID控制方式调节阀门开度。当T1>T2时阀门开度增大,反之T1
其组成如下:1)数据采集系统,可采集PT100两路。4-20 MA两路、三相电压检测0-690 V,电流100 MA检测两路,8路开关量输入状态。2)输出6路继电器、1路0-10 V输出。3)通讯接口:2路RS485通讯。
电路图及控制柜外形布置图详见图3,电路控制图详见图4。
数字式变频控制柜程序流程见图5。
作为最终样机的特色之一,该产品具有良好的人机交互界面,可实时显示如下信息:
1)状态报告:①变频工作电流,输出频率,输出电压;②进线三相电压;③进线三相电流;④控制器端子的接通状态。
2)应用菜单:①恒压的压力设定值,PID的比例,积分时间,下限工作频率;②可以设定休眠频率,休眠延时,唤醒压力,唤醒延时;③可以设定温度控制的PID的比例,积分时间;④可以设置阀门控制的最大开度,最小开度。
3)切换成手动控制开度。
4)系统菜单:①调整电流检测变比;②传感器断线检测使能;③上电总时间和运行总时间;④软件版本号。
5)故障弹出页面:有温度,压力传感器断线,相序错向时,系统显示报警页面,并鸣笛。
3 试验和应用情况
3.1 试验情况
为了验证项目设备在引入节能技术之后不会对原有的供热系统的输入输出(压力和温度)造成明显的影响,同时能够更加合理地利用热源,采用最小流量的供水,达到最佳供热效果即最佳舒适度的目的。分别进行了减压隔断系统可靠性试验和系统联调试验,介绍如下。
3.1.1 减压隔断系统可靠性试验
试验目的:1)检验减压隔断系统能否在要求的范围内将高区的回水压力降低到与低区回水压力大致相近的程度;2)检验减压隔断系统能否在系统停泵和停电时将高区采暖系统和低区采暖系统完全隔断。
试验方法:连接参试产品成为闭合回路后,运行试验台至稳定工况(高区的回水压力变化范围在0.01 MPa以内),开启系统运行至稳定后,分别完成1)记录系统前和系统后的压力参数,同时比较系统后的压力参数与低区回水压力的相近程度;2)实施停泵操作;3)实施停电操作,并且系统反复运行3次考察一致性及可靠性。记录数据如表1所示。
3.1.2 高层建筑供热系统节能控制技术及设备系统联调试验
3.1.2. 1 联调压力试验
1)按照图6显示P1,P2,P3,P4处的压力值;
2)设定P1=0.600 MPa,通过系统自动调节使P3处的压力与供热系统低区回水压力相近(,试验环境下=0.300 MPa);
3)要求设备运行平稳,无冲击,无噪音;
4)传感器反馈压力每1 h进行1次读数记录,试验时长5 h。
3.1.2. 2 联调温度试验
1)按照图7位置显示T1,T2,T3处的温度值;
2)当试验环境下T1=60℃时,通过系统自动调节使T2处的温度与供热系统低区回水温度T3相近(试验环境下T3=48℃);
3)传感器反馈温度每1 h进行1次读数记录,试验时长5 h。
3.2 试验结论
由于系统设备引入了具有自动温度跟踪功能的智能控制仪表,通过对执行机构进行自动调节,使高区回水温度在变流量状态下随低区回水温度变化而变化,并使二者温度达到最终相近的目的。同时也充分证明该系统设备具有高度智能化、自动调节高低区热力平衡、节能和安全可靠的特点。
3.3 应用情况
为了考核样机的整体使用可靠性、经济效益和调整保养的简易程度,关键部件和易损易耗件的耐用性和安全性,并于2009年的采暖季对样机进行了严格的试验考核。考核分别在太原及周边市县的不同高层建筑中进行,考核结果完全满足设计需要。此技术解决了由于供热分户计量后所衍生的计费问题,更重要的是实现了合理利用资源和低碳节能的工程理念,受到业内人士和广大顾客的欢迎。
4 结论
高层建筑供热系统节能控制技术及设备是在目前业界对高层建筑供热系统设备的选择上越来越追求安全、高效、可靠和节能的同时又兼顾集成化、小型化和标准化的基础上研发而成的。
1)针对高层建筑供暖系统节能的要求及在变流量工况的环境下运行特点,通过运用计算机数字控制变频技术和智能仪表技术,使系统达到在流量变化范围在30%内时,压力精度≤0.01 MPa;温度精度≤1℃;响应时间≤1 s。
2)由于系统设备引入了具有自动温度跟踪功能的智能控制仪表,通过对执行机构进行自动调节,使高区回水温度在变流量状态下随低区回水温度变化而变化,并使二者温度达到最终相近的目的。
3)通过分系统试验和系统联调试验充分证明:该系统设备具有高度智能化、自动调节高低区热力平衡、节能和安全可靠的特点。
参考文献
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