一种锅炉供暖站智能监控系统的制作方法

1.本技术涉及锅炉供暖领域，尤其是涉及一种锅炉供暖站智能监控系统。


背景技术：

2.随着我国经济社会的快速发展，广大人民生活水平也大幅提升，人民对美好生活的多种需求也越来越高；电力供暖是从用能侧减少碳排放的最重要手段，较传统的煤、天然气等作为燃料的供暖方式环保、且升温快。青海地区清洁取暖发展迅速，青海地区水资源、太阳能、风能资源丰富，清洁能源发电发展迅速，在全国范围内清洁能源发电占比最高，对电力供暖的发展提供了有利条件，目前青海正在大面积推广电力供暖，电力供暖发展迅速，成为青海地区主要供暖方式。
3.而青海省地处高寒地区，以果洛藏族自治州为例，地处青藏高原腹地，平均海拔4200米，是典型的高原大陆型气候，由于空气浓度只有平原的 60％，全年平均气温只有4℃，全年只有冬季和夏季之分，夏季最高气温只能达到20℃，由于气候以寒冷为主，全年的平均供暖期达到8个月之久，对供暖的需求旺盛。供暖前期和后期气候相对较好，环境气温不至于过冷，供暖中期处于冬季最寒冷时期，环境温度低，并且，由于大西北白天夜晚温差大，如果电力供暖温度始终为一个设定值，那么不仅会造成能源的浪费，还会导致电力供暖温度与环境温度不协调，导致居民体验感差、不舒适等情况。


技术实现要素：

4.为了实现按需蓄热、按需放热，提高资源的利用率，减少能源利用环节的浪费，本技术提供一种锅炉供暖站智能监控系统。
5.本技术提供的一种锅炉供暖站智能监控系统采用如下的技术方案：
6.一种锅炉供暖站智能监控系统，包括中心站系统、锅炉控制系统、换热站控制系统、流量调节装置和用户端，所述锅炉控制系统、换热站控制系统和流量调节装置均与中心站系统通信连接，所述流量调节装置靠近用户端一侧设置；所述换热站控制系统包括供暖管道、回水管道、补水管道、换热器和气候补偿控制器，所述供暖管道一端与锅炉控制系统输出端连通，另一端与用户端连通，所述回水管道一端从用户端输出，另一端与锅炉控制系统输入端连通，所述供暖管道和回水管道中间端均与换热器连通；所述补水管道与回水管道连通，所述回水管道上设置有循环泵，所述补水管道上设置有补水泵，所述循环泵和补水泵均与气候补偿控制器电性连接；所述供暖管道上设置有电动调节阀，所述供暖管道和回水管道上均设置有实时监测装置，所述实时监测装置与中心站系统通信连接。
7.通过采用上述技术方案，锅炉控制系统能够实时监控电力供暖锅炉功率、温度等各项数据，实时监测装置监控电力供暖管道上的温度、水压和瞬时流量。该系统结合气候补偿控制器，监控室外温度，再将采集到的数据通过换热站控制系统传输给中心站系统，同时，实时监测装置也向中心站将监测到数据传输给中心站系统，中心站系统将收到的信息制成24小时室外实时温度曲线，根据室外温度状况和监测结构传输的数据信号，建立人机
界面设参数置，向锅炉控制系统、换热站控制系统和流量调节装置发送指令，锅炉控制系统收到该指令后，自动控制蓄热温度，自动调节电力供暖用户出水温度；流量调节装置根据指令调节流量大小，进而控制供暖压力和回水压力，补水泵通过回水压力控制启停；循环泵变频运行，频率通过供暖温度来调节；换热站控制系统根据供暖压力和回水压力自动调节供热状况。实现多时段、分区、气候补偿的节能供热，达到按需蓄热、按需放热的目的，提高能源的利用率，减少能源利用环节的浪费。
8.而在换热站控制系统中，通过换热器将供暖管道中的供水降到合适的温度，电动调节阀根据实时监测装置收集的数据自动调节阀门大小，循环泵和补水泵根据气候补偿控制器自动控制阀门大小，进而实现自动调节回水循环速率和自动补水。
9.可选的，所述流量调节装置包括大口径流量泵和差压式平衡阀，所述差压式平衡阀一端供暖管道连接，另一端回水管道连接，所述大口径流量泵安装于供暖管道上且位于差压式平衡阀远离用户端一侧。
10.通过采用上述技术方案，由于近用户端压差过大，远用户端压差小，外网压差不平衡，当近端用户室内温度达到设置值时，由于感温包的膨胀推力是有限的使恒温阀无法关断，使近端用户室内温度超标，而安装差压式平衡阀并且在供暖管道上安装大口径流量泵，可用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变，它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，即当系统的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控系统压差增大反之，当压差减小时，阀门自动开大，压差仍保持恒定。实现在不需外来能源，依靠被调介质自身压力变化进行自动调节，自动消除管网的剩余压头及压力波动引起的流量变化，恒定用户进出口压差，有助于稳定系统运行。
11.可选的，所述实时监测装置包括压力变送器、温度变送器和流量计，所述压力变送器、温度变送器和流量计均与供暖管道或回水管道连通。
12.通过采用上述技术方案，在供暖管道上，压力变送器监测供水压力值，温度变送器监测供水温度，在回水管道上，压力变送器监测回水压力值，温度变送器监测回水温度，流量计监测两管道上的瞬时流量，实现实时监控整个供暖系统的灵活、安全运行，提高运行效率，增强故障监测功能。
13.可选的，所述锅炉控制系统包括电蓄热锅炉、plc和变频器，所述plc 与电蓄热锅炉通信连接，所述变频器与plc通信连接。
14.通过采用上述技术方案，室外温度信号、锅炉出回水温度信号、锅炉内水温信号及锅炉水位信号被采集后，通过模数转换模块送给plc，与plc 内部设定的参数进行比较，以判断是否需要用变频器来调节循环泵的转速变化、锅炉炉膛负压是否需要调节及锅炉是否需要补水，从而实现plc的自动控制的目的。此外，由于采用了变频调速，可以根据用气量的变化随时调整引风机、鼓风机的风量，减轻现场的噪声，并且变频调速以其高效率，低能耗，稳定性好。
15.可选的，所述回水管道靠近用户端一端还设置有加热装置。
16.通过采用上述技术方案，由于回水管道内的水从用户端流回，水温相对于供暖管道内的水温偏低，在回水管道靠近用户端一端还设置加热装置，加热装置可对回水管道内的水进行加热，从而减少热量的散失，加热后的水回流到电蓄热锅炉再次循环加热时，由于
本身的热量，不需要耗太多的电能，便可达到输向供暖管道的热度，从而节省了用电。
17.可选的，所述用户端上设置有用于采集信息的电能表计和互感器。
18.通过采用上述技术方案，在电力供暖用户端安装电能表计和互感器，对电力供暖用户的锅炉出水温度、户外温度、负荷等信息进行实时采集，通过电力通信通道传输到中心站系统，主站进而对采集到的信息进行分析预测。
19.可选的，所述补水管道上设置有蓄水箱，所述蓄水箱上设置有液位变送器，所述液位变送器与蓄水箱电性连接。
20.通过采用上述技术方案，蓄水箱内随时蓄水，为补水管道提供水源，保证补水管道内始终有水，增强整个供暖系统的稳定性和安全性，液位变送器可自动监测蓄水箱内的水位高度，以实现自动蓄水。
21.可选的，所述蓄水箱入口端一侧设置有软化水装置，所述软化水装置与补水管道连通。
22.通过采用上述技术方案，在蓄水箱入口端一侧设置软化水装置，采用离子交换树脂，软化进入到蓄水箱中水的硬度，去除水中的钙、镁等结垢离子，减少了水中的钙镁在蓄水箱中沉积，实现对蓄水箱的保护，延长蓄水箱的使用寿命。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.通过采用上述技术方案，该系统结合气候补偿控制器，监控室外温度，再将采集到的数据通过换热站控制系统传输给中心站系统，同时，实时监测装置也向中心站将监测到数据传输给中心站系统，中心站系统将收到的信息制成24小时室外实时温度曲线，根据室外温度状况和监测结构传输的数据信号，建立人机界面设参数置，向锅炉控制系统、换热站控制系统和流量调节装置发送指令，锅炉控制系统收到该指令后，自动控制蓄热温度，自动调节电力供暖用户出水温度；流量调节装置根据指令调节流量大小，进而控制供暖压力和回水压力，补水泵通过回水压力控制启停；循环泵变频运行，频率通过供暖温度来调节；换热站控制系统根据供暖压力和回水压力自动调节供热状况。实现多时段、分区、气候补偿的节能供热，达到按需蓄热、按需放热的目的，提高能源的利用率，减少能源利用环节的浪费；
25.2.通过在回水管道靠近用户端一端设置有加热装置，加热装置可对回水管道内的水进行加热，从而减少热量的散失，加热后的水回流到电蓄热锅炉再次循环加热时，由于本身的热量，不需要耗太多的电能，便可达到输向供暖管道的热度，从而节省了用电；
26.3.通过在蓄水箱入口端一侧设置软化水装置，减少了水中的钙镁在蓄水箱中沉积，实现对蓄水箱的保护，延长蓄水箱的使用寿命。
附图说明
27.图1是一种锅炉供暖站智能监控系统的结构示意图。
28.图2是图1中换热站控制系统的结构示意图。
29.图3是图1中锅炉控制系统的结构示意图。
30.附图标记说明：1、中心站系统；2、锅炉控制系统；21、电蓄热锅炉； 22、plc；23、变频器；3、换热站控制系统；31、供暖管道；311、电动调节阀；32、回水管道；321、循环泵；33、补水管道；331、补水泵；34、换热器；35、气候补偿控制器；4、流量调节装置；41、大口径流量泵；
42、差压式平衡阀；5、用户端；51、电能表计；52、互感器；6、实时监测装置；61、压力变送器；62、温度变送器；63、流量计；7、加热装置；8、蓄水箱；81、液位变送器；9、软化水装置。
具体实施方式
31.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种锅炉供暖站智能监控系统。参照图1，一种锅炉供暖站智能监控系统包括中心站系统1、锅炉控制系统2、换热站控制系统3、流量调节装置4和用户端5，锅炉控制系统2、换热站控制系统3和流量调节装置4依次通过管道连接且均与中心站系统1通信连接，流量调节装置4靠近用户端5一侧设置。
33.换热站控制系统3包括供暖管道31、回水管道32、补水管道33、换热器34和气候补偿控制器35，供暖管道31一端与锅炉控制系统2输出端连通，另一端与用户端5连通，回水管道32一端从用户端5输出，另一端与锅炉控制系统2输入端连通，供暖管道31和回水管道32中间端均与换热器34连通，换热器34用于供暖管道31和回水管道32间的热量交换。供暖管道31上靠近锅炉控制系统2一端设置有电动调节阀311，回水管道 32上靠近换热器34朝向用户端5一端设置有循环泵321，循环泵321变频运行，频率通过供暖温度来调节。补水管道33与回水管道32靠近用户端 5一端连通，补水管道33上设置有补水泵331，补水泵331通过锅炉回水压力控制启停；气候补偿控制器35设置于循环泵321和补水泵331均与气候补偿控制器35电性连接；气候补偿控制器35由温度控制器和时间设定器组成，用户设定不同时间的室内温度要求，当室外气候发生变化时，布置在建筑室外的温度传感器将室外温度信息传递给气候补偿控制器35，气候补偿控制器35按照设定曲线求出恰当的供水温度，输出调节信号到电动调节阀311，补水泵331和循环泵321，阀门的开度。通过调节阀门开度的大小，自动调整供水流量，从而来自动控制锅炉供水温度，实现供热系统的供水温度的气候补偿。
34.在电力供暖用户端5一侧安装电能表计51、互感器52等信息采集装置，通过电能表计51、互感器52对电力供暖用户的锅炉出水温度、户外温度、负荷等信息进行实时采集，通过电力通信通道传输到中心站系统1，本技术的控制系统利用电力光纤接入，经过安全、加密防护措施后，进入供电企业调度自动化中心站系统1，中心站系统1构建一套电力供暖用户的控制系统，控制系统有监控和操作功能，监控界面可实时监控电力供暖用户的数据信息，操作界面可向电力供暖用户下发指令，以达到调节温度、负荷的目的，系统还设有负荷预测功能，可根据地区外部天气等因素实时预测短期和超短期的负荷情况，以便于更好的控制用户的目的。
35.流量调节装置4包括大口径流量泵41和差压式平衡阀42，差压式平衡阀42一端供暖管道31连接，另一端回水管道32连接，大口径流量泵 41安装于供暖管道31上且位于差压式平衡阀42远离用户端5一侧。
36.回水管道32靠近用户端5一端还设置有加热装置7。
37.用户端5上设置有用于采集信息的电能表计51和互感器52。采用温度传感器来采集室外温度信号、锅炉出回水温度信号、锅炉内水温信号及用水位传感器来采集锅炉水位信号，并把这些信号通过模数转换模块送给 plc22,与plc22内部设定的参数进行比较，以判断是否需要用变频器23来调节循环泵321的转速变化、锅炉炉膛负压是否需要调节及锅炉是否需要补水，从而实现plc22的自动控制的目的。
38.为保证整个系统水流循环通畅，补水供应充足，补水管道33上设置有蓄水箱8，可将多余的水蓄存，以备不时之需；蓄水箱8上设置有液位变送器81，液位变送器81与蓄水箱8电性连接，液位变送器81可随时监测蓄水箱8内水位的变化，从而实现自动蓄水。
39.此外，为防止补水端水中钙镁等杂质造成管道堵塞，缩短管道使用寿命，蓄水箱8入口端一侧设置有软化水装置9，软化水装置9与补水管道33连通，自来水经过软化水装置9软化后，进入补水管道33，再从补水管道33流向回水管道32，从而保证整个系统中水质的质量良好，延长整个系统中管道的使用寿命，减少安全隐患。
40.参照图2，供暖管道31和回水管道32上均设置有实时监测装置6，实时监测装置6与气候补偿控制器35和中心站系统1通信连接。实时监测装置6包括压力变送器61、温度变送器62和流量计63，压力变送器61、温度变送器62和流量计63均与供暖管道31或回水管道32连通。压力变送器61、温度变送器62和流量计63依次监测管道上的压力、温度和瞬时流量，进而将这些信息通过电信号传输给气候补偿装置和中心站系统1，中心站系统1发出相应的指令，气候补偿装置做出反应。
41.参照图3，锅炉控制系统2包括电蓄热锅炉21、plc22和变频器23， plc22作为一种可编程逻辑控制器，与电蓄热锅炉21通信连接，变频器23 与plc22通信连接，变频器23与电蓄热锅炉21通信连接，通过温度传感器，plc22将采集到的电蓄热锅炉21室外温度信号、锅炉出回水温度信号、锅炉内水温信号及锅炉水位信号通过自动分析后，给变频器23传达相应信号，变频器23做出相应反应，如锅炉运行速率、风机运行速率和散热扇运行速率等进行调整，从而使电蓄热锅炉21的出水温度达到设定值。
42.本技术实施例一种锅炉供暖站智能监控系统的实施原理为：
43.本技术中的锅炉供暖站智能监控系统采用低谷电蓄热，利用低谷时段廉价电能加热电蓄热锅炉21，将电能转换成热能并储存在电蓄热锅炉21。根据热量需求逐步释放，实现按需蓄热、按需放热，提高能源的利用率，减少能源利用环节的浪费。
44.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。