一、燃氣鍋爐系統(tǒng)的組成
該燃氣鍋爐供熱系統(tǒng)主要由三臺冷凝燃氣鍋爐、熱換站和監(jiān)控室組成。采用PLC為核心控制器，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、MODBUS總線技術(shù)、變頻調(diào)速及PID技術(shù)，將現(xiàn)場所有設(shè)備構(gòu)成一個分布式的控制體。通過對下位機軟件編程和上位機監(jiān)控界面的組態(tài)，實現(xiàn)對三臺燃氣鍋爐及換熱站的實時監(jiān)控，從而保證整個供熱系統(tǒng)能夠自動穩(wěn)定的運行。系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示。
圖1：供熱系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
供熱系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
信號采集裝置主要有溫度計、壓力表、流量計、燃氣泄露聲光報警器、水位計等;執(zhí)行機構(gòu)主要有風(fēng)機、變頻器、廣一管道泵、閥門等。以PLC作為控制器，讀取現(xiàn)場儀表的溫度、流量、壓力等信號，以及一些開關(guān)量信號;根據(jù)聯(lián)鎖關(guān)系控制閥門的開關(guān)，電機的啟停、運轉(zhuǎn)頻率等。采用變頻調(diào)速技術(shù)對循環(huán)泵、補水泵進行控制，使管道內(nèi)水壓保持恒定。在上位機上使用組態(tài)王軟件構(gòu)建可視化的操作界面。用戶通過換熱站與供熱站進行熱量交換。
PLC上擴展有以太網(wǎng)通訊模塊，采用以太網(wǎng)實現(xiàn)西門子PLC和上位機的通訊，并通過交換機與三臺上位機(PC機)通訊。通過研華的通訊模塊實現(xiàn)上位機與燃汽鍋爐本體進行通訊，實時監(jiān)測鍋爐內(nèi)部的溫度、流量、壓力等數(shù)據(jù)，并進行爐溫上下限、水垢指標(biāo)等參數(shù)的控制。上位機監(jiān)控系統(tǒng)采用組態(tài)王軟件進行設(shè)計，監(jiān)控系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、執(zhí)行設(shè)備控制、歷史數(shù)據(jù)記錄查詢、曲線顯示、報表查詢和報警等功能，能夠監(jiān)控系統(tǒng)運行的所有數(shù)據(jù)。
二、供熱系統(tǒng)水循環(huán)原理
整個供熱系統(tǒng)是通過水的循環(huán)把熱源輸送到熱用戶(用熱場所)。供熱系統(tǒng)可以分為兩個子系統(tǒng)，一是從鍋爐房到換熱站的高溫水循環(huán)系統(tǒng)，熱水所走管道網(wǎng)絡(luò)通常只到換熱站，不直接對用戶供暖，稱為一次管網(wǎng);二是從換熱站到用戶家中采暖設(shè)施的低溫水循環(huán)系統(tǒng)，熱水管道直接與熱用戶連接，稱為二次管網(wǎng)。
自來水廠的水預(yù)先存入水箱，一部分水經(jīng)過軟化、除氧進入鍋爐的一次水循環(huán)，另一部分水進入用戶的二次管網(wǎng)。軟化可以去除原水中的鈣、鎂離子以及導(dǎo)致鍋爐長垢的元素，軟化水可使鍋爐免受水垢的侵害。除氧就是除去給水中的溶解氧和其它腐蝕性氣體，減輕給水系統(tǒng)和部件的腐蝕。系統(tǒng)運行過程中要按照需要對一次管網(wǎng)和二次管網(wǎng)進行補水，以補充鍋爐和用戶的水損耗。一次管網(wǎng)的水經(jīng)過鍋爐加熱后通過熱換站與二次管網(wǎng)的水進行熱量交換，熱量就由供熱站傳遞到了用戶那里。換熱站熱水一側(cè)是鍋爐的水循環(huán)回路，鍋爐熱水通過廣一管道泵把熱水送入換熱站，經(jīng)熱量交換后從換熱器出來回到鍋爐，這是一個回路。換熱器冷水一側(cè)是用戶的水的循環(huán)回路是，用戶的冷水從暖氣片出來進入換熱站吸熱，溫度升高后再經(jīng)過二次網(wǎng)循環(huán)泵打到管線進入用戶暖氣片。
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