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1、板式换热机组基本电气控制知识 1 板式换热机组的工作原理 2 1 板式换热机组概述换热机组是集板式换热器 循环水泵 补水泵 过滤器 温度计 压力表 各种传感元器件 管道 阀门及工控系统于一体的成套区域供热设备 并可以根据需要增加温度 压力等控制系统以及各种保护功能 主要适用于汽 水 水 水等介质间的热交换 能满足供暖 空调 生活热水等的工艺要求 用户只需要连接加热系统 被加热系统和补给水的接管 并连通电源即可投入使用 换热机组在间接供热系统热力站中的应用 大大减轻了设计工作量 通过优化组合 使得各种设备匹配更加合理 换热强度高且占地少 比常规热力站节约土建投资和工程造价 同时具有安装调试简单方
2、便 施工周期短等优点 3 板式换热机组主要优点结构布置合理 紧凑 占地面积小 减少初投资 高效节能 采用板式换热器 引进德国API Schmidt公司先进的计算机选型软件进行最优化设计 同时配套国际知名品牌的自控系统实现供热系统量调节和质调节的有机结合 达到最佳节能运行 缩短设计工期 成套供货 安装简单方便 只需接上热侧 冷侧以及补水侧管口 接通电源就可运行 大大节省了热力工程建设时间 同时节省了大量的安装费用 多种控制方式可供选择 通过数据通讯 实现远程监控 并可以根据需要配置热量计量装置 可实现按热力站计量收费 生活热水机组采用独特的设计思路 在保持恒温供水的前提下 最大限度地防止板式换热
3、器中水垢的形成 实现机组连续运转 提供热水 4 板式换热机组工作原理换热机组的工作由两个循环系统所构成 即二次侧循环系统和一次侧循环系统 二次侧循环系统是由循环水泵 管道 阀门等组成 与用户散热片或风机盘管构成一个环路 一次侧循环系统是由热侧管道 阀门等组成 与一次管网循环泵等构成一个环路 两个循环系统通过板式换热器进行热量交换 将一次侧循环系统的热量传递到二次侧循环系统 二次侧系统在循环过程中 经过散热片将热量传递到居民楼和商务楼 为了保证供热房间的舒适 在两个循环系统中配置了必要的控制元件和仪表 如热侧循环系统的电动调节阀 压力和温度传感器 温度计和压力表 冷侧循环系统的压力和温度变送器
4、流量计以及循环泵和补水泵的变频装置等 结合控制柜控制元件 电器元件可以做到本地自动控制和远端监控 5 4 板式换热机组型号说明Q XXX XXX1234561 Q为公司2 热负荷 单位为MW3 机组用途 空调系统 采暖系统F 地板辐射系统S 生活水系统 4 一 二次侧设计压力 单位为MPa5 一次侧热源介质 R 热水Q 蒸汽 6 控制方式 全自动智能型 全自动无人值守型 A 自动型 半自动型 简单型 6 常用单位的换算1 1MPa 1000Kpa 106Pa 10 2kgf cm2 10bar 100mH2O2 1m 1000L3 1t 1000kg4 1度 1KW H5 1MW 1000KW
5、6 1英寸 25 4mm我们应熟记上述常用单位之间的转换关系 7 板式换热机组的组成板式换热器 循环泵组 含电机 补水定压装置 阀门 管路和管道附件等 温度计 压力表等在线显示仪表 超声波流量计 热能表 根据需要配置 温度传感器 压力传感器 电动阀 电磁阀等传感控制元器件 根据需要配置 电控柜 根据需要配置控制 传动元件 包括控制器 变频器等相应的控制元器件 底座 8 6 板式换热机组的分类 按照热源介质 水 水换热 汽 水换热 按照用途 空调 采暖 地板辐射 生活水 制冷 按照控制功能 简单 半自动 自动 全自动 全自动智能型换热机组 9 控制等级分类 型 全自动智能型机组采用可编程控制器进
6、行控制 温度控制 恒温供水 温度补偿 压力控制 恒压差或恒压供水 自动补水定压 电气及保护功能控制 水泵变频 断电保护 来电自启 对变频器工作状态进行自动监测和保护 安全保护控制 泵阀联锁 开机自检 顺序启动 循环泵故障自动切换 失压保护 自动泄压 超温保护 数据管理控制 就地数据采集及显示 数据上传及远程控制 10 控制等级分类 11 控制等级分类 型 全自动型机组采用可编程控制器进行控制 温度控制 恒温供水 温度补偿 压力控制 恒压差或恒压供水 自动补水定压 电气及保护功能控制 水泵变频 断电保护 来电自启 对变频器工作状态进行自动监测和保护 安全保护控制 泵阀联锁 开机自检 顺序启动 循
7、环泵故障自动切换 失压保护 自动泄压 超温保护 数据管理控制 就地数据采集及显示 12 控制等级分类 13 控制等级分类 A型 自动型机组 温度控制 可选 需增加温度控制器 恒温供水 温度补偿 压力控制 恒压供水 自动补水定压 电气及保护功能控制 水泵变频 来电自启 对变频器工作状态进行自动监测和保护 安全保护控制 泵阀联锁 带温度控制时增加 循环泵故障自动切换 自动泄压 数据管理控制 就地数据采集及显示 14 控制等级分类 15 控制等级分类 型 半自动机组 温度控制 采用温度控制器 实现恒温供水 温度补偿 压力控制 自动补水定压 电气及保护功能控制 来电自启 安全保护控制 自动泄压 数据管
8、理控制 就地数据采集及显示 16 控制等级分类 17 控制等级分类 型 简单型机组 压力控制 自动补水定压 电气及保护功能控制 来电自启 安全保护控制 自动泄压 数据管理控制 就地数据采集及显示 18 控制等级分类 19 控制等级分类 不同控制等级间关系 IV 自动补水定压 来电自启 自动泄压 就地显示III IV 温度控制 单回路控制器 IIA III 水泵变频 泵阀联锁 水泵自动切换 单回路控制器 II IIA 可编程控制器 各种保护功能I II 数据通讯 20 a 恒温供水在一次侧管路上设置了电动调节阀 应用控制器 根据温度需求的变化 设定二次侧的供水温度 二次侧供水温度的实测值和设定值
9、相比较后 控制器输出信号至电动调节阀 调节电动调节阀的开度 从而改变一次侧的流量 进而控制二次侧供水水温 达到恒温供水的目的 控制功能说明 21 b 温度补偿室外温度补偿 根据室外温度传感器测得室外温度来调整二次侧供水温度 按照当地温度情况及用户对温度的要求 来确定供水温度 室外温度调节曲线 满足用户在不同室外温度下二次侧供水温度不同的要求 达到舒适 节能 自动调节的效果 这种方式是目前常用的温度补偿方式 控制功能说明 22 控制功能说明 c 恒压差供水控制器根据机组安装在二次侧供 回水管线上压力传感器的实测值 与控制器内的二次供 回水压差设定值进行比较后 输出信号至变频器 调节其输出的频率
10、控制循环泵的转速 实现二次侧流量的调节 进而达到恒压差供水的目的 23 控制功能说明 d 恒压供水变频器根据机组安装在二次侧供水管线上压力传感器的实测值 与变频器内的二次供水压力设定值进行比较后 调整其输出的频率 控制循环泵的转速 实现二次侧流量的调节 进而达到恒压供水的目的 24 e 自动补水定压自动补水定压包含下列几种方式 控制器控制补水泵变频定压 变频器控制补水泵变频定压 机组上测得开关量信号通过控制回路控制补水泵启停定压 高位水箱测得开关量信号通过控制回路控制补水泵启停定压 机组上测得开关量信号通过控制回路控制一次补二次定压 控制功能说明 25 f 水泵变频水泵由变频器驱动 变频器通过
11、对输出频率的调整来控制水泵的转速 且泵的运行频率及故障状态都可上传 控制功能说明 26 g 开机自检 控制器通电后 自动检测机组各测点压力值 温度值以及设备状态 执行失压保护 超温保护等保护功能 h 顺序启动对设置 台的循环水泵 开 备 的机组 当任何 台循环水泵启动正常3 5分钟后才开启电动调节阀 对设置 台循环水泵 开 备 的机组 当第一台循环水泵启动 分种后才启动第二台循环水泵 只有 台循环水泵都启动后才开启一次侧电动调节阀 控制功能说明 27 i 水泵故障自动切换 配置PLC实现当处于运行状态的水泵发生故障时 输出报警信号至PLC PLC通过自动检测 对变频器进行自动复位后 自动切换到
12、备用水泵 实现水泵故障自动切换 控制回路实现通过控制电路增加时间继电器 热继电器 中间继电器等 实现对故障水泵的自动切换 控制功能说明 28 j 失压保护二次侧回水压力低于设定值时自动停止循环泵运行 相应地自动关闭一次侧的电动调节阀 补水定压装置自动开始往系统中补水 直到二次回水压力达到系统设定值 k 断电保护 停电后自动关闭电动调节阀 切断热源 控制器运行状态参数回到零位 控制功能说明 29 j 泵阀联锁机组启动时循环水泵运行正常后才启动一次侧电动调节阀 停运时先关闭一次侧电动阀 然后循环水泵才停止运行 k 来电自启 断电后恢复供电时 机组自检正常后按顺序自动启动 做到机组的无人自启动和控制
13、 控制功能说明 30 l 自动泄压在机组二次侧设置了安全阀泄压系统 来释放系统热膨胀等原因引起的压力升高 保证系统稳定安全的运行 也可以根据要求配置二级泄压系统 即除了在二次侧设置安全阀外 再设置一套电磁阀泄压系统 控制功能说明 31 m 超温保护当二次侧供水温度或一次侧供 回水温度任一个超过设定值时 自动关闭一次侧电动调节阀 n 电气保护 变频器自身的各种保护功能 电控柜内电器元器件实现的各种保护 常见的有 过电流 过电压 短路 缺相 欠压 浪涌保护等 适时进行自动监测和保护 控制功能说明 32 o 数据采集上传机组可以实现本地手动 自动控制和远程监控 通过机组配置的可编程控制器采集换热机组
14、两侧供回水管路上安装的压力和温度传感器 电动阀开度 热表 流量计的测量值 水泵 变频器的运行状态等 通过用户现场的通讯网络 可编程控制器将所采集的运行信号 控制信号上传至集中控制室 同时集中控制室可以在线修改运行参数 实现对设备的数据采集上传以及远程控制 控制功能说明 33 生活水机组工作原理 换热机组的工作由两个循环系统所构成 即热水循环系统和生活水循环系统 热水循环系统由热侧管道 阀门等组成 与用户锅炉或一次热水泵构成一个环路 生活水循环系统由循环水泵 管道 阀门等组成 与用户洗脸盆或淋浴水龙头管路构成一个环路 这个循环系统的目的主要作用是保证生活水始终在换热器闭路循环 防止在换热板片表面
15、结垢 实际消耗的生活水都是通过补水系统源源不断地补充到系统 两个循环系统通过板式换热器进行热量交换 将热水循环系统的热量传递到生活水循环系统 经过管路将热水送到水龙头或淋浴 为了保证热水温度的恒定 在两个循环系统中配置了必要的控制元件和仪表 如热水循环系统的电动调节阀 压力和温度传感器等 生活水循环系统的压力和温度变送器以及循环泵和补水泵的变频装置等 可以做到本地自动控制和远端监控相结合 34 生活水机组独特特点 1 恒温供水1 温度传感器精度控制在 2 以内 2 温度传感器合适的安装 保证了最终的供水温度 3 循环泵 小时连续运转 在系统不用水时仍能保持水温的恒定 4 生活热水供水管路上安装有热水混合罐 保证了水温的相对稳定 35 生活水机组独特特点 2 有效的防垢措施1 循环水泵始终处于运行状态 不断的冲刷换热器的板片 可延缓换热器和管道中水垢的形成 2 独特的设计思路 使水温保持在相对低的温度下 延缓水垢形成速度 3 在补水入口设置了电子除垢仪 减缓了水垢的形成速度 36 谢谢 37
