换热站控制方案.docx

?一、引言

换热站作为集中供热系统中的关键环节，其运行的稳定性和高效性直接影响到供热质量和能源消耗。合理的控制方案能够确保换热站根据热用户的需求准确调节热量输出，提高能源利用效率，降低运行成本。本文档旨在设计一套科学、可靠的换热站控制方案，以满足供热系统的要求。

二、换热站系统概述

1.系统组成

换热站主要由热交换器、循环水泵、补水泵、阀门、温度传感器、压力传感器等设备组成。热交换器实现一次网高温热水与二次网低温回水的热量交换，为热用户提供所需的热量；循环水泵负责二次网热水的循环输送；补水泵用于补充系统中因泄漏等原因损失的水量；阀门用于调节流量和压力；各种传感器实时监测系统的温度、压力等参数。

2.工艺流程

一次网高温热水进入换热站后，通过热交换器与二次网低温回水进行热交换，使二次网水温升高。二次网热水经循环水泵升压后输送至热用户，热用户使用后的低温回水返回换热站，再次进入热交换器进行循环换热。当系统水量不足时，补水泵启动向系统补水，维持系统正常运行。

三、控制目标

1.保证供热质量

根据热用户的需求，精确调节二次网供水温度，使其保持在设定的范围内，确保热用户室内温度稳定舒适。

2.提高能源利用效率

通过优化控制策略，合理调节热交换器的换热效率，降低一次网高温热水的流量，减少能源浪费，提高能源利用率。

3.实现系统稳定运行

实时监测系统的温度、压力等参数，及时发现并处理异常情况，保证系统在各种工况下安全稳定运行。

4.降低运行成本

采用先进的控制算法，减少设备的不必要启停，降低设备磨损和能耗，降低运行成本。

四、控制策略

1.温度控制策略

-采用基于二次网供水温度反馈的PID控制算法。通过温度传感器实时监测二次网供水温度，并与设定值进行比较，根据偏差大小调整热交换器一次网侧的流量或阀门开度，从而实现对二次网供水温度的精确控制。

-考虑到热用户的需求具有一定的时变性，引入模糊控制思想对PID参数进行在线调整。根据室外温度、时间等因素，自动调整PID控制器的比例、积分和微分系数，使系统能够更好地适应不同工况。

2.压力控制策略

-二次网循环水泵出口设置压力传感器，监测二次网压力。采用变频调速控制方式，根据压力传感器反馈的压力值与设定压力值的偏差，调节循环水泵的转速，维持二次网压力稳定。

-当二次网压力过高时，通过旁通阀门泄压，防止系统超压运行；当二次网压力过低时，自动启动补水泵补水，同时适当提高循环水泵转速，以保证系统压力恢复正常。

3.流量控制策略

-在一次网侧和二次网侧分别安装流量传感器，实时监测流量。根据二次网热负荷的变化，通过调节一次网侧的电动调节阀或二次网侧的循环水泵转速，控制一次网和二次网的流量，确保热交换器的换热效果与热负荷相匹配。

-采用智能流量分配算法，根据各热用户的面积、户型等因素，合理分配二次网流量，提高供热的均匀性。

4.补水控制策略

-利用补水箱水位传感器监测补水箱水位，当水位低于设定下限值时，补水泵自动启动补水；当水位高于设定上限值时，补水泵停止运行。

-采用变频控制补水泵，根据系统的泄漏情况和补水需求，自动调节补水泵的转速，实现精确补水，避免补水过多或过少。

五、控制系统硬件设计

1.传感器选择

-温度传感器选用高精度的Pt100铂电阻温度传感器，具有线性度好、精度高、抗干扰能力强等优点，能够准确测量二次网供水温度、回水温度、一次网供水温度等参数。

-压力传感器选用扩散硅压力传感器，测量范围满足换热站系统压力要求，具有较高的灵敏度和稳定性。

-流量传感器选用电磁流量计或超声波流量计，能够实时准确测量一次网和二次网的流量。

2.控制器选型

-采用可编程逻辑控制器（PLC）作为控制系统的核心控制器。PLC具有可靠性高、编程灵活、抗干扰能力强等特点，能够满足换热站复杂的控制逻辑要求。

-根据换热站的规模和控制点数，选择合适型号的PLC，确保其I/O点数能够满足系统传感器和执行机构的接入需求。

3.执行机构

-电动调节阀选用智能型电动调节阀，能够根据PLC输出的控制信号精确调节阀门开度，实现对流量和温度的控制。

-循环水泵和补水泵采用变频调速电机，通过变频器与PLC配合，实现对水泵转速的精确控制，达到节能和稳定运行的目的。

六、控制系统软件设计

1.系统总体架构

-控制系统软件采用模