换热站自动节能控制系统

来源:用户上传      作者: 董海英

　　摘要：文章介绍换热站温度自动控制系统的构成和基本原理
　　关键词：换热站 S7-300PLC 电动调节阀 PID控制
　　
　　包钢热电厂炼钢换热站采用人工操作、控制及运行管理,生产过程中大致根据生产生活需要,采用人工手动调节蒸汽阀门、回水阀门,以蒸汽加热凉水的方式来调节供热管道的温度,实现需要的供暖温度,但存在的问题如下:
　　首先入冬及初春季节早午晚温差较大,最高可达20℃,人工难以实时调节,此时存在能源浪费或者不能满足用户的要求的情况较多。
　　其次由于阀门的尺寸较大,蒸汽压力较高,所以调节阀门不可能按照要求实时控制,存在较大的滞后现象,实际供热调节温度误差高达±10%左右,造成控制温度不能够准确反映实际需要的温度,控制精度较差,并造成大量的蒸汽损耗。另一方面由于人为手动调节,在户外温度高或低时,不能够及时调节供热温度,不是造成不必要的浪费,就是不能满足实际的需要,实现舒适的供热环境。
　　1、系统配置清单(表1)
　　2、原理说明
　　(1)整个换热站采用一台蒸汽电子调节阀门,针对汽水换热器的总进汽,采集供热系统的供水温度,综合当时环境温度后,给出一个供水温度给定值,打入蒸汽调节供水温度,当供水温度和回水温度差值满足正常需要以及出水温度达到要求时,控制进汽量,保障正常恒温,进汽阀采用高精度数字调节阀门进行PID闭环控制,稳定供热系统的供水温度。由此可免去人工调节进汽阀门,避免随机性、误差性、难操作及难控制的问题,同时可实现远程控制进汽阀门,达到自动控制的目的,杜绝±10%的调节误差,大量节约蒸汽。(2)系统采用SIEMENS公司的S7-300PLC进行现场压力及温度信号的采集,进行信号的运算及处理,实时向数字调节阀控制器发送数据,调节电子蒸汽调节阀门开度,以适时调节供热温度,达到最佳的供热效果。
　　系统可监视或控制的温度有:每台换热器供水温度、回水温度、环境温度;系统可监视的压力有:汽水换热器供水压力、回水压力。以上参数可使用SIEMENS操作员面板进行控制或显示。(3)针对换热站冷凝水箱采用一台电动蝶阀进行水箱的恒液位差值控制,免去经常由人工进行调节。(4)系统改造后安全性强,运行率高,供热系统仍保留原有系统所有手动控制功能,又增加了一套自动化控制系统,两套系统可实现互为备用,整个供热系统安全性增加一倍,增强了整个系统的运行稳定性。
　　3、改造内容
　　(1)蒸汽量的自控系统实现供水温度的在线控制,系统可根据用户设定及外部气温进行调质控制。(2)水箱采用电动蝶阀进行恒水位差控制。(3)全系统运行参数通过SIEMENS人机界面的集中监控。(4)系统全部运算功能由SIEMENS公司S7-300PLC实现
　　4、改造意义
　　(1)本改造方案将换热站的人工操作改为全自动智能控制。操作人员可在控制柜上控制并监视系统的全部运行参数,节省了人力资源,提高了劳动效率,合理的保证了操作人员的人身安全。(2)采用了数字调节电动阀门,控制精度大幅度提高,可以合理、适量的使用蒸汽,供热温差≤±5%,降低供热系统的调节惯性,同时本系统可根据环境温度实时调节供热温度又产生很大的节能效果,节热率>10%,实现恒温供热,大幅度节约蒸汽能源。(3)系统可选用SIEMENS操作员面板设置系统参数,实现系统控制监视功能(4)系统改造后可随环境温度的变化对进汽量进行调节,在节约能源的同时,可使职工及设备均处在一个比较合适温度的生活环境中。
　　5、实际运行情况
　　经过近3个月的实际运行,系统运行稳定,控制精度高,节约热量大约在15%左右。
　　参考文献
　　[1] 韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社.
　　[2] 刘保录.电机拖动与控制.西安电子科技大学出版社.

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