建筑電氣節(jié)能技術哈工大所課件一四

第二章集中供熱及變壓器節(jié)能技術第一節(jié)集中供熱系統(tǒng)原理及控制策略第二節(jié)集中供熱系統(tǒng)節(jié)能控制技術第三節(jié)變壓器經(jīng)濟運行第四節(jié)變壓器的節(jié)能設計及工程應用第一節(jié)

集中供熱系統(tǒng)原理及控制策略一.集中供熱系統(tǒng)構成二.國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀

三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況四.集中供熱系統(tǒng)的控制策略第一節(jié)一.集中供熱系統(tǒng)構成1.基本概念(1)什么是集中供熱?集中供熱又稱區(qū)域供熱(Districtheating)，以熱水和蒸汽為載能體，通過管網(wǎng)為—個區(qū)域的所有熱用戶供熱。(2)熱源是什么?通常是由一個和多個供熱設備集中供熱，例如供熱鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、溫泉地熱、低溫供熱核反應堆的熱源及工業(yè)余熱等。(3)集中供熱由哪幾部分組成？集中供熱系統(tǒng)是由熱源、用戶和熱網(wǎng)三部分組成

。(4)怎樣分工？熱源負責制備熱媒，熱力網(wǎng)負責熱媒的輸送，熱用戶是指用熱場所。

(5)熱用戶范圍？

集中供熱系統(tǒng)的熱用戶有供暖、通風、熱水供應、空氣調(diào)節(jié)及生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。各熱用戶用熱系統(tǒng)的熱負荷，按其性質(zhì)可分為兩大類：季節(jié)性熱負荷和常年性熱負荷。熱水供熱系統(tǒng)按系統(tǒng)的密閉性可分為開式和閉式兩種型式。（6）為什么需要供熱調(diào)節(jié)？

供熱調(diào)節(jié)的目的，在于使供暖用戶的溫度值恒定。供暖熱負荷隨室外溫度變化，其規(guī)律作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。（7）供熱調(diào)節(jié)地點？供熱調(diào)節(jié)可分為集中調(diào)節(jié)、局部調(diào)節(jié)和個體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。集中調(diào)節(jié)：在熱源處或供熱網(wǎng)處進行．局部調(diào)節(jié)：在換熱站或熱用戶引入口進行，個體調(diào)節(jié)：直接在散熱設備處進行調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)容易實施，運行管理方便，是最主要的供熱調(diào)節(jié)方法。（8）什么是換熱站（熱力站）？是供熱網(wǎng)路與熱用戶的連接場所。在其內(nèi)安裝有與用戶連接的有關設備、管道、閥門、儀表和控制裝置。（9）換熱站（熱力站）的作用是什么？將熱網(wǎng)輸送的熱媒加以調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換，向熱用戶系統(tǒng)分配熱量以滿足用戶的需求；熱力輸配網(wǎng)絡控制的重點是換熱站的控制。第一節(jié)一.集中供熱系統(tǒng)構成2.集中供熱一次（一級）水網(wǎng)系統(tǒng)第一節(jié)一.集中供熱系統(tǒng)構成2.熱力站及二次（二級）水網(wǎng)系統(tǒng)第一節(jié)一.集中供熱系統(tǒng)構成第一節(jié)二.國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.與國外相比，我國目前采暖系統(tǒng)相當落后，具體體現(xiàn)在供熱品質(zhì)差，室溫冷熱不均，系統(tǒng)熱效率差，不僅多消耗成倍的能量，而且用戶不

能自行調(diào)節(jié)室溫。2.當前采暖費按面積(平方米)計費，無助于用戶的節(jié)能意識。如室溫過高開窗，室溫過低投訴。使得設計人員及業(yè)主盡量加大鍋爐、水泵及散熱器容量，造成效率低、高能耗的重復浪費。。3.發(fā)達國家通常室內(nèi)保證溫度是22℃，我國僅為16℃。而且我國的供熱品質(zhì)很差，室溫冷熱不均，系統(tǒng)熱效率差，沒有計量末端能耗的手段，用戶不能自行設定和調(diào)節(jié)室溫等等。4.低負荷、低效率。我國供熱采暖系統(tǒng)普遍在低負荷、低效率下運行，實際供暖面積平均只有設備能力的40%左右。5.缺乏自動控制設施。6.缺乏有效的計量手段。采暖系統(tǒng)一般不安裝計量熱表，這是造成用戶不會去主動節(jié)能的主要原因。

1.水力工況定義：供熱系統(tǒng)中流量、壓力的分布狀況稱為系統(tǒng)的水力工況。現(xiàn)有供熱系統(tǒng)普遍存在的冷熱不均現(xiàn)象，主要原因就是系統(tǒng)水力工況失調(diào)所致。對水壓的要求：保證用戶有足夠的資用壓頭(指熱網(wǎng)提供給該用戶室內(nèi)系統(tǒng)可能消耗的最大壓力)，保證散熱設備不被壓壞，保證供熱系統(tǒng)充滿水不倒空，保證系統(tǒng)不汽化，否則供熱系統(tǒng)不能正常運行。2.供熱系統(tǒng)的定壓在供熱系統(tǒng)中，供暖系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)或停止時，其回水管的壓力水頭都必須高于用戶系統(tǒng)的充水高度，以防止系統(tǒng)倒吸入空氣，破壞正常運行和腐蝕管道。恒壓點壓力控制：保持回水管道上壓力恒定。常用補水泵變頻調(diào)速定壓，實現(xiàn)系統(tǒng)恒壓點壓力的恒定．第一節(jié)三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況補水泵系統(tǒng)：第一節(jié)三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況，3.補水控制水泵的流量G（／h)、揚程H（m)、功率P(kw)和葉輪轉(zhuǎn)速n(r／min)之間有如下關系：

第一節(jié)三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況

由上式可知，水泵流量與頻率也成正比關系，調(diào)節(jié)頻率即調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，則可直接調(diào)節(jié)補水泵的補水量。由于水泵的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比,轉(zhuǎn)速下降時，功率下降極大，故變速調(diào)節(jié)流量在提高機械效率和減少能源消耗方面是最為經(jīng)濟合理的．與補水泵定壓相比較，補水泵變頻調(diào)速定壓節(jié)能效果明顯。

變頻調(diào)速定壓控制系統(tǒng)第一節(jié)三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況4.熱力工況定義:

熱系統(tǒng)中溫度、供熱量、散熱量的分布狀況稱為供熱系統(tǒng)的熱力工況。國標規(guī)定：民用住宅的供暖實際室溫t=18℃，能達到16℃以上時，即認為滿足設計要求。房間溫度、供熱量、散熱量可由熱工學計算求得。第一節(jié)三.集中供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力工況1.系統(tǒng)控制的基本要求（1）實時檢測：及時測量供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量等參數(shù)是—切調(diào)節(jié)控制的基礎。（2）自動控制：隨時測量熱力站或熱用戶入口處的回水溫度或供回水平均溫度，通過電動調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，達到流量的均勻配，進而消除冷熱不均現(xiàn)象。（3）合理匹配工況保證按需供熱。供熱系統(tǒng)出現(xiàn)熱力工況失調(diào)一個重要素，是系統(tǒng)的總供熱量與當時系統(tǒng)的總熱負荷不一致，從而造成全網(wǎng)的平均室溫或者偏低或者偏高。由智能控制預測當天的最佳工況，進而對熱源和熱力網(wǎng)實行直接自動控制或運行指導。第一節(jié)四.集中供熱系統(tǒng)的控制策略（4）及時診斷故障：確保安全運行。目前我國在供熱系統(tǒng)上尚無完備的故障診斷系統(tǒng)。（5）健全運行檔案，實現(xiàn)量化管理：將水壓圖、煤耗水耗、電耗、供熱量等運行控制指標存儲。調(diào)用供回水溫度、室外溫度、室內(nèi)平均溫度，壓力、流量、故障記錄等歷史數(shù)據(jù)，以便實現(xiàn)人工智能控制。實現(xiàn)上述5項功能，可以節(jié)能20%左右。第一節(jié)四.集中供熱系統(tǒng)的控制策略2.檢測的參數(shù)：采集溫度、液位、壓力、流量、啟停狀態(tài)等信號3.采用的器件：測溫：采取PT100鉑熱電阻，測壓力：采用0～1.6MPa壓力變送器檢測流量：采用渦街流量計現(xiàn)場控制器：可編程控制器遠程通訊：電話線、GPRS及1X等電動調(diào)節(jié)閥:采用斷電自動關閉式電動機速度控制:采用變頻器換熱器:多采用平板式換熱器第一節(jié)四.集中供熱系統(tǒng)的控制策略3.控制方法:（1）通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供水管的調(diào)節(jié)閥，改變一次側(cè)的供水流量，從而保證二次側(cè)的供水溫度。（2）對一次熱網(wǎng)關鍵點實施實時監(jiān)控，對換熱站實施本地控制（3）換熱站本地控制：溫度閉環(huán)（4）根據(jù)本地的氣候條件以及供熱對象的特性，給出一條室外溫度與二次供水溫度之間的對應曲線，并根據(jù)室外溫度，按照設定好的曲線自動調(diào)節(jié)供水溫度。（5）調(diào)度中心遠程對本地（熱力站）控制器供熱曲線或供水溫度設定值進行控制，可修改參數(shù)。第一節(jié)四.集中供熱系統(tǒng)的控制策略4餐換熱念站二各次供歡水溫唉度閉發(fā)環(huán)控宜制由于匠被控沖對象頭是一育個復嘴雜的額對象覽，具手有不增確定腿、非掩線性、檔變參繁數(shù)等牌因素仁，因不此?；室?guī)的犁PI挺D控偽制難綱以滿慢足供膏暖熱血水溫度肆控制政要求去。采潛用