Система централизованного теплоснабжения Советский патент 1990 года по МПК F24D3/00 

Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения, в частности к устройствам автоматического управления режимов работы теплоэнергетических установок.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение оборудования тепловых пунктов.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы централизованного теплоснабжения; на фиг. 2 - схема тепловых пунктов; на фиг. 3 - расчетные графики температур в тепловой сети; на фиг. 4 - пьезометрические графики тепловой сети.

Система централизованного теплоснабжения содержит теплогенерирующую установку 1, имеющую устройство 2 подачи топлива с узлом 3 плавного регулирования, трубопроводы 4 и 5 прямой и обратной сетевой воды, снабженные сетевым насосом 6 с регулятором 7 производительности и соенительный насос 31, электродвигатели 32 и 33 и запорная трубопроводная арматура 34, 35 с электроприводами 36 и 37, которые соединены с двухпозиционным регулятором 7

5 производительности сетевых насосов 6 и 31, в качестве которого может быть использован, например, реверсивный магнитный пускатель. На тепловых пунктах 8 установлены циркуляционные насосы 38, гидроэлеваторы 39, нерегулируемый байпас 40. Теплота передается в системы 41 отопления.

На графике (фиг. 3) приведены зависимости ступенчатого регулирования температуры прямой сетевой воды 42 и обратной сетевой воды 43 (Ј„;„ 4/, Ј,2, & - темпера15 тура наружного воздуха соответственно в на- .чале отопительного сезона, в начале второй, третьей ступени регулирования) и текущая температура наружного воздуха. Кроме того, представлены пьезометрические графики тепловой сети (фиг. 4), соответствующие верх10

диняющие теплогенерирующую установку с 20 нему 44 и нижнему 45 пределам двухпозитепловыми пунктами 8, регулятор 9 температуры прямой сетевой воды и датчики метеоусловий 10, температур наружного воздуха 11 -13, прямой 14 и обратной 15 сетевой воды.

Устройство 2 подачи топлива снабжено узлом 16 позиционного регулирования, тепловые пункты 8 - двухпозиционным регулирующим органом 17, регулятор 9 температуры прямой сетевой воды - коммутационного регулирования расхода сетевой воды, Н:Ј и Нд - напоры воды на выходе источника теплоснабжения, создаваемые отдельно базовым и дополнительным сетевыми 2д насосами, ДЯР - располагаемый напор в тепловой сети перед концевым абонентом.

Диапазон двухпозиционного регулирования расхода сетевой воды находится в пределах от 40 до 100% от расчетного значения.

Сетевые насосы 6 и 31 подбираются по

рующим ключом 18, а трубопровод 5 обрат- 30 производительности и создаваемому напору

ной сетевой воды - регулятором 19 температуры, последний выполнен в виде последовательно соединенных сумматора 20, реле 21 времени, схемы 22 сравнения, выход последней подключен к коммутирующему ключу 18, узлу 16 позиционного регулирования, входу 35 регулятора 7 производительности сетевого насоса 6 и через последовательно соединенные друг с другом размножитель 23 и повторитель 24 сигналов управления к входу двухпозиционного регулирующего органа, элек- о тропривода 25, а регулятор 9 температуры прямой сетевой воды - в виде сумматора 26, к входам которого подключены датчики 11 -13 температуры наружного воздуха а к выходу - дифференциальный усилитель 27, вход последнего подключен также к 45 датчику 14 температуры прямой сетевой воды, а выход через коммутирующий ключ 18 - к узлу 3 плавного регулирования, при этом вход сумматора 20 регулятора 19 температуры обратной сетевой воды подключен

следующим образом: сетевой насос 6 - 100% от расчетного расхода сетевой воды и напор, равный HS ; дополнительный сетевой насос 31 - 40% от расчетного расхода сетевой воды и напор, равный Нд.

Перед отопительным сезоном производится гидравлическая регулировка тепловой сети для двух граничных режимов работы устройства в соответствии с расчетными пьезометрическими графиками 44 и 45.

В качестве регулируемых гидроэлеватором 39 в схеме используются специальные гидроэлеваторы, функционирующие с переменными коэффициентами инжекции (например, двухсопловые регулируемые гидроэлеваторы с централизованным управлением).

Перед началом отопительного сезона настраиваются регулятор 9 температуры прямой сетевой воды на поддержание ступенчатого графика (график 43, фиг. 3), а регулятор 19 температуры обратной сетевой воды - на поддержание отопительного грак датчикам метеоусловий 10 и температуры 50 фика (график 42, фиг. 3).

обратной 15 сетевой воды, а регулятор 7 производительности сетевых насосов 6 выполнен двухпозиционным.

Регулятор 19 температуры соединен с размножителем 23 линий 28 связи. Для передачи теплоты от теплогенерирующей установки 1 к тепловым пунктам 8 используют теплообменники 29 и 30. На трубопроводе 5 обратной сетевой воды установлены дополСистема в отопительный период работает следующим образом.

В начале отопительного сезона работает только один дополнительный сетевой насос 31 а регулятор 9 температуры прямой сете- $5 вой воды, настроенный на поддержание температуры прямой сетевой воды на уровне первой ступени регулирования например, 70°С), обеспечивает стабилизацию этой темнительный насос 31, электродвигатели 32 и 33 и запорная трубопроводная арматура 34, 35 с электроприводами 36 и 37, которые соединены с двухпозиционным регулятором 7

производительности сетевых насосов 6 и 31, в качестве которого может быть использован, например, реверсивный магнитный пускатель. На тепловых пунктах 8 установлены циркуляционные насосы 38, гидроэлеваторы 39, нерегулируемый байпас 40. Теплота передается в системы 41 отопления.

На графике (фиг. 3) приведены зависимости ступенчатого регулирования температуры прямой сетевой воды 42 и обратной сетевой воды 43 (Ј„;„ 4/, Ј,2, & - температура наружного воздуха соответственно в на- .чале отопительного сезона, в начале второй, третьей ступени регулирования) и текущая температура наружного воздуха. Кроме того, представлены пьезометрические графики тепловой сети (фиг. 4), соответствующие верх

0 нему 44 и нижнему 45 пределам двухпозиционного регулирования расхода сетевой воды, Н:Ј и Нд - напоры воды на выходе источника теплоснабжения, создаваемые отдельно базовым и дополнительным сетевыми д насосами, ДЯР - располагаемый напор в тепловой сети перед концевым абонентом.

Диапазон двухпозиционного регулирования расхода сетевой воды находится в пределах от 40 до 100% от расчетного значения.

Сетевые насосы 6 и 31 подбираются по

производительности и создаваемому напору

следующим образом: сетевой насос 6 - 100% от расчетного расхода сетевой воды и напор, равный HS ; дополнительный сетевой насос 31 - 40% от расчетного расхода сетевой воды и напор, равный Нд.

Перед отопительным сезоном производится гидравлическая регулировка тепловой сети для двух граничных режимов работы устройства в соответствии с расчетными пьезометрическими графиками 44 и 45.

В качестве регулируемых гидроэлеватором 39 в схеме используются специальные гидроэлеваторы, функционирующие с переменными коэффициентами инжекции (например, двухсопловые регулируемые гидроэлеваторы с централизованным управлением).

Перед началом отопительного сезона настраиваются регулятор 9 температуры прямой сетевой воды на поддержание ступенчатого графика (график 43, фиг. 3), а регулятор 19 температуры обратной сетевой воды - на поддержание отопительного графика (график 42, фиг. 3).

Система в отопительный период работает следующим образом.

В начале отопительного сезона работает только один дополнительный сетевой насос 31 а регулятор 9 температуры прямой сете- вой воды, настроенный на поддержание температуры прямой сетевой воды на уровне первой ступени регулирования например, 70°С), обеспечивает стабилизацию этой температуры путем воздействия на узел 3 плавного регулирования устройства 2 подачи топлива теплогенерирующей установки 1.

В период, когда (например, выше 3°С), в дифференциальный усилитель 27 поступает через сумматор 26 сигнал только с одного датчика 11 температуры наружного воздуха и от датчика 14 температуры прямой сетевой воды, а сам регулятор 9 температуры прямой сетевой воды функционирует как обычный статический регулятор температуры.

Если температура обратной сетевой воды, измеряемой датчиком 15 температуры обратной сетевой воды, ниже требуемого для текущих метеоусловий (измеряется датчиком 10 метеоусловий), регулятором 19 температуры обратной сетевой воды подается сигнал «Увеличивать расход теплоты. Этот сигнал поступает в коммутирующий ключ 18, отключающий узел 3 плавного регулирования от регулятора 9 температуры прямой сетевой воды. При этом реле 21 времени работает с выдержкой на отключение сигнала, рассчитанной по периоду полной отработки установкой режима позиционного регулирования.

Регулятором 19 температуры обратной сетевой воды сигнал «Увеличивать расход теплоты подается на управляемый вход ключа 18, на вход узла 16 позиционного регулирования устройства 2 подачи топлива теплогенерирующей установки 1, на регулятор 7 производительности, управляющий работой сетевых насосов 6 и 31, на электроприводы двухпозиционных регулирующих органов 17 тепловых пунктов 8.

В результате увеличивается производительность теплогенерирующей установки 1 (например, путем увеличения расхода газа, подаваемого в топку котлоагрегатов), происходит отключение дополнительного насоса 31 и включение сетевого насоса 6, обеспечивающего перекачку всего расчетного расхода сетевой воды, и одновременно повышается потребление сетевой воды на отопление зданий до уровня, установленного верхним пределом двухпозиционного регулирования.

По истечении периода полной отработки теплогенерирующей установки 1 контакты реле 21 времени замыкают схему 22 сравнения с внутренней уставкой с сумматором 20 и тем самым снимают запрет на изменение выходного сигнала регулятора 19 температуры обратной сетевой воды. При этом схема 22 сравнения с внутренней установкой сохраняет принятую команду до момента поступления противоположной команды «Уменьшить расход теплоты. Исполнение последней происходит способом, аналогичным описанному.

По такой же программе осуществляется работа устройства на всех ступенях регулирования в период стабилизации температуры прямой сетевой воды.

Изменение ступени регулирования температуры прямой сетевой воды производится в следующем порядке. При понижении на- . ружной температуры до /Hi (например, 3°С) происходит переход с первой на вторую ступень регулирования (например, с 70 на 90°С). Срабатывают контакты датчика 12 температуры наружного воздуха второй ступени регулирования, и на вход сумматора 26

0 подается сигнал в дополнение к сигналу от датчика 11 температуры наружного воздуха, после чего сумматором 26 дифференциальный усилитель 27 перенастраивается на поддержание температуры второй ступени регулирования (например, 90°С).

5 Аналогичным образом производится работа устройства при переходе на последующую более высокую и при возврате на предыдущую более низкую ступень регулирования.

0

Технико-экономические преимущества от

использования системы определяются повышением устойчивости и удешевлением тепловых пунктов, а также упрощением их эксплуатации.

5 Изобретение позволяет увязать режим работы всех основных звеньев системы централизованного теплоснабжения (источника теплоснабжения, тепловых сетей, систем отопления зданий) и сбалансировать производство, отпуск тепла и потребление тепловой энергии.

Формула изобретения

5

Система централизованного теплоснабжения, содержащая теплогенерирующую установку, имеющую устройство подачи топлива с узлом плавного регулирования, трубопроводы прямой и обратной сетевой воды, снабженные сетевым насосом с регулятором производительности и соединяющие тепло0 генерирующую установку с тепловыми пунктами, регулятор температуры прямой сетевой воды и датчики метеоусловий, температур наружного воздуха, прямой и обратной сетевой воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения обору5 дования тепловых пунктов, устройство подачи топлива снабжено узлом позиционного регулирования, тепловые пункты - двух- позиционным регулирующим органом, регулятор температуры прямой сетевой воды - коммутирующим ключом, а трубопровод обратной сетевой воды - регулятором температуры, последний выполнен в виде последовательно соединенных сумматора, реле времени, схемы сравнения, выход последней подключен к коммутирующему ключу, узлу пози5 ционного регулирования, входу регулятора производительности сетевого насоса и через последовательно соединенные друг с другом размножитель и повторитель сигналов управ- ления к входу электропривода двухпозици0

онного регулирующего органа, а регулятор температуры прямой сетевой воды - в виде сумматора, к входам которого подключены датчики температуры наружного воздуха, а к выходу - дифференциальный усилитель, вход последнего подключен также к датчику температуры прямой сетевой воды, а выход

через коммутирующий ключ - к узлу плавного регулирования, при этом вход сумматора регулятора обратной сетевой воды подключен к датчикам метеоусловий и температуры обратной сетевой воды, а регулятор производительности сетевых насосов выполнен двухпозиционным.

Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения и позволяет повысить надежность и упростить оборудование тепловых пунктов. Система централизованного теплоснабжения содержит теплогенерирующую установку 1, имеющую устройство 2 подачи топлива с узлом 3 плавного регулирования, трубопроводы 4 и 5 прямой и обратной сетевой воды соответственно, снабженные сетевым насосом 6 с регулятором 7 производительности, который выполнен двухпозиционным, и соединяющие теплогенерирующую установку 1 с тепловыми пунктами, регулятор 9 температуры прямой сетевой воды, снабженный коммутирующим ключом 18, и датчика 10, 11-13, 14 и 15 метеоусловий, температур наружного воздуха, прямой и обратной сетевой воды соответственно. Устройство 2 подачи топлива снабжено узлом 16 позиционного регулирования, тепловые пункты - двухпозиционным регулирующим органом, а трубопровод 5 обратной сетевой воды - регулятором 19 температуры. Последний выполнен в виде последовательно соединенных сумматора 20, реле 21 времени, схемы 22 сравнения. Выход последней подключен к коммутирующему ключу 18, узлу 16 позиционного регулирования, входу регулятора 7 производительности сетевого насоса 6 и через последовательно соединенные друг с другом размножитель, повторитель сигналов управления к входу электропривода регулирующего органа. Регулятор 9 температуры прямой сетевой воды выполнен в виде сумматора 26, к входам которого подключены датчики 11 - 13 температуры наружного воздуха, а выходу - диифференциальный усилитель 27. Вход последнего подключен также к датчику 14 температуры прямой сетевой воды, а выход через коммутирующий ключ 18 - к узлу 3 плавного регулирования. При этом вход сумматора 20 регулятора 19 температуры обратной сетевой воды подключен к датчикам 10 и 15 метеоусловий и температуры обратной сетевой воды соответственно. Устройство позволяет увязать режим работы всех звеньев системы и сбалансировать отпуск тепла и потребление тепловой энергии. 4 ил.

28

Фиг. 2

Г

Јнк

/s/ss/

/

ti

tH2

f °r LH , i.

LH(

ФигМ