工程案例項目概況:原有熱力站在原地熱系統的基礎上擴建散熱器系統,以解決新增熱負荷,并實現兩個系統的自動控制。

1、熱力站控制策略

主要控制策略包括一級網的熱量調節、二級網進出換熱器水量調節、二級網循環泵進水量控制、二級網補水量控制、水箱液位控制等。以下詳細介紹實現此策略的控制方案:

(1)通過一級網管線設置的電動調節閥控制一級網流量,采集二級網出口溫度做為控制參數,溫度低時增加流量,高時減少流量。

(2)通過采集二級網供回水壓差及室外溫度控制二級網供回水聯通電動調節閥,從而調節換熱器進出口水量平衡。

(3)采集二級網供水壓力控制循環泵變頻,即通過控制調節循環泵變頻確保二級網供水壓力控制在規定值。

(4)采集二級網回水壓力控制補水泵變頻,即通過控制調節補水泵變頻確保二級網回水壓力控制在規定值,以防失水過多。

(5)水箱液位控制,主要補水來源是一級網管線及自來水補水,通過采集液位參數控制兩個電動調節閥,可選擇兩種補水水源。

2 熱力站控制信號設置

(1)于控制室原控制柜旁新建一面控制柜主要控制新建散熱器系統部分。

(2)原地熱系統增加控制信號:一級網供回水溫度、壓力;一級網供水流量;二級網供回水溫度、壓力;一級網補水流量控制(利用電磁流量計采集流量信號控制電動調節閥);一級網電動調節控制;二級網電動調節控制;變頻器運行參數采集;各泵電流值及泵體溫度。

(3)新建散熱器系統設置控制信號:一級網供回水溫度、壓力;一級網供水流量;二級網供回水溫度、壓力;一級網補水流量控制

(利用三暢電磁流量計采集流量信號控制電動調節閥);一級網電動調節控制;二級網電動調節控制;生水水箱高低液位控制(利用投入式液位計采集液位);變頻器運行參數采集;各泵電流值及泵體溫度。

3 控制系統結構

控制系統結構主要包括 PLC 柜內模塊及現場儀表,詳見圖 1:

詳細說明:AI 為模擬量輸入模塊,主要包括電流、溫度、壓力、流量、液位、電動調節閥、變頻器頻率狀態值等信號接入;AO 為模擬量輸出模塊,主要接電動調節閥、變頻器頻率值控制;DI 為數字量輸入模塊,主要接防入侵探測器、變頻器啟停狀態信號;DO 為數字量輸出模塊,主要接變頻報警信號。這里強調三點需要設計同仁的注意:第一,PLC 柜內模塊分排安裝,一排最多安裝 8 塊輸入輸出模塊,下一排安裝時要增加擴展模塊,一面柜子最多可安裝 4 排,于是最多可控制或接收 256 個信號,這些是西門子廠家產品的要求,其他不同廠家有各自不同的要求;第二,因為此項目要求設計防入侵探測達到無人值守的要求,并要求報警信號上傳至控制中心,此項目設計了 7 個防入侵探測器,注意這些探測器需要 12V 的供電電源,信號通過中間繼電器接入PLC 控制柜內的數字輸入模塊,于是要在柜內增設繼電器 7 個;第三,配電器和隔離配電器的區別是一個需要 24V 供電一個是無源元件,且隔離配電器有抗干擾的作用,目前隔離配電器深受行業同人的親睞得以廣范應用。

4 儀表造型及安裝

(1)溫度變送器:本項目選用鎧裝一體化溫度變送器,24V 供電二線制接線,其特點為可直接測量氣體或液體的溫度不需設置保護管,也就是不需工藝在管線上留洞留管,只需現場鉆孔直接焊接即可,克服了冷凝水對溫度測量帶來的影響,使測量結果更精確。

(2)差壓變送器:共有兩個壓力室,一個接空氣或真空,一個為流量介質與空氣或真空對比得到壓力值。它的安裝分直裝式和支架式兩種,詳見圖 2 以直觀對比。

(3)流量計:選用三暢電磁流量計或超聲波流量計。超聲波流量計的填充料一般工藝要求細致,多數產品質量不容易控制,且超聲波流量計的精度為 1%,電磁流量計的精度為 0.5%,目前電磁流量計產品多樣,最大測量管徑可達 DN1800,技術相對成熟,現有 PFA 襯里技術可耐腐蝕、耐磨損,電磁流量計以其經濟耐用的優勢已完全占有了市場,因此不建議使用超聲波流量計。

5 設計中的注意事項

通過分析問題的原因,本文總結如下需電氣行業同僚多加注意的地方,以供大家深思并加以重視。

(1)溫度變送器選用鎧裝一體化不用工藝留管時要注明儀表自帶熱套管。

(2)壓力變送器安裝高度盡量在視線內,如位置偏高可采用支架安裝調整高度。

(3)儀表接頭多為 M20 內螺紋,配線穿管宜選用 DN20 管并用DN15 擾性管與儀表連接。

以上是以設計人的角度結合本地區近幾年民用建筑工程中該部分實施中存在的一些問題的淺見和分析,希望能給大家一定的啟發和幫助。