用于供热管网的旁通定压自控装置的制作方法

文档序号:15174989发布日期:2018-08-14 18:20阅读:1045来源:国知局

本实用新型涉及供热管网压力控制领域,尤其涉及一种用于供热管网的旁通定压自控装置。



背景技术:

在高纬度地区,冬季需要使用大型供热设备生产的热量以热水形式进行供暖,在供热设备与用户之间连接有复杂的集中供热管网系统,为了提高供热管网工作的效率,本领域技术人员一般会绘制供热管网的水压图,如图3,绘制精确的水压曲线是进行热网设计、分析用户压力状况及合理组织热网运行的重要手段。

为了使热网按水压图给定的压力曲线进行稳定、安全的运行,一般需要靠补水泵系统给供热系统定压,该过程中的定压方式、定压点的位置和定压点所要求的压力是影响补压效果的关键技术。

对于大型尤其是大高差的热水供热系统,为了适当降低热网管网的运行压力和便于调节供热管网的压力工况,常将定压点设在热源供、回水总干管之间的一根旁通管上,其管路连接结构如图4所示,其集成应用如中国专利ZL201310727736.4公开的一种多站多排带旁通回路的无末端集成集中供热网络;利用旁通压力P3完成补水定压过程;在操作时,通过调节旁通上的调节阀1和调节阀2的开启度改变旁通压力P3的大小,并控制补水泵和泄压阀来控制供热管网的动水压曲线升高或降低,从而调节供热系统的运行压力工况。

旁通管定压方式从理论到实践以及管网运行初期都起到了很好的效果,但随着供热管网运行多年后,从实际运行情况看上述旁通定压方式也存在如下诸多问题:

1、供热系统正常运行中旁通管道不断有供热热水流动,管网循环泵的计算流量增加导致多消耗电能。

2、在系统调试过程中,需通过调整调节阀1和调节阀2,并参照旁通管压力值来调整定压比。整个过程为纯手动操作,这种操作方式在调试过程中会出现短期波动,同时调整的精度也与操作人员的手法密切相关,很难实现精确的调整。

3、旁通管设计管径一般均较小,调节阀的流通截面就更加有限,当管网存在细小杂质时,很容易在供水侧调节阀造成沉积,加大调节阀1的阻力,从而造成系统的旁通定压比值会逐步升高,而旁通定压比的升高会造成整个管网压力提高,造成系统不安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种用于供热管网的旁通定压自控装置,它具有安全高效、控制精度高和稳定可靠的优点。

本实用新型是这样来实现的,一种用于供热管网的旁通定压自控装置,其特征在于,它包括分别用于检测供热管网供水压力P1和回水压力P2的热网供水压力变送器和热网回水压力变送器,热网供水压力变送器和热网回水压力变送器分别与控制器电连接,该控制器与补水系统控制连接。

所述补水系统包括与控制器电连接的补水泵,该补水泵通过补水管连通在蓄水池和供热管网的回水管之间。

所述回水管连通有泄压阀,该泄压阀与控制器电连接。

优选的是:所述控制器为PLC控制器。

优选的是:所述控制器还连接有用于显示定压值P3的压力表或显示屏。

本实用新型的有益效果为:本实用新型适用于大型集中供热一次管网定压运行控制,尤其适用于大高差供热管网的运行定压控制;它取消了供、回水旁通管和调节阀,使得控制设备更加简单,安装也较为方便;采用单向管路的补水系统,取消了旁通管道,避免了传统旁通管路热量消耗;控制器实时监控压差变化,提高了供热管网定压调节精度,减少了供热管网运行压力波动,增强了供热系统运行的安全、稳定性,并使供热管网运行能耗显著降低。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的管路连接结构示意图。

图2为本实用新型控制原理方框图。

图3为供热系统水压图。

图4为传统旁通管定压点补水定压管网连接示意图。

在图中,1、供热管网 2、热网供水压力变送器 3、热网回水压力变送器 4、控制器 5、补水泵 6、补水管 7、蓄水池 8、泄压阀 9、压力表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示,本实用新型是这样实现的,所述用于供热管网的旁通定压自控装置包括分别用于检测供热管网1供水压力P1和回水压力P2的热网供水压力变送器2和热网回水压力变送器3,热网供水压力变送器2和热网回水压力变送器3分别与控制器4电连接,该控制器4与补水系统控制连接;本实用新型取消了旁通管和手动调节阀,在控制时,利用位于供水管上的热网供水压力变送器2实时测量供水压力P1,利用位于回水管上的热网回水压力变送器3测量回水压力P2,然后将该测量电信号传递给控制器4,控制器4就会比较回水压力P2和供水压力P1进而得到定压值P3,控制器4根据设定以及定压值P3控制补水系统,该补水系统采用单一管路为供热管网1进行供水补压;由于能够及时检测P1和P2的差值,控制器4能实时控制补水系统,大大提高了供热管网供热水压调节的便利性,且采用单向管路的补水系统,取消了旁通管道,避免了传统旁通管路热量消耗,单向流动的补水系统还易于安装和维护,运行也更加安全可靠。

在具体实施时,所述补水系统包括与控制器4电连接的补水泵5,该补水泵5通过补水管6连通在蓄水池7和供热管网1的回水管101之间;在控制器4的控制下,补水泵5将从蓄水池7抽水,并加压后经补水管6供给回水管101。

为了提高控制的便利性,根据实际工况还需要对供热管网1进行泄压,本实用新型还在所述回水管101连通有泄压阀8,该泄压阀8与控制器4电连接;当供热管网1压力异常波动,控制器4可通过补水系统和泄压阀8实时进行增压和泄压,这样就提高了供热管网1定压调节精度,减少了供热管网运行压力波动,增强了供热系统运行的安全、稳定性。

基于上述结构和控制系统,本实用新型在具体实施时可采用如下控制方法,其中所述控制器4为PLC控制器,这样可利用PLC控制器的可编程功能实现对供热管网PLC仿真旁通定压控制,PLC控制器采集供热系统中供水压力P1和回水压力P2;然后根据供热网实际的运行情况设定旁通定压比K,K值的设定保证供热网在运行中管网不超压;PLC中设计供热系统定压值P3的计算算法:P3=P2+(P1-P2)×K÷(K+1)并计算出P3;PLC将计算出系统定压值P3作为反馈信号与供热系统设定的静压值进行对比,通过PID算法控制补水泵5变频器运行频率,改变补水量的大小,控制供热管网的动水压曲线升高或降低,维持供热管网系统安全、稳定的运行;上述控制方法过程如图2所示。

上述旁通定压的核心概念“旁通定压比K”,K=(P1-P3):(P3-P2)=S1:S2

式中,K:定压比、P1:供水压力、P2:回水压力、P3:定压值、S1:调节阀1的阻力系数、S2:调节阀2的阻力系数。

由上式可推导出:

P3=P2+(P1-P2)×K÷(K+1)其中K值(旁通定压比)在管网实际运行中结合不同的工况人为设定值。

为了提高实际控制的便利性,所述控制器4还连接有用于显示定压值P3的压力表9或显示屏,这样提高了供热管网压力控制调节的可视性,使压力控制的操作性更好。

本实用新型取消了供、回水旁通管和调节阀,降低了设备安装的难度和投资成本,也降低了循环泵电耗,采用PLC控制器仿真手段可显著提高供热管网定压调节精度,使其工作更加安全高效。

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