建筑设备自动化总结

供热系统的控制与管理技术总结

摘要：供热系统是通过热媒（如热水或蒸汽）向具有多种热负荷形式需求的用户提供热能的系统，它的设计是基于稳定传热和重要参数——室外计算温度进行计算、设计的。由于供热系统在实际运行期间，其热负荷的大小受到气候条件的影响，并非一成不变。其中生产工艺用热和生活用热与气候条件的关系不大，其变化较小，属于常年热负荷。供热通风空调系统的热负荷与气候条件（如室外温度、湿度、风速、风向及太阳辐射强度等）密切相关，尤其是室外温度起着决定性作用，变化较大，属于季节性热负荷。

所以，对于供热系统不但要求设计正确，而且需要设置相应的控制系统，使得供热系统在整个实际运行期间，能够按照室外气象条件的变化，实时调节供热系统的热负荷（尤其是季节性热负荷）大小。既确保供热系统输出的热负荷与用户要求的热负荷匹配，室温达标，提高供热能量，又实现供热系统的经济运行，节能降耗。供热监控系统的任务是对整个供热系统的运行热工参数、设备的工作状态等进行监控，监控重点在于向供热通风空调系统供应热能的供热系统，监控对象主要包括热源、热力站、热力管网等部分。本文主要介绍换热器和供热管网的监控。

关键词：监控、控制、调节

引言:能源是人类赖以生存的五大要素之一，是国民经济和社会发展的重要战略物资。我国人口众多，能源资源相对匮乏，人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半。“开发与节约并重，近期把节约放在优先地位”是能源发展方针，节能已成为国家发展经济的一项长远战略方针。近年来，集中供热作为城市基础设施，在节约能源，减少环境污染，改善人民生活质量等方面的优点早已经成为社会的

共识。

正文：

1、换热器的监控

换热器的作用是将一次蒸汽或高温水的热量，交换给二次网的低温水，供采暖空调、生活用。热水通过水泵送到分水器，由分水器分配给采暖空调与生活系统，采暖空调的回水通过集水器集中后，进入换热器加热后循环使用。热交换站计算机监控系统的主要任务是保证系统的安全性，对运行参数进行计量和统计，根据要求调整运行工况。

1.1、蒸汽-水换热器的监控

对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源，通过换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同供暖锅炉房一样，只是用换热器代替了锅炉。图6-1为蒸汽-水换热器的监控原理图。热交换站的监控对象为换热器、供热水泵、分水器和集水器。蒸汽-水型换热器的监控功能包括换热器一次侧、二次侧热媒（蒸汽和循环热水）的温度、流量、压力的实时检测及二次侧出水温度的自动控制。

图6-1 蒸汽-水换热器的监控原理图

TT-温度变送器PT-压力变送器FT-流量变送器

1-热水换热器2-蒸汽-热水换热器

1.监测内容

1）换热器的蒸汽温度TT1、流量FT1及压力PT1。

2）供水温度TT2、流量FT2及压力PT2。

3)空调采暖回水温度TT3、流量FT3及压力PT3。

4)凝结水水箱的水位监测LT。

2.控制内容

（1）供水温度的自动控制根据装设在热水出水管处的温度传感器TT2检测的温度值与设定值之偏差，以比例积分控制规律自动调节蒸汽侧电动阀的开度。

（2）换热器与循环水泵的台数控制通过实时检测循环热水流量和供/回水的温度，确定实际的供热量，用户侧的供热量Q为

Q=q m c p（t2-t3）

（3）补水泵的控制实时检测回水压力PT3的大小，自动控制补水泵的起/停，及时对热水循环系统进行补水。

（4）水泵运行状态显示及故障报警采用流量开关FS1、FS2、FS3分别作为热水水泵、凝结循环水泵与补水泵的运行状态显示，水泵停止时电动阀自动关闭。采用泵的主电路热继电器辅助触点作故障报警信号，当水泵有故障时，自动起动备用泵。

3.换热器传热量的控制方法

如果一次侧蒸汽的压力较平稳，一般以供水温度TT2作为被控参数，蒸汽

流量FT1作为操作量，可采用简单控制系统对换热器的传热量进行控制。

1.2 水-水换热器的监控

图6-4为水-水换热器的监控原理图。热交换站的监控对象为换热器、供热水泵、分水器和集水器。

1.主要检测内容

一次热媒侧供、回水温度t1（T1)、t5（T5)；二次热水流量q m2、热水供水温度t2（T2)、回水温度t3(T3)；供回水压差(PdT)；供热水泵工作、故障及手/自动状态。

2.控制内容

1)根据装设在热水出水管处的温度传感器T3检测的温度值与设定值之偏差，以比例积分控制方式自动调节一次热媒侧电动阀的开度V1。

图6-4 水-水换热器的监控原理图

2）测量供、回水压差PdT，控制其旁通阀的开度V3，以维持压差设定值。

3）根据二次侧供水温度、回水温度和流量，计算用户侧实际耗量。根据室

外温度的平均值，利用供热系统的运行曲线图，得到实际运行所要求供水温度的大小，计算出循环热水流量的多少，并进行供水温度的再设定。

4)供热泵停止运行，一次热媒电动调节阀关闭。

5）根据排定的工作序表，按时起停设备。

2、供热管网的集中控制

集中供热网可以分成两部分，热源至各热力站间的一次网，热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前面讨论，本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。

2.1 安供热面积收费体制下热网和热源的调节方法

1. 控制方法的分类和特点

热源至各热力站间的一次网调节，其热网调节方案在现有的按面积收费体制下，调节方法分为以下几种：

（1）量调节调节方法是供水温度不变，只改变水流量。调节特点是节省电耗，但由于室外温度的改变而改变热网流量，将会使热用户系统水力失调。

（2）质调节调节方法是循环水量不变，仅改变供回水温度。调节特点是网路水力稳定性好，运行管理方便。但由于水量不变，增加电耗；当水温过低时，对暖风机系统和热水供应系统均不利。

（3）阶式质-量综合调节调节方法是供水温度变化的同时，热网水流量也发生阶段变化。调节特点为上述两种方法为最佳。

（4）间歇调节调节方法是供水温度不变，只改变水流量在供暖初期或末期，不改变热网水流量和供水温度，而改变每天的供热时数来调节供热量。调节特点是建筑物应有较好的蓄热能力。