工程案例项目概况:原有热力站在原地热系统的基础上扩建散热器系统,以解决新增热负荷,并实现两个系统的自动控制。

1、热力站控制策略

主要控制策略包括一级网的热量调节、二级网进出换热器水量调节、二级网循环泵进水量控制、二级网补水量控制、水箱液位控制等。以下详细介绍实现此策略的控制方案:

(1)通过一级网管线设置的电动调节阀控制一级网流量,采集二级网出口温度做为控制参数,温度低时增加流量,高时减少流量。

(2)通过采集二级网供回水压差及室外温度控制二级网供回水联通电动调节阀,从而调节换热器进出口水量平衡。

(3)采集二级网供水压力控制循环泵变频,即通过控制调节循环泵变频确保二级网供水压力控制在规定值。

(4)采集二级网回水压力控制补水泵变频,即通过控制调节补水泵变频确保二级网回水压力控制在规定值,以防失水过多。

(5)水箱液位控制,主要补水来源是一级网管线及自来水补水,通过采集液位参数控制两个电动调节阀,可选择两种补水水源。

2 热力站控制信号设置

(1)于控制室原控制柜旁新建一面控制柜主要控制新建散热器系统部分。

(2)原地热系统增加控制信号:一级网供回水温度、压力;一级网供水流量;二级网供回水温度、压力;一级网补水流量控制(利用电磁流量计采集流量信号控制电动调节阀);一级网电动调节控制;二级网电动调节控制;变频器运行参数采集;各泵电流值及泵体温度。

(3)新建散热器系统设置控制信号:一级网供回水温度、压力;一级网供水流量;二级网供回水温度、压力;一级网补水流量控制

(利用三畅电磁流量计采集流量信号控制电动调节阀);一级网电动调节控制;二级网电动调节控制;生水水箱高低液位控制(利用投入式液位计采集液位);变频器运行参数采集;各泵电流值及泵体温度。

3 控制系统结构

控制系统结构主要包括 PLC 柜内模块及现场仪表,详见图 1:

详细说明:AI 为模拟量输入模块,主要包括电流、温度、压力、流量、液位、电动调节阀、变频器频率状态值等信号接入;AO 为模拟量输出模块,主要接电动调节阀、变频器频率值控制;DI 为数字量输入模块,主要接防入侵探测器、变频器启停状态信号;DO 为数字量输出模块,主要接变频报警信号。这里强调三点需要设计同仁的注意:第一,PLC 柜内模块分排安装,一排最多安装 8 块输入输出模块,下一排安装时要增加扩展模块,一面柜子最多可安装 4 排,于是最多可控制或接收 256 个信号,这些是西门子厂家产品的要求,其他不同厂家有各自不同的要求;第二,因为此项目要求设计防入侵探测达到无人值守的要求,并要求报警信号上传至控制中心,此项目设计了 7 个防入侵探测器,注意这些探测器需要 12V 的供电电源,信号通过中间继电器接入PLC 控制柜内的数字输入模块,于是要在柜内增设继电器 7 个;第三,配电器和隔离配电器的区别是一个需要 24V 供电一个是无源元件,且隔离配电器有抗干扰的作用,目前隔离配电器深受行业同人的亲睐得以广范应用。

4 仪表造型及安装

(1)温度变送器:本项目选用铠装一体化温度变送器,24V 供电二线制接线,其特点为可直接测量气体或液体的温度不需设置保护管,也就是不需工艺在管线上留洞留管,只需现场钻孔直接焊接即可,克服了冷凝水对温度测量带来的影响,使测量结果更精确。

(2)差压变送器:共有两个压力室,一个接空气或真空,一个为流量介质与空气或真空对比得到压力值。它的安装分直装式和支架式两种,详见图 2 以直观对比。

(3)流量计:选用三畅电磁流量计或超声波流量计。超声波流量计的填充料一般工艺要求细致,多数产品质量不容易控制,且超声波流量计的精度为 1%,电磁流量计的精度为 0.5%,目前电磁流量计产品多样,最大测量管径可达 DN1800,技术相对成熟,现有 PFA 衬里技术可耐腐蚀、耐磨损,电磁流量计以其经济耐用的优势已完全占有了市场,因此不建议使用超声波流量计。

5 设计中的注意事项

通过分析问题的原因,本文总结如下需电气行业同僚多加注意的地方,以供大家深思并加以重视。

(1)温度变送器选用铠装一体化不用工艺留管时要注明仪表自带热套管。

(2)压力变送器安装高度尽量在视线内,如位置偏高可采用支架安装调整高度。

(3)仪表接头多为 M20 内螺纹,配线穿管宜选用 DN20 管并用DN15 扰性管与仪表连接。

以上是以设计人的角度结合本地区近几年民用建筑工程中该部分实施中存在的一些问题的浅见和分析,希望能给大家一定的启发和帮助。