RU42115U1 - Устройство для регулирования температуры сетевой воды района тепловых сетей - Google Patents

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.

Description

Устройство относится к области отопления и горячего водоснабжения промышленных и жилых объектов.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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

воздух-газ, чем обеспечивает режим оптимального сжигания топлива.

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.

Устройство работает следующим образом.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Список использованной литературы.

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.

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.

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.

Claims (1)

1. Устройство для регулирования температуры сетевой воды района теплосетей, содержащее водогрейный котел с горелками, имеющими общий регулирующий клапан давления газа всех горелок и индивидуальные дутьевые вентиляторы, электродвигатели которых через общий ключ коммутации, соединенный с внутренним контроллером преобразователя частоты, присоединяются к сети или преобразователю частоты, индивидуальные ключи включения двигателей дутьевых вентиляторов и краны подачи газа в горелки, систему автоматического регулирования качества сгорания топлива и тепловой мощности котла, содержащую 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, отличающееся тем, что дополнительно вход программируемого контроллера соединен с датчиками температуры сетевой воды и наружного воздуха и датчиком давления дутьевого воздуха, а выходы - с индивидуальными ключами включения электродвигателей дутьевых вентиляторов и кранами подачи газа в горелки.