虚拟仪器在区域锅炉房供热自动控制中的应用.pdf

虚拟仪器在区域锅炉房供热自动控制中的应用原贺新 刘海英 于春来 唐山市热力总公司摘 要 介绍虚拟仪器技术在区域锅炉房供热系统自动控制中的应用,提出了从锅炉房到 热力站的整体控制方案关键词 虚拟仪器 LabVIEW 锅炉自动控制Virtual Instrument Used In Boiler Room Automation System Yuan Hexin , Liu Haiying , Yu Chunlai Abstract : Virtual instrument is applied in the boiler room for supplying heat to local households. This paper pro2 vides an overview plan for the automation system from the boiler room to the heating supply station. Key words : virtual instrument ,LabVIEW ,boiler room automation1 概述随着计算机技术、 大规模集成电路技术和通讯 技术的飞速发展,仪器技术领域发生了巨大的变化, 美国国家仪器公司(National Instruments)于80年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概 念,把虚拟测试技术带入新的发展时期,随后研制和 推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。

虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和(或) 硬件,使得使用者在操作这台计算机时,就像是在操作1台他自己设计的专用的传统电子仪器在虚拟 仪器系统中,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出, 软件才是整个仪器系统的关键,任何一个使用者都 可以通过修改软件的方法,很方便地改变、 增减仪器 系统的功能与规模,所以有 “软件就是仪器” 之说近年来,虚拟仪器系统广泛地应用在工业控制、 通讯、 自动化、 电子、 电力、 生化制药和工业生产等各 种领域本文介绍了虚拟仪器在锅炉房供热自动控 制中的应用2 锅炉房供热系统的控制方案2. 1 控制目标众所周知,区域锅炉房供热系统一般是由热源(锅炉房)、 热网、 热用户(热力站)组成的不可分割的整体见图1 ,只有对供热系统各个环节实现自动原贺新,男,32岁,大学 063000 河北省唐山市煤医道21号 收稿日期:2002201222图1 区域锅炉房供热系统简图 控制,才能更大限度实现节能,实现按需供热用户的热负荷随室外温度的变化而变化,为保 持用户室内温度稳定则必须改变热力站二次管网的 供水温度t2g,以二次供水温度t2g为系统的主要控制 目标,控制不同的二次供水温度t2g以适应不同的室 外气温tw,即t2g= f (tw) ,以实现系统的按需供热。

二次供水温度的控制根据一次供水温度t1g的情况, 通过改变一次管网循环流量来实现一次供水温度 即锅炉房出口供水温度的控制,通过调节炉排转速、 鼓引风配比等因素控制锅炉燃烧来实现,如此就实 现了对包括热源(锅炉房)、 热网、 热用户(热力站)在 内的整体供热系统的控制因此系统把二次供水温 度作为主要控制目标,把一次供水温度作为次要控 制目标2. 2 一二次供水温度模型的建立 热力站(热用户)控制环节的控制对象是二次管 网的供水温度,而我们希望得到的是稳定而适宜的 室内温度,因此,确定二次供水温度与室内温度的函 数关系是影响控制效果的关键理论上的运行调节 —23—虚拟仪器在区域锅炉房供热自动控制中的应用 公用事业© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.公式为:tg= tn′+1 2(tg′+ th′- 2tn′) (tn′- tw tn′- tw′)1 1 +B+1 2G(tg′- th′) (tn′- tw tn′- tw′)th= tn′+1 2(tg′+ th′- 2tn′) (tn′- tw tn′- tw′)1 1 +B-1 2G(tg′- th′) (tn′- tw tn′- tw′)但实际运行中,由于实际的循环量不一定是设定值,而且由于散热器系统在设计过程中层层加余量造成容量偏大,以及实际热指标与理论不一致,一次需对其加以修正,下面为修正后的公式:tg= tn′+1 2(tg′+ th′- 2tn′) (n·tn′- tw tn′- tw′)1 1 +B+n 2G(tg′- th′) (tn′- tw tn′- tw′)th= tn′+1 2(tg′+ th′- 2tn′) (n·tn′- tw tn′- tw′)1 1 +B-n 2G(tg′- th′) (tn′- tw tn′- tw′)n =(tg+ th- 2tn)1 +B(tn′- tw′)(tg′+ th′- 2tn′)1 +B(tn- tw)G=(tg+ th- 2tn)1 +B(tg′- th′)(tg′+ th′- 2tn′)1 +B(tg- th) tw= m twsm是日照、 风速、 风向的修正系数,取m = 1 ;n反映了热负荷设计上的偏差;tw与tws为室内实测气温的平均值及其修正值。

由于公式比较复杂,参控参数比较多,因此将上述公式结合实际供热运行参数进行拟合,确定二次供水温度的控制模型,即:t2g= a + b×tw(1)式中:t2g— — — 二次线供水温度;tw— — — 室外温度;a、b— — — 拟合参数同理也可确定锅炉一次供水温度的控制模型:t1g= A +B×tw(2)式中:t1g— — — 一次线供水温度;A、B— — — 拟合参数2. 3 二次供水温度的控制作为供热系统整体控制策略,热力站二次供水温度的控制至关重要,其控制方式为:自控系统根据不同的室外温度,计算出不同的二次供水温度设定值,根据一次供水温度情况,软件内PID调节器实时对一次管网循环流量进行调节,使二次供水温度实际值与设定值相符一次管网的循环流量通过调整循环泵电机转速来实现见图2图2 二次供水温度闭环反馈控制系统2. 4 一次供水温度的控制一次供水温度的控制通过调整炉排电机转速来实现当一次供水温度实际值与设定值出现偏差,软件内PID调节器实时对炉排电机进行控制,使一次供水温度满足控制要求见图3图3 一次供水温度闭环反馈控制系统2. 5 锅炉燃烧的控制结合供热运行实际情况,我们对锅炉燃烧的控制没有采用传统的PID控制,而采用了简单的模糊控制方法,根据不同发热量的煤种,摸索总结出了:(1)炉排转速X与室外温度tw的对应关系X =f (tw) ;(2)鼓、 引风电机转速Y与炉排转速X的对应关系Y=f (X)。

这样就使得锅炉燃烧的控制既简单又实用3 控制系统的实现3. 1 系统构成和功能本系统采用工业控制计算机+板卡的形式,工业控制计算机功能强大、 抗干扰性强,模拟量输入卡和模 拟 量 输 出 卡 采 用 美 国 国 家 仪 器 生 产 的PCI6024E和AT/ AO210 ,保证了系统需要的精度和可靠性现场传感器向模拟量输入卡提供4～20mA的标准信号 —33—城市管理与科技 2002年 第4卷 第2期© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.环氧煤沥青用于埋地管道防腐的适用性分析米 琪 北京燃气集团销售一分公司摘 要 根据生产实践和管道防腐涂料的发展状况,结合埋地管道涂层的国际规范RP0619 的规定和该涂层的国内技术规范,分析了该涂层对城市埋地管道防腐工程存在的问题和弊端关键词 环氧煤沥青 防腐蚀 国际规范 抗冲击 施工工艺 阴极保护电流Availability of Coal Tar Epoxy Used as Anti2corrosion Coating for Underground PipelinesMi Qi Abstract : Currently coal tar epoxy is widely used as anti2corrosion coating for underground pipelines in China. However ,as new anti2corrosion technology is developed and international standards are updated ,this method seems not to be the best choice in anti2corrosion practice. This paper thus summarizes the problems existed in the current anti2corrosion coating method on the basis of experience and the standard in NACE RP 0169“Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems”. Key words : coal tar epoxy ,anti2corrosion ,international standards ,impact resistance ,current density in cathode anti2corrosion method环氧煤沥青是一种双组分环氧液体涂料,在美 国是由美国匹兹堡化学工业公司50年代中期发明的,主要用于地下金属结构物、 海洋钢结构物的防腐 蚀。

在我国则是由石油部管道科学研究院研制成功,多年来已在城市的地下管道防腐工程中大量使 用然而在其诞生地的石油行业的油气管道的防腐中却鲜有使用其中的原因则是多方面的到目前 为止城市系统的埋地管道防腐工程都大多沿用了系统可完成实时参数显示、 自动控制、 数据存储、 报表打印、 报警等功能见图4图4 系统结构图3. 2 软件描述操作系统:windows98中文版虚拟仪器开发平台:LabVIEW5. 1工具软件:PID模块、 可执行代码生成模块3. 3 硬件描述模拟量输入卡:PCI6024E模拟量输出卡:AT/ AO210 模拟量调理模块:5B32 4 推广应用该系统于2000年11月首先应用在唐山市4 # 锅炉房供热系统,对一二次供水温度实现自动控制, 根据室外温度的变化调整热负荷,实现了从锅炉房 到热力站的整体控制,实现了按需供热,自动化程度 大大提高,减轻了工人劳动强度,节能效果显著,降 低了供热成本,产生了很好的经济效益采暖期平 均耗煤量由自控前的13. 13g/ m2h下降为自控后的11. 6g/ m2h ,热 指 标 由39. 31kcal/ m2h下 降 为34. 9kcal/ m2h ,2台10t/ h的热水锅炉效率由70. 3 % 和69 %提高到74. 2 %和73. 9 % ,因鼓引风电机、 循 环泵电机、 炉排电机全部实现变速运行,耗电量明显 降低。

此外,自控系统投运后居民室内温度波动平 缓,提高了居民的室内舒适度因此产生了较好的 经济效益和社会效益 —43—环氧煤沥青用于埋地管道防腐的适用性分析 公用事业© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.。