一、燃氣鍋爐系統的組成

該燃氣鍋爐供熱系統主要由三臺冷凝燃氣鍋爐、熱換站和監控室組成。采用PLC為核心控制器，結合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、MODBUS總線(xiàn)技術(shù)、變頻調速及PID技術(shù)，將現場(chǎng)所有設備構成一個(gè)分布式的控制體。通過(guò)對下位機軟件編程和上位機監控界面的組態(tài)，實(shí)現對三臺燃氣鍋爐及換熱站的實(shí)時(shí)監控，從而保證整個(gè)供熱系統能夠自動(dòng)穩定的運行。系統組成示意圖如圖1所示。

圖1：供熱系統組成結構圖

供熱系統組成結構圖

信號采集裝置主要有溫度計、壓力表、流量計、燃氣泄露聲光報警器、水位計等;執行機構主要有風(fēng)機、變頻器、廣一管道泵、閥門(mén)等。以PLC作為控制器，讀取現場(chǎng)儀表的溫度、流量、壓力等信號，以及一些開(kāi)關(guān)量信號;根據聯(lián)鎖關(guān)系控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，電機的啟停、運轉頻率等。采用變頻調速技術(shù)對循環(huán)泵、補水泵進(jìn)行控制，使管道內水壓保持恒定。在上位機上使用組態(tài)王軟件構建可視化的操作界面。用戶(hù)通過(guò)換熱站與供熱站進(jìn)行熱量交換。

PLC上擴展有以太網(wǎng)通訊模塊，采用以太網(wǎng)實(shí)現西門(mén)子PLC和上位機的通訊，并通過(guò)交換機與三臺上位機(PC機)通訊。通過(guò)研華的通訊模塊實(shí)現上位機與燃汽鍋爐本體進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)監測鍋爐內部的溫度、流量、壓力等數據，并進(jìn)行爐溫上下限、水垢指標等參數的控制。上位機監控系統采用組態(tài)王軟件進(jìn)行設計，監控系統具有實(shí)時(shí)數據監測、執行設備控制、歷史數據記錄查詢(xún)、曲線(xiàn)顯示、報表查詢(xún)和報警等功能，能夠監控系統運行的所有數據。

二、供熱系統水循環(huán)原理

整個(gè)供熱系統是通過(guò)水的循環(huán)把熱源輸送到熱用戶(hù)(用熱場(chǎng)所)。供熱系統可以分為兩個(gè)子系統，一是從鍋爐房到換熱站的高溫水循環(huán)系統，熱水所走管道網(wǎng)絡(luò )通常只到換熱站，不直接對用戶(hù)供暖，稱(chēng)為一次管網(wǎng);二是從換熱站到用戶(hù)家中采暖設施的低溫水循環(huán)系統，熱水管道直接與熱用戶(hù)連接，稱(chēng)為二次管網(wǎng)。

自來(lái)水廠(chǎng)的水預先存入水箱，一部分水經(jīng)過(guò)軟化、除氧進(jìn)入鍋爐的一次水循環(huán)，另一部分水進(jìn)入用戶(hù)的二次管網(wǎng)。軟化可以去除原水中的鈣、鎂離子以及導致鍋爐長(cháng)垢的元素，軟化水可使鍋爐免受水垢的侵害。除氧就是除去給水中的溶解氧和其它腐蝕性氣體，減輕給水系統和部件的腐蝕。系統運行過(guò)程中要按照需要對一次管網(wǎng)和二次管網(wǎng)進(jìn)行補水，以補充鍋爐和用戶(hù)的水損耗。一次管網(wǎng)的水經(jīng)過(guò)鍋爐加熱后通過(guò)熱換站與二次管網(wǎng)的水進(jìn)行熱量交換，熱量就由供熱站傳遞到了用戶(hù)那里。換熱站熱水一側是鍋爐的水循環(huán)回路，鍋爐熱水通過(guò)廣一管道泵把熱水送入換熱站，經(jīng)熱量交換后從換熱器出來(lái)回到鍋爐，這是一個(gè)回路。換熱器冷水一側是用戶(hù)的水的循環(huán)回路是，用戶(hù)的冷水從暖氣片出來(lái)進(jìn)入換熱站吸熱，溫度升高后再經(jīng)過(guò)二次網(wǎng)循環(huán)泵打到管線(xiàn)進(jìn)入用戶(hù)暖氣片。