Алгоритм каскадной водогрейной котельной с количественным регулированием Опции

[DukeZed]

Добрый день, форумчане! Есть много информации, особенно здесь на ABOKе, о качественном регулировании теплоносителя по температуре в зависимости от температуры наружного воздуха. Но меня интересует количественное регулирование статического давления и количества воды при поддержании постоянной заданной температуры теплоносителя независимо от температуры наружного воздуха. В интернете значительно меньше информации по колич-му рег-нию - видимо потому что в советское время все было построено на качественном регулировании (я так понимаю основная причина - необходимость частотного регулирования сетевыми, котловыми насосами). Прошу поделиться соображениями, возможно ссылками на описание алгоритма работы такой котельной, каскадного регулирования и т.д.

Заранее спасибо!!!

[DukeZed]

Добрый день, форумчане! Есть много информации, особенно здесь на ABOKе, о качественном регулировании теплоносителя по температуре в зависимости от температуры наружного воздуха. Но меня интересует количественное регулирование статического давления и количества воды при поддержании постоянной заданной температуры теплоносителя независимо от температуры наружного воздуха. В интернете значительно меньше информации по колич-му рег-нию - видимо потому что в советское время все было построено на качественном регулировании (я так понимаю основная причина - необходимость частотного регулирования сетевыми, котловыми насосами). Прошу поделиться соображениями, возможно ссылками на описание алгоритма работы такой котельной, каскадного регулирования и т.д.

Заранее спасибо!!!

[LUCHNICK]

Если котельная выдает постоянную температуру, то количество регулируется у потребителя (различные клапана, системы). Чтобы зря не тратить электроэнергию сетевые насосы оснащаются частотным приводом, который поддерживает постоянный перепад в системе (на насосах).
Каскадное управление котлами в данном случае ни чем ни отличается от случая с качественным. Если температура в подающем коллекторе становится ниже заданной, подключается ведомый котел, повышается-отключается. У каскаднх контроллеров Висман это происходит по накопленному интегралу подключений- если он достигается то подключается/отключается ведомый котел. Мы управляем каскадом котлов при работе от ПЛК по накопленному интегралу отклонений, преобразованный в мощность каскада (идея взята с регулятора Е8.5064). Если температура ниже накапливается интеграл, который пересчитывается, с учетом коэффициента требуемой скорости подключений, в мощность каскада. В зависимости от того, чем вы управляете, ступенями горелок котлов или разрешением работы котлов, делите 100% на количество объектов регулирования. Например, если два котла и мы даем им команду- работать/стоять, то если мощность каскада менее 50%, то работает только ведущий котел, если больше, то подключается ведомый. После подключения- задержка цикла на пересчет мощности на заданное время (то же в Е8.5064).

[DukeZed]

Дело в том, что котловые насосы тоже с частотниками, а также стоит на выходе из котла расходомер. У меня была такая идея: частотником котлового насоса поддерживать давление перед сетевыми насосами (сетевые насосы стоят на подаче к потребителю - они в свою очередь будут частотниками поддерживать давление в коллекторе к потребителю), к примеру котловые насосы держат 4 бара, сетевые - 6 бар.
А каскадом управлять так: если мощность котлового насоса и производительность котла подобраны верно, то при 100% работы насоса должен быть достигнут максимальный расход, при котором котел выйдет на максимальную производительность. Насколько мне известно горелка ступенчатая (вроде бы 2 ступени...точно пока не могу сказать). Так вот: при достижении котловым насосом 100% ИЛИ при достижении рассчитанного максимального расхода (в идеале эти два события должны совпасть, но мы их запараллелим - что наступит быстрее) мы подтягиваем следующий котел и т.д. Температура подачи воды из котла должна быть всегда постоянной, ее мы будем регулировать ступенями горелки и положением трехходового клапана (при нехватке температуры будем делать рециркуляцию)


Вообщем вот такие мысли у меня...если есть замечания или идеи буду рад!!!

[den.mgn]

Котловые насосы предназначены для обеспечения номинального расхода воды через котел (больше расход сделать можно, а меньше нельзя).

[DukeZed]

Котловые насосы предназначены для обеспечения номинального расхода воды через котел (больше расход сделать можно, а меньше нельзя).

Хорошо, допустим номинальный расход котла будет достигаться при 50% работы насоса. Т.к. меньше нельзя, то сделаем минимальную уставку для частотника - 50%. И будем исключать котел из каскада при работе частотника кокое-то время на 50% мощности ИЛИ при достижении минимально допустимого расхода по расходомеру!

[den.mgn]

Хорошо, допустим номинальный расход котла будет достигаться при 50% работы насоса. Т.к. меньше нельзя, то сделаем минимальную уставку для частотника - 50%. И будем исключать котел из каскада при работе частотника кокое-то время на 50% мощности ИЛИ при достижении минимально допустимого расхода по расходомеру!

Ну ладно, котел остынет, а дальше он будет работать как холодильник, понижая КПД котельной?

Сообщение отредактировал den.mgn - 11.12.2014, 9:16

[DukeZed]

Ну ладно, котел остынет, а дальше он будет работать как холодильник, понижая КПД котельной?

Ну почему, котел исключаем из работы, закрываем запорную задвижку - все он исключен из системы. Если котел следующий в очереди на включение в каскад, то переводим его в горячий резерв (берем теплоноситель из подачи к потребителям после сетевых насосов, он проходит через котел и уходит обратно к сетевым насосам.

[den.mgn]

Лучше схемку набросайте, а то как слепой с глухом общаемся …

[DukeZed]

Сам только что об этом подумал!

[DukeZed]

Вот набросал схему! Все вроде бы расписал. Задвижки указанные пунктиром должны работать в паре с задвижками К9-К12, т.к. задвижки К5-К8 закрыты, когда соответствующий котел не работает и теплоносителю, подогревающему котел, просто деваться некуда. Пунктиром указано, потому что пока этого физически нет, и нужно еще доказать подрядчику, что без этого подогрева котлов не будет.

[DukeZed]

А алгоритм по моему пониманию должен быть следующим:
1. Сетевые насосы НС1-НС4 работают просто на поддержание давления подачи к потребителям. (например, 6 бар)
2. Если пошел разбор, то давление перед насосами будет падать по понятной причине (сетевые насосы разберут воду). Котловые насосы НК1-НК4 должны работать на поддержание этого давления (например, 4 бар). Если при работе котла №1 и выходе насоса НК1 на 100% (или достижения максимально допустимого расхода через расходомер FT) давление продолжает падать, тогда подключаем котел №2 (который в это время стоит в горячем резерве). При этом котел №3 переводится в горячий резерв путем открытия задвижки К11 (и задвижки указанной пунктиром). Итак, работает 2 котла по 50% мощности насосов, далее при нехватке давления параллельно повышаем обороты насосов НК1 и НК2, ну и т.д.
3. 3-ход клапана К1-К4 смотрят на температуру за рециркуляцией и поддерживают ее равной постоянно, например 90 С (при условии, что на выходе из котла температура больше например 50 С, иначе делаем холодный пуск, путем полной рециркуляции котла и нагрева до 50 С).

Дополняйте, комментируйте, делайте замечания!!!

[LUCHNICK]

1. Сетевые насосы должны поддерживать постоянный перепад, а не давление. Посредством частотного регулирования.
2. Если пошел разбор, повышается частота сетевого насоса/количество сетевых насосов. перепад будет (должен быть) постоянным.
3. Трехходовые клапана не дают опускаться температуре воды на входе в котел ниже минимальной. Если у Вас разница межлу подачей и обраткой котла может быть больше разрешенной для данного котла, то также они поддерживают заданную разницу (так работает система на котлах LOOS, актуально если температура котла выше 115*С). Если температура на входе в котел выше 60*С, то трехходовой будет открыт.

Вообще, не нравится мне Ваша схема. Перемудрили, по моему.

Если Вы поддерживаете постоянную температуру на выходе котла (например 90*с, график 90/70), то у Вас ниже 70*С обратка и не будет. Незачем ставить трехходовые. Если они стоят, то надо гидрострелка. Представите, что будет у Вас после нажатия условной кнопки "пуск". У Вас котлы перекроются трехходовыми клапанами до прогрева котлов, а сетевые насосы будут работать как бы на закрытую задвижку.

Я бы убрал трехходовые клапана, убрал бы расходомеры. Задвижки К5...К8 оснастил бы электроприводами. Убрал котловые насосы. Вместо них поставил бы рециркуляционные. В зависимости от требований котла, рециркуляяционные насосы работали бы от постоянно (при работе котла на каскад) до только бы включались при низкой обратке (средний вариант, с частотным управлением в зависимости от температуры обратки)Каскадом управлял, как описано в посте 2, по темперетуре на общем коллекторе (перед сетевыми насосами).

[LUCHNICK]

Вдогонку. Ваша схема применяется на котлах LOOS, но ее применение целесообразно при разнице между подачей и обраткой свыше 40*С (разрешенной для этих котлов). Если брать обратку 70*С, то на подаче должно быть более 110*С. Тогда-да, данная схема нужна, т.к. трехходовые будут оберегать котел от высоких термических напряжений из-за высокой разницы температур на входе-выходе котла. И со счетчиками тепла на котлах у них есть вариант. Но он дороже, а эффективность от применения сомнительная. Всегда использовали вариант только с датчиком температуры.

методы каскадного управления котлов LOOS (система LSC-LBC)
1. По температуре на коллекторе. Если температура на коллекторе ниже заданной в течении определенного времени и мощность ведущего котла более заданной (заводское 80%), то подключается дополнительный ведомый котел (каскадом управляет каскадный контроллер LSC). Если температура коллектора выше заданной в течении определенного времени и мощность ведущего котла ниже установленной (заводлское 40%), то последний ведомый котел отключается. При этом от горелки котел получает текущую мощность работы в виде токового сигнела 4-20мА. Температура в каждом котле поддерживается котловым контроллером LBC постоянной, полученной в виде задания от LSC.
2. По теплосчетчикам. Если ведущий котел выдает теплой энергии больше заданного, то подключается ведомый котел, если меньше- то ведомый отключается (Вживую с данной системой не сталкивался, только в теории, на обучении). При этом от горелки котел получает текущую мощность работы в виде токового сигнела 4-20мА. Температура в каждом котле поддерживается котловым контроллером LBC постоянной, полученной в виде задания от LSC.

Сообщение отредактировал LUCHNICK - 11.12.2014, 12:57

[Ludvig]

Сдается мне, трехходовые тут не нужны. Их можно заменить просто эл.задвижками или при малой мощности обратными клапанами. Разогрев котла перед пуском, включением его насоса. Определять кому включаться-выключаться по моточасам и т-ре подачи или обратки. Делал уже такую автоматику на ЛОГО, где-то тут файлы лежат.

[DukeZed]

Был сегодня на котельной, также разговаривал с заказчиком. Оказывается данная котельная в первую очередь будет работать как подпорная станция, т.е. в нашу котельную приходят подача и обратка с основной котельной, откуда мы должны подпереть насосами определенное кол-во теплоносителя, которое мы мерим расходомером FT на входе в нашу котельную. . Если сетевые насосы забираю больше, чем разрешено, мы придавливаем регулируемый клапан КР и держим расход не больше разрешенного. Соответственно давление перед насосами будет падать, тогда и включаются в работу наши котлы, поддерживая это давление, причем контролируется еще температура на выходе регулирование горелки (кстати говоря горелка модулируемая) - если при 100% работы горелки температура на выходе из котла не достигает уставки, то подключается следующий котел, даже если насос первого котла не вышел на 100%. Расходомер оказывается только для вычислений, в алгоритме он не участвует. Трехходовой нужен только для холодного старта котла, а также для поддержания на входе в котел не меньше 60 С, чтобы не достичь точки росы.

Обновленную схемку прилагаю.

[LUCHNICK]

Какой-то сумбур... Что-то тут не так... Вода из котельной (первой) не пойдет в котлы данной котельной- ее "унесут"сетевые насосы потребителю.

[den.mgn]

Какой-то сумбур... Что-то тут не так... Вода из котельной (первой) не пойдет в котлы данной котельной- ее "унесут"сетевые насосы потребителю.

В том то весь и фокус, что данная котельная будет «пиковой» и включаются по просадке давления перед сетевыми насосами.

Если сетевые насосы забираю больше, чем разрешено, мы придавливаем регулируемый клапан КР и держим расход не больше разрешенного. Соответственно давление перед насосами будет падать, тогда и включаются в работу наши котлы, поддерживая это давление...

Правда, в этой схеме почему-то не указан подпиток.

[DukeZed]

Какой-то сумбур... Что-то тут не так... Вода из котельной (первой) не пойдет в котлы данной котельной- ее "унесут"сетевые насосы потребителю.

Все правильно, вода из первой котельной и не должна проходить через наши котлы, мы ее просто траспортируем дальше на потребителя (при этом котлы в данной котельной не работают), а если потребитель просит больше воды, чем может дать первая котельная, тогда включаются в работу наши котлы. Я же вроде бы это в предыдущем посте расписал.

[DukeZed]

Правда, в этой схеме почему-то не указан подпиток.

Подпитка врезается в обратку от потребителя, просто не указал

[den.mgn]

Не нравится мне Ваша идея регулировать давление котловыми насосами. В полнее возможно, что котлы просто не пропустят необходимый повышенный расход котлового насоса и на них будут большие потери давления, но так как я про котлы ничего не знаю, это Вам решать.
Очень меня смущает попытки воткнуть задвижки К1-К4. Зачем? Вы собрались раскрутить котловой насос в обратную сторону, что бы затруднить его пуск?
Мне вообще представляется, что задача должна быть разделена на две части: поддержание давления перед сетевыми насосами и поддержание температуры на потребителя. Допустим, что первую часть задачи можно решить количеством включенных котлов, а вторую – регулированием мощности котлов. А вот при регулировании мощности можно уже будет и порезвится, придумывая алгоритм.

[Ludvig]

den.mgn отстань от пацана. Его не переубедишь. Люлей огребет за свое творчество, сразу все понимать начнет.

[DukeZed]

den.mgn отстань от пацана. Его не переубедишь. Люлей огребет за свое творчество, сразу все понимать начнет.

Отнюдь! Все, что вам рисую и рассказываю - все творчество заказчика, и подрядчика, который делал проект, мы же являемся теми, кто будет делать монтаж и пуско-наладку....я все лишь пытаюсь понять как это застать работать!

[Ludvig]

я все лишь пытаюсь понять как это застать работать!

Отлично. Тогда получите бесценный опыт в пусконаладке. Китайская пословица гласит: - Сиди тихо у воды и она пронесет мимо тебя труп твоего врага.
В приведенной вами схеме не хватает некоторых ключевых моментов, очень советую не дергаться.

[Бойко]

Добрый день, форумчане! Есть много информации, особенно здесь на ABOKе, о качественном регулировании теплоносителя по температуре в зависимости от температуры наружного воздуха. Но меня интересует количественное регулирование статического давления и количества воды при поддержании постоянной заданной температуры теплоносителя независимо от температуры наружного воздуха. В интернете значительно меньше информации по колич-му рег-нию - видимо потому что в советское время все было построено на качественном регулировании (я так понимаю основная причина - необходимость частотного регулирования сетевыми, котловыми насосами). Прошу поделиться соображениями, возможно ссылками на описание алгоритма работы такой котельной, каскадного регулирования и т.д.

Заранее спасибо!!!

Выделил Бойко

Прошу прощеня. Может быть банальности, но встряну.
Основной целью является оптимизация издержек?
Тогда сразу
Расход в сети определяется состоянием абонентов (степенью открыти рег. клапанов у абонентов).

Температура теплоносителя в сети (Т1) влияет на расход теплоносителя. Чем больше Т1 тем меньше требуемый расход при одинаковой нагрузке абонентов (одинаковой Т наружного воздуха при отопительной нагрузке), меньше потери напора и затраты эл.эн. на транспорт.
Но чем меньше расход теплоносителя, тем больше доля потерь тепловой энергиичерез изоляцию в 1 Гкал "франко-абонент".
Т.е. это оптимизационная задача по нескольким критериям (названо три, но их больше). "Multi-objective optimization".
Не слишком сложная/решаемая, но индивидуальная для каждой сети.
В результате получается ступенчатый график Т1 как функция нагрузки сети (Тн.в. при отопительной нагрузке).
...............
А распределение нагрузок котлов оптимизировать лучше по равенству первых производных по расходным характеристикам котлов (метод равенства относительных приростов расхода топлива). Это +5-8%.

[tiptop]

сетевые - 6 бар

А котлы - до 6 бар?

Попытался изобразить понагляднее:

 to_DukeZed.png ( 2,09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 29


На первый взгляд, ничего особенного. Сетевые насосы поддерживают разность давлений прямой сетевой воды и обратной. Теплопроизводительность котлов изменяется для поддержания заданной температуры прямой сетевой воды.

[tiptop]

Хотя, для сетевых насосов предпочтительна более низкая температура воды:

 to_DukeZed____.png ( 2,17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 13


Сообщение отредактировал tiptop - 14.12.2014, 14:05

[NewMan123]

Вопрос №1:
Есть реальные отличия в работе одной и той же котельной (котлы водогрейные), если, в первом случае, на подающем трубопроводе сетевого контура отопления установить датчик давления 4-20мА, а во втором случае, установить датчик разности давлений 4-20мА, импульсные трубки которого подключены к подающему и к обратному трубопроводам?

Сигнал 4-20мА подается в обоих случаях на управляющий вход преобразователя частоты сетевых насосов отопления (основной/резервный), в котором, в первом случае, в качестве уставки задано требуемое постоянное значение давление, а во втором случае, требуемый постоянный перепад давления.

Принципильная схема котельной в обоих случаях одинаковая. Ну например: 2 котла, 1 контур отопления и 1 контур ГВС, сетевые контур отопления и контур ГВС подключены через разделительные теплообменники. Перед теплообменниками (греющая сторона теплообменника) каждого из контуров установлен узел "насос (основной/резервный) котлового контура и после него трехходовый разделительный клапан с электроприводом".

Вопрос №2:
Как "правильно" (с точки зрения нормативного "некоего" документа) называется регулирование частоты сетевого насоса отопления по датчику давления и как "правильно" называется регулирование частоты сетевого насоса отопления по датчику разности давлений?

Имею ввиду, не является ли это аналогом что-то типа "количественное" и "качественное" регулирование ?

Вопрос №3:
Есть ли реальные отличия в работе той же котельной, если для управления сетевым насосом (основной/резервный) рециркуляции ГВС используется частотный преобразователь, к которому в качестве управляющего воздействия, в первом случае, подключен датчик давления 4-20мА на прямом трубопроводе ГВС, и, во втором случае, датчик разности давлений 4-20мА между подающем трубопроводом ГВС и трубопроводом рециркуляции ГВС.

Вопрос №4:
Можно ли (опять же, с точки зрения нормативного "количественного" или "качественного" регулирования) для управления электроприводом трехходового разделительного клапана в контуре отопления использовать сигнал не от датчика температуры на подающем трубопроводе сетевого контура отопления, а "некую" разность (аналог датчика разности давлений, только реализованный в программе как разность температур) между сигналами датчиков температуры на подающем трубопроводе и обратном трубопроводе сетевого контура отопления ?

Вопрос №5:
Можно ли для управления электроприводом трехходового разделительного клапана в контуре ГВС использовать сигнал не от датчика температуры на подающем трубопроводе сетевого контура ГВС, а "некую" разность между сигналов датчика температуры на подающем трубопроводе и обратном трубопроводе сетевого контура ГВС?

Сообщение отредактировал NewMan123 - 4.3.2016, 21:53