[发明专利]一种集中供热换热站自动控制系统及其设计方法

说明书

本发明属于换热站控制系统技术领域，特别涉及一种集中供热换热站自动控制系统及其设计方法，该系统由一次热网循环系统、二次热网循环系统、数据采集处理模块和自动控制模块组成；该设计方法通过实时采集并分析处理天气预报中气象参数、流体压力、流体温度等模拟量参数，根据天气条件变化，通过切换开关实现二次侧热网前馈‑反馈控制量调节和反馈控制质调节的自动切换，通过PID控制器实现换热站的二次侧热网供回水恒温差自动控制，保持供热量与供暖热负荷相匹配，保证热网的热力平衡，实现换热站经济可靠运行。

技术领域

本发明属于换热站控制系统技术领域，具体涉及一种集中供热换热站自动控制系统及其设计方法。

背景技术

换热站是集中供热系统的枢纽和核心，是连接热源和热用户之间的桥梁和纽带。换热站控制系统的主要任务是根据热负荷的变化情况，及时调整换热站的运行状态，满足用户的用热需求，保证热用户的室内温度保持在一定范围内。

以往为了弥补因水力失调造成的供暖区域内出现局部过热、局部不热及热力垂直失调等一系列供暖质量问题，换热站通常采用“大流量小温差”运行方式，导致供热系统效率低、供热能耗高。目前换热站基本配备了自动控制系统，但大部分换热站仍然依赖运行人员的经验手动设定各项调节参数，当气候异常变化导致气温起伏多变时，供热量与热用户需求不匹配的现象仍然广泛存在。

因此，在保证热用户舒适性的前提下，对换热站运行进行科学合理的调节控制，可有效提高供热效率，降低供热系统能耗，减少能源浪费，具有极大地经济价值和社会效益。

发明内容

本发明提出一种集中供热换热站自动控制系统，控制系统由热网一次侧循侧环系统、热网二次侧循环系统、数据采集处理模块和自动控制模块组成；其中，数据采集处理模块由气温流量转换单元、2个减法器组成；自动控制模块由减法器、加法器、切换开关和2个PID控制器组成。

所述的热网一次侧循环系统，热源提供的高温热水经由热网一次侧供水管路输送到换热站，热网一次侧供水管路上安装有电动调节阀，可改变热网一次侧供水管路中高温热水的流量；在换热站内，热网一次侧供水管路输送的高温热水进入到板式换热器内，在板式换热器内与热网二次侧的循环水进行热交换，冷却后的热网一次侧回水通过安装在热网一次侧回水管路上的一次侧循环水泵，经由热网一次侧回水管路返回到热源处。

所述的热网二次侧循环系统，热网二次侧循环水在板式换热器内吸收热量后，由板式换热器出口经热网二次侧供水管路将热量传送到热用户，在热网二次侧供水管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于测量供水管路内循环水的温度和压力；冷却的回水通过安装在热网二次侧回水管路上的二次侧循环水泵，经由热网二次侧回水管路返回到板式换热器，在热网二次侧回水管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于测量热网二次侧回水管路内循环水的温度和压力。

所述的数据采集处理模块，实时采集热网二次侧供水和回水的温度、压力信号以及通过连接互联网从天气预报中获取室外大气温度和风速信息；热网二次侧供水管路和回水管路上的温度传感器连接到第一减法器，得到二次侧供回水温差信号Δt；热网二次侧供水管路和回水管路上的压力传感器连接到第二减法器，得到二次侧供回水压差信号Δp；室外大气温度和风速信息连接到气温流量转换单元，得到为满足热用户供热量所需的热网二次侧循环回路流量，作为换热站系统量调节控制的前馈回路的调节量；数据采集处理模块的输出OUT1、OUT2和OUT3分别连接到自动控制模块IN1、IN2和IN3。