集中热水供暖系统中沸腾炉风量控制、补水泵和循环泵控制方案

一、引风量的控制
沸腾炉燃烧反应强烈，过渡过程短，进入沸腾炉的煤粒以直径6mm为例，其表面温度从20℃加热到800℃仅为21.3S。

沸腾炉燃烧过程中碳与氧的反应速度很快，氧的体积分数约为 3.5%，由于沸腾床炉料含炭量很低，一般在中断给煤1~1.5min就可能熄火，这就要求风煤二者严格的瞬时适应。

沸腾炉鼓风流量不仅提供燃烧需要的氧量，而且由布风板均匀布风后形成一定的气流速度把煤粒吹起，使煤粒既不停留在布风板上固定不动，又不被吹出炉膛，而是在一定空间内上下左右激烈翻滚进行燃烧，少许特大粒子还沉积在布风板上增大风阻。

一旦风煤比配合不当或遇到大颗粒及杂物沉积，破坏床层沸腾状态，就会出现结渣、熄火的危险。

因而鼓风量受到各种因素的制约。

由于鼓风量的频频变化，为保持炉膛燃烧必须的压力定值，引风量必然快速随动变化。

沸腾炉主要的燃烧系统控制回路包括：一、给煤量双回路自动切换控制，该控制系统以炉膛温度控制回路为主，输出压力控制回路为辅；二、鼓风流量双回路自动切换控制，该控制系统以给煤量控制回路为主，烟道氧量控制回路为辅；
三、引风量控制。

引风量调节的给定值为炉膛压力，测量值即炉膛压力点，鼓风量的变化作为回路的前馈信号，当鼓风流量随着鼓风机变频调速信号的变化时，这一变化前馈到引风调节回路，控制信号输出至引风机变频调速装置，改变引风机转速，同时在炉膛压力给定值作用下及时调节并保持稳定。

这样即保证引风量及时适应鼓风量的变化，又保证燃烧工况的要求。

基于目前甲方设备配置和运行情况，我们建议将原有鼓风机变频调速手操器和引风机变频调速手操器更新为智能后备式手操器，将原有炉膛压力显示仪更新为智能比值前馈调节器，控制炉膛压力稳定，保证燃烧工况。

二、补水泵的控制：
热水供暖系统在运转过程中失水是不可避免的，如果不及时补水，系统压力就会下降，使供暖系统无法正常运行。

补水泵采用恒压变频补水，以保证循环泵能安全稳定的工作。

在锅炉运行中，为了使热水供热系统管网水压力工况运行正常，对管网系统的泄漏量必须随时补充，使运行保持平稳，既要提高循环泵的稳定调速区间，又要使整个供暖系统的管线处于稳定安全的压力范围内运行。

我们建议在系统的定压点（补水点）增加压力检测，安装压力变送器，通过智能数字调节器控制补水泵变频调速，稳定管网系统的压力，合理的给热水供暖系统补充损失的水，循环泵还能不用过多考虑因管道失水而对系统压力的影响，减轻电机频繁启动对电网的冲击，降低电机运行功率，提高系统的自动化水平，减轻工人的劳动强度，降低操作机构的维修费用，延长设备使用寿命和检修周期等都有显著效果。

三、循环泵的控制：
循环泵的功能是克服液流的阻力，使系统按照一定速度流动，以保证最远环路系统液体流回热源。

循环泵将出水缸内的热水输送到用户供热管道，并送回到回水缸。

在这个过程中，若循环水流量过大，将会导致管网热损失大而用户供暖不足的现象：若循环水量过小，则会危及锅炉运行安全，使供暖系统无法正常运行。

因此，在供暖锅炉控制系统中必须对供暖锅炉中的循环水量加以控制。

常规热水供暖系统的分析：
一、集中质调节是目前应用最多的一种调节方法。

在整个供热期间，随着室外温度的变化，在热源处只改变网路的供水温度，而网路的循环流量维持设计值不变的一种调节方法。

通过相关资料对供水温度、回水温度、供回水温差和室外温度的实测数据进行分析，可以得出：在上午阶段，由于前一天后半夜适当降低锅炉供水温度的影响，使得上午回水温度很低，而与此同时在保持循环泵转速不变的情况下，加大供水温度势必将产生一个很大的温差，然后由于室外温度的渐升和室内温度的提高使得相对热负荷的减小，温差也逐渐减小，供回水温度停留在比较高的位置上，而循环泵还以同样速度运转，又进一步促进温差的减小和回水温度的提高，就可能出现大流量、小温差的运行情况，而这种情况会浪费很多没必要的热能和电能。

在下午阶段，系统处于一个相对稳定的阶段，供回水温度相对比较稳定，但温差值较小，这样也势必会造成大量不必要的浪费。

当室外温度变化到一定程度后，锅炉系统会相应的做出动作以调整到一个新
的状态，即从一个平衡状态过渡到一个新的平衡状态。

由于在整个供热期中，网路循环水量总保持不变，且大部分控制的水泵在工频运行，消耗电能比较多，造成大量的热浪费。

二、集中量调节是指在整个供热期间，网路供水温度始终维持设计值不变，随气温的变化在热源处不断改变网路循环流量，以适应热负荷变化的一种调节方法。

采用集中量调节时，随着气温的升高，网路流量迅速地减小，这样常会使供热系统产生严重的竖向热力失调。

常需变速泵来实现流量调节。

为了避免供热管网的水力失调以及改善末端用户的供热效果，采用了增大循环水泵流量的办法。

这种运行方法存在明显的经济性问题，间接地导致了集中供热锅炉房的低参数运行，影响了锅炉出力，而且大流量运行使循环水泵的电耗增大，造成了整体节能性和经济性变差。

国内供暖锅炉目前的控制方法一般多是采用循环泵全速运行，操作工人根据自己的经验即工人本身对温度的判断去调节锅炉的供水温度来供热，管网的压力只要在安全范围内即可，这种人工调节虽然造成电、煤的浪费，但是由于司炉工的丰富经验，往往能比较好的控制室内温度。

如果采用DCS或PLC等计算机控制系统，可以应用供回水温差的分阶段拟等温差模糊控制法，循环泵采用变频器控制，通过软件编程对室外温度计算，得出合理的给定供回水温差，然后由检测到的实际温差与给定温差进行偏差计算，经参数模糊自整定PID调节把信号送达变频器，最后由变频器控制循环泵进行转速调节，使回水温度达到一个比较理想的温度，即供回水温差达到一个比较理想的温差。

在控制循环泵时，要根据供暖管网的管阻，为变频器设置一个下限频率值，即限定了循环泵的最低转速，这样，不会因为循环泵在某些特殊情况下低速运行导致一定的循环水在锅炉内受热时间过长，局部压力过高引发锅炉事故。

基于目前甲方设备配置和运行情况，我们建议增加供水温度和压力、回水温
度和压力检测，安装热电阻、压力变送器，通过智能数字显示仪表和智能数字调节器对供水系统进行监测，控制循环泵变频调速，根据室外温度和锅炉运行状况，人工设定调节器的供回水温差给定值，找出合理的经验PID参数，通过智能调节器把控制信号送达变频器，最后由变频器控制循环泵进行转速调节，使回水温度达到一个比较理想的温度。