RU42115U1

RU42115U1 - DEVICE FOR REGULATING THE NETWORK WATER TEMPERATURE OF THE HEAT NETWORK AREA

Info

Publication number: RU42115U1
Application number: RU2004123528/22U
Authority: RU
Inventors: И.Г. Вайнер; Ю.А. Крылов; А.С. Паньшин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Эксперт"
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2004-11-20

Abstract

Температура сетевой воды в районах тепловых сетей с многогорелочными котлами типа ПТВМ регулируется вручную количеством включенных горелок. Предлагаемое устройство за счет дискретно-непрерывного регулирования тепловой мощности котла позволяет автоматически регулировать температуру сетевой воды, в том числе в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику.The temperature of the network water in the areas of heating networks with multi-burner type PTVM boilers is manually controlled by the number of burners turned on. The proposed device due to discrete-continuous control of the thermal power of the boiler allows you to automatically adjust the temperature of the network water, including depending on the temperature of the outdoor air according to the temperature schedule.

Description

Устройство относится к области отопления и горячего водоснабжения промышленных и жилых объектов.The device relates to the field of heating and hot water supply of industrial and residential facilities.

На теплостанцях районов тепловых сетей широко используются водогрейные котлы типа ПТВМ-50 (60) и ПТВМ-100 (120). Теплопроизводительность одного котла [1] регулируется количеством включенных горелок, а температура воды в подающем трубопроводе теплосети - количеством работающих котлов и включенных горелок на каждом из них в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику в режиме ручного управления.Water heating boilers of the PTVM-50 (60) and PTVM-100 (120) types are widely used at the heating stations of heating network areas. The heat output of one boiler [1] is controlled by the number of burners turned on, and the water temperature in the supply pipe of the heating system is controlled by the number of working boilers and burners turned on for each of them, depending on the outdoor temperature according to the temperature schedule in manual control mode.

Известно устройство [2], оснащенное системой автоматического регулирования качества сгорания топлива (соотношение воздух-газ) в котле в зависимости от температуры наружного воздуха и содержания кислорода в отходящих газах.A device [2] is known, equipped with a system for automatically controlling the quality of fuel combustion (air-gas ratio) in the boiler, depending on the temperature of the outside air and the oxygen content in the exhaust gases.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство [3] для плавного регулирования тепловой мощности котла, включающее в себя устройство [2] регулирования качества сгорания топлива. Устройство для регулирования тепловой мощности содержит водогрейный котел с горелками, имеющими общий регулирующий клапан давления газа всех горелок и индивидуальные дутьевые вентиляторы. Электродвигатели вентиляторов через общий Closest to the proposed technical essence is a device [3] for continuously controlling the thermal power of a boiler, including a device [2] for regulating the quality of fuel combustion. A device for controlling thermal power comprises a hot water boiler with burners having a common gas pressure control valve for all burners and individual blow fans. Fan motors through common

ключ коммутации могут присоединятся к сети или к преобразователю частоты. Включение вентиляторов и подача газа в горелки осуществляется индивидуальными ключами и кранами. Устройство содержит программируемый контроллер, вход которого соединен с датчиками давления газа, температуры дутьевого воздуха, количества включенных горелок, содержания кислорода в отходящих газах и выходом контроллера преобразователя частоты, а выход - с приводом регулирующего клапана давления газа.The switching key can be connected to a network or to a frequency converter. The fans are turned on and the gas is supplied to the burners using individual keys and taps. The device contains a programmable controller, the input of which is connected to sensors for gas pressure, blast air temperature, the number of burners turned on, the oxygen content in the exhaust gases and the output of the frequency converter controller, and the output is connected to a gas pressure control valve actuator.

Существующие устройства обладают тем недостатком, что регулирование температуры сетевой воды в напорном трубопроводе осуществляется в режиме ручного управления дискретно с ошибкой регулирования не менее ±2.0°С по отношению к температурному графику. Это ухудшает экономические показатели и снижает качество теплоснабжения населения.Existing devices have the disadvantage that the temperature control of the network water in the pressure pipe is carried out discretely with manual control with a control error of at least ± 2.0 ° C with respect to the temperature graph. This worsens economic indicators and reduces the quality of heat supply to the population.

Задача, решаемая предлагаемым устройством, - непрерывное автоматическое регулирование температуры сетевой воды района теплосетей либо по температурному графику в зависимости от температуры наружного воздуха, либо стабилизация заданного значения температуры с сохранением режима оптимального сжигания топлива в котле-регуляторе.The problem solved by the proposed device is a continuous automatic control of the temperature of the network water of the district heating systems, either according to the temperature schedule depending on the outdoor temperature, or stabilization of the set temperature value while maintaining the optimal fuel combustion mode in the boiler-regulator.

Указанная задача решается тем, что вход программируемого контроллера дополнительно соединен с датчиками температуры сетевой воды и наружного воздуха, а также с датчиком давления дутьевого воздуха. Выходы контроллера соединяются со всеми индивидуальными ключами включения дутьевых вентиляторов и газовыми кранами горелок. Этим создается возможность непрерывного регулирования температуры сетевой воды путем одновременного изменения количества подаваемого в горелку газа и воздуха за счет изменения частоты вращения вентиляторов и включения-отключения горелок. Подсистема регулирования качества сгорания топлива корректирует соотношение This problem is solved by the fact that the input of the programmable controller is additionally connected to the temperature sensors of the mains water and outdoor air, as well as to the pressure sensor of the blast air. The controller outputs are connected to all individual keys for turning on the blowers and gas valves of the burners. This makes it possible to continuously control the temperature of the supply water by simultaneously changing the amount of gas and air supplied to the burner by changing the fan speed and turning the burners on and off. The fuel combustion quality control subsystem corrects the ratio

воздух-газ, чем обеспечивает режим оптимального сжигания топлива.air-gas, which ensures optimal fuel combustion.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, включающая блок горелок 1 водогрейного котла, содержащий 12 или 16 горелок (Г1-Г16). Каждая горелка соединена со своим дутьевым вентилятором (В1-В16) блока вентиляторов 2 и через блок кранов 3 подачи газа и регулирующий клапан 4 давления газа с газовой магистралью 5. Электродвигатели дутьевых вентиляторов (М1-М16) через индивидуальные ключи (К1-К16) и общий ключ К_общ блока ключей 6 соединяются с сетью электропитания или преобразователем частоты 7. Входы программируемого контроллера 8 соединены с датчиками температуры дутьевого воздуха T°С_дут.в., сетевой воды Т°С_воды, наружного воздуха Т°С_нар.в., датчиками давления газа Р_г, дутьевого воздуха Р_дут.в. и кислородомером в уходящих газах O₂. Выходы программируемого контроллера 8 соединены с регулирующим клапаном 4, с каждым газовым краном блока кранов 3, с ключами К1-К16 блока ключей 6. Кроме того, программируемый контролер 8 и программируемый контроллер 9 преобразователя частоты 7 взаимосоединены, а выход контроллера 9 соединен с общим ключом К_общ блока ключей 6.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed device, including a block of burners 1 of a boiler containing 12 or 16 burners (G1-G16). Each burner is connected to its own blower fan (B1-B16) of the fan block 2 and through a block of gas supply taps 3 and a gas pressure control valve 4 with a gas line 5. Electric motors of the blower fans (M1-M16) through individual keys (K1-K16) and _commonly shared key K key block 6 are connected to the mains or the frequency converter 7. Inputs of the programmable controller 8 connected to the combustion air temperature sensors T ° C _dut.v. , network water T ° C _water , outdoor air T ° C _nar.v. , gas pressure sensors R _g , blast air R _bl.v. and an oxygen meter in the flue gas O ₂ . The outputs of the programmable controller 8 are connected to a control valve 4, with each gas valve of the valve block 3, with the keys K1-K16 of the key block 6. In addition, the programmable controller 8 and the programmable controller 9 of the frequency converter 7 are interconnected, and the output of the controller 9 is connected to a common key To the _general key block 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В программе контроллера 8 заложен температурный график, являющийся заданием на регулирование режима теплосети. Он представляет собой функциональную зависимость температуры сетевой воды и наружного воздуха, которая имеется на каждой теплостанции и может отличаться от типовой. Для каждого режима характерно определенное количество включенных горелок. При изменении температуры наружного воздуха контроллер 8 изменяет задание на частоту вращения дутьевых вентиляторов, подаваемого на контроллер 9, и, в The program of the controller 8 contains a temperature schedule, which is the task for regulating the heating system. It represents the functional dependence of the temperature of the network water and the outdoor air, which is available at each thermal power station and may differ from the typical one. Each mode is characterized by a certain number of burners turned on. When the temperature of the outdoor air changes, the controller 8 changes the task by the frequency of rotation of the blower fans supplied to the controller 9, and, in

соответствие с новым значением давления дутьевого воздуха, устанавливает новое значение давления газа перед горелками воздействием на регулирующий клапан 4. Тем самым изменяется тепловая мощность котла и обеспечивается требуемое графиком соотношение температур наружного воздуха и воды в напорном трубопроводе теплосети.compliance with the new value of the pressure of the blast air, sets a new value of the gas pressure in front of the burners by acting on the control valve 4. This changes the heat output of the boiler and ensures the required temperature ratio of the outdoor air and water in the pressure pipe of the heating network.

При исчерпании допустимого диапазона регулирования при данном количестве горелок программируемый контроллер 8 путем одновременного воздействия на блок кранов 3 и блок ключей 6 добавляет или уменьшает количество включенных горелок, и плавное регулирование тепловой мощности ведется при другом количестве включенных горелок.When the allowable control range is exhausted for a given number of burners, the programmable controller 8 by simultaneously acting on the valve block 3 and the key block 6 adds or decreases the number of burners turned on, and the thermal power is continuously regulated with a different number of burners turned on.

Качество сжигания топлива, определяемое соотношением воздух-газ, регулируется в зависимости от температуры дутьевого воздуха Т°С_дут.в с коррекцией по содержанию кислорода в отходящих газах О₂.The quality of fuel combustion, determined by the air-gas ratio, is regulated depending on the temperature of the blast air T ° C _dl.v with a correction for the oxygen content in the exhaust gases O ₂ .

В случае останова преобразователя частоты, например, при кратковременном нарушении электропитания, контроллер 9 путем воздействия на общий ключ К_общ переключает электропитание дутьевых вентиляторов на сеть, а контроллер 8 подает команду на регулирующий клапан 4 газа, чем устанавливается соответствующие давление газа перед горелками.In the case of stopping of the frequency converter, e.g., by brief power failure, the controller 9 by acting on the _commonly shared key K switches the power blower fans in a network, and the controller 8 sends an instruction to the control valve 4 gas than the gas pressure is set corresponding to the burners.

Ручной режим регулирования температуры сетевой воды по температурному графику не позволяет регулировать с отклонением менее ±2°С. Предлагаемое устройство за счет дискретно-непрерывного регулирования обеспечивает это отклонение не более ±0.3°С. Предлагаемое устройство обеспечивает требуемый режим теплосети при работе либо индивидуально, либо параллельно с нерегулируемыми котлами в качестве котла-регулятора.The manual mode for regulating the temperature of the network water according to the temperature schedule does not allow regulating with a deviation of less than ± 2 ° C. The proposed device due to discrete-continuous control provides this deviation of not more than ± 0.3 ° C. The proposed device provides the required heating mode when operating either individually or in parallel with unregulated boilers as a boiler regulator.

Использование предлагаемого устройства в сравнении с известным позволяет автоматически и с большей точностью соблюдать температурный график теплосети, что повышает качество теплоснабжения потребителей. За счет отсутствия перегрева теплосети экономится не менее 300 тыс. м³ газа в отопительный сезон, а частотно-регулируемый электропривод вентиляторов обеспечивает экономию электроэнергии порядка 200 тыс. кВт·ч в год.Using the proposed device in comparison with the known one allows you to automatically and with greater accuracy to comply with the temperature schedule of the heating system, which improves the quality of heat supply to consumers. Due to the absence of overheating of the heating system, at least 300 thousand m ^{3 of} gas is saved in the heating season, and a frequency-controlled electric fan drive saves energy of about 200 thousand kWh per year.

Предлагаемое устройство внедрено авторами на четырех районных теплостанциях г. Москвы: РТС "Матвеевское", РТС "Кунцево", РТС "Рублево", РТС "Строгино". Осуществляется широкое внедрение при строительстве новых и реконструкции существующих теплостанций.The proposed device was introduced by the authors at four district heating stations in Moscow: RTS Matveevskoye, RTS Kuntsevo, RTS Rublevo, RTS Strogino. Extensive implementation is being carried out during the construction of new and reconstruction of existing power plants.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. Типовая инструкция по эксплуатации газомазутных водогрейных котлов типа ПТВМ. ТИ 34-70-051-86. Министерство энергетики и электрификации СССР. Главное научно-техническое управление энергетики и электрификации. Союзтехэнерго, 1986 г.1. Typical operating instructions for gas-oil boilers type PTVM. TI 34-70-051-86. Ministry of Energy and Electrification of the USSR. The main scientific and technical department of energy and electrification. Soyuztekhenergo, 1986

2. Паньшин А.С., Крылов Ю.А. Система автоматического регулирования режима горения газа в котлах ПТВМ. Журнал "Промышленная энергетика", №6, 2000 г., стр.37-39.2. Panshin A.S., Krylov Yu.A. The system of automatic regulation of the gas combustion mode in the PTVM boilers. The journal "Industrial Energy", No. 6, 2000, pp. 37-39.

3. Вайнер И. Г., Крылов Ю.А., Паньшин А.С. Устройство для регулирования тепловой мощности водогрейного котла. Свидетельство на полезную модель №18757 от 27 декабря 2000 г.3. Weiner I. G., Krylov Yu.A., Panshin A.S. Device for regulating the thermal power of the boiler. Utility Model Certificate No. 18757 of December 27, 2000

Claims

A device for controlling the temperature of the network water of the district heating networks, comprising a boiler with burners having a common gas pressure regulating valve for all burners and individual blow fans, whose electric motors are connected to a network or a frequency converter through a common switching key connected to the internal controller of the frequency converter, keys for turning on the engines of blowing fans and taps for supplying gas to the burners, a system for automatic control of the quality of combustion I fuel and thermal power of the boiler, containing a programmable controller, the input of which is connected to gas pressure sensors, blast air temperature, the number of burners turned on, the oxygen content in the exhaust gases and the output of the frequency converter controller, and the output - with a gas pressure control valve actuator, characterized in that in addition, the input of the programmable controller is connected to the temperature sensors of the network water and outdoor air and the pressure sensor of the blast air, and the outputs are connected to individual by switching on the electric motors of the blowers and by the taps for supplying gas to the burners.