STEC2000控制器在燃氣鍋爐節能中的應用
【摘要】隨著工業控制的進步，各種工業控制的進步真是日新月異，工業系統的改進是必然的，當然鍋爐房的節能改造也不例外，本文將具體的闡述鍋爐房節能的解決方案。
【關鍵字】節能、自動化、人機界面、數據采集監控
現在的燃油燃氣鍋爐都是利用溫度控制器進行控制的，鍋爐燃燒時，都是按照溫度控制器設置的鍋爐出水溫度上限值和下限溫度進行工作的。當鍋爐出水溫度上升到上限溫度值時，改成小火燃燒，當鍋爐出水溫度下降到下降溫度值時，啟動大火燃燒。鍋爐如此往復的工作使室內的暖氣片源源不斷的散發出熱量，使室內達到溫度要求。這種運行方式雖然能夠滿足供暖溫度的需要，但是運行中的耗氣（耗油）量是一個不可忽視的問題，現以中國林業科學院的供暖系統為例，中國林業科學院的供暖面積是大概為12萬平方米，用得是4個6噸燃氣鍋爐為例，去年整個采暖季度每個月的平均耗氣量為36.1萬立方天然氣，每立方天然氣按1.8元計算，每月的天然氣費用為65萬元，如此之高的燃料費用給鍋爐用戶帶來很大的經濟負擔，為此，不少用戶就采取人為停爐的辦法來減少燃料的消耗量，這樣做燃料雖然節省了，但溫度卻不能夠保障了。但是今年用我們的那套節能系統后，就大大不同了，與去年相比，今年系統才用兩個月就平均每月省下了25.1萬立方的天燃氣，同樣按每立方天燃氣1.8元計算，則每月可以省下多達20萬元的燃氣費。而且全自動運行。省了很多不必要的麻煩了。所以鍋爐節能系統有一定的可行性的。我們的節能系統主要由STEC2000智能型控制器和一些管道上的變送器來組成的。其中STEC2000智能型控制器是由北京碩人時代科技有限公司自行獨立研制生產的面向集中供熱自動監控系統的控制器，采用32位CPU，16M內存，16M電子盤，運行主頻66MHZ。基于嵌入式實時Linux操作系統，模塊化結構設計，如同一臺功能強大的工業計算機，支持各種通訊方式。STEC2000智能型控制器主要是由部分的模擬輸入、輸出，及數字輸入、輸出自由組合面成。可以完成數據采集，及控制的功能，可用于大型的熱力站，也可用于一般的鍋爐房節能監控。
一般的小型鍋爐房供暖的主要對象是針對一個小區、或者是一個小型機構、或者說是一個公司以及一個政府機構中的供暖，而我們的節能系統在這些鍋爐房中都適用。下面我提供幾種鍋爐房節能的具體解決方案。
方案一：通過室外溫度來控制閥門的開度，從而達到控制鍋爐的大、小火。從而減少了燃氣的消耗，同時也不必要的手工來頻繁啟停鍋爐了。如上圖所示，這就是一般的鍋爐供暖系統圖，鍋爐的一次出水后經過板換后再供給用戶，也可以是不經過板換直接供給用戶。不管它是經不經過板換，我們都可以在系統的鍋爐一次供、回水之間加一個電動調節閥，當所需供水溫度比實際供水溫度高時，我們可以能過STEC2000控制器實現自動讓調節閥打開，當電動調節閥打開時一次回水進鍋爐的量就小了，因為進的水少了，利用燃氣鍋爐本身的智能性，它會控制鍋爐的只開小火，這樣我們就既滿足用戶的溫度要求，同時還可以縮短鍋爐的大火時間，或者說減少鍋爐的開爐時間，從而達到節能的要求。這樣看來鍋爐的一次供水溫度的控制是最為關鍵的一個量了,怎樣才能合理的控制這個一次出水溫度呢。我們可以在室外安裝一個室外溫度傳感器來實時的采集室外溫度，然后我們通過室外溫度作為調節一次供水溫度的量，從而實現溫度的閉環調節。這種方案的主要控制原理就是，當鍋爐一次供水溫度比實際的要要求供水的溫度要高時，那個電動調節閥會自動打開把鍋爐的一次回水混到一次供水中去（至于閥的開度要開多少這個問題，系統完全是智能的，不用用戶來操心。），這樣既減少了回鍋爐的水量也降低了鍋爐的一次供水溫度。進鍋爐的水少了，鍋爐就會自動小火，從而達到節能效果。
方案二：原理圖和方案一的原理圖相同，通過從用戶端的回水溫度直接控制電動調節閥的開度，我們可以通過采集二次回水溫度，然后結合系統的供熱面積，再以你以往對此系統的供暖經驗直接的調節閥，這樣你可以設定一個你所想要的回水溫度值就行了，不過這個方案的節能效果可能會不如第一種，主要原因是：如果直接用回水溫度控制的話，實時性不好，因為回水溫度對整個系統有一個滯后性，如果供熱面積大或者管線長的話，影響則更大。這種的方案的控制原理基本同上，只是控制的依據不用而已，前者是依據室外溫度來控制，后者是根據回水溫度。雖然差不多，但后者有一定的弊端，以我們更推薦前者。
在我們的節能系統中有一個可選的組合設備——室溫度采集器，如下
室溫采集器也是我們公司自行研發出來的一種串接在用戶電話機與PTSN網絡之間，在不影響用戶電話正常使用的情況下即可將測點的溫度采集上來，并且支持溫度的存儲。可用于熱力系統用戶室內溫度普查和其它遠程溫度采集的應用的一種設備。通過這個設備我們就可以在控制中心通過室溫采集器來采集到用戶家里的實時溫度。那樣對系統的控制就更加的明了了。一切都在我們的掌握之中了。以上兩種方案均可配備此設備。
另外，本套節能系統帶有一個很精美畫面的上位機，上位機包括系統的工藝流程，實時數據，控制功能，以及整個采暖季度的歷史數據查詢、打印。上位機有三種控制方式以供用戶來選擇，這三種控制方式分別為：A、系統自動運行 B、系統手動運行 C、系統定溫運行。
A：自動運行 這就是在用戶設定好參數后就可以基本上不用管了系統會自動完成一系列的工作。這是用戶常用的一種控制方式，有很強的智能性。
B：手動運行 這是用戶手動設定閥的開度大小的一種控制方式。
C：定溫運行 這是在某些需要恒溫的條件下使用的模式，一般不常用。
在上位機上我們可以看到系統所有的實時數據以及各種設備的運行狀態。上位機系統運行的溫度曲線都可以由用戶來設定，還配有很多精細的修正參數，在不同的情況下能達到不同的要求，這樣系統有很強的可修正性，系統的界面和功能都可以根據客戶的要求來作相應的修改，這就具有一定的靈活性。最主要的是，這個系統操作簡單易學。這樣就不要費勁的去培訓操作人員。
總而言之，這套燃氣鍋爐節能系統有很多的優點，既能節省燃氣——省錢，又操作簡便——省事，何樂而不為呢？再者，隨著工業的進步，鍋爐的節能自動控制改造是大勢所趨的。
【關鍵字】節能、自動化、人機界面、數據采集監控
現在的燃油燃氣鍋爐都是利用溫度控制器進行控制的，鍋爐燃燒時，都是按照溫度控制器設置的鍋爐出水溫度上限值和下限溫度進行工作的。當鍋爐出水溫度上升到上限溫度值時，改成小火燃燒，當鍋爐出水溫度下降到下降溫度值時，啟動大火燃燒。鍋爐如此往復的工作使室內的暖氣片源源不斷的散發出熱量，使室內達到溫度要求。這種運行方式雖然能夠滿足供暖溫度的需要，但是運行中的耗氣（耗油）量是一個不可忽視的問題，現以中國林業科學院的供暖系統為例，中國林業科學院的供暖面積是大概為12萬平方米，用得是4個6噸燃氣鍋爐為例，去年整個采暖季度每個月的平均耗氣量為36.1萬立方天然氣，每立方天然氣按1.8元計算，每月的天然氣費用為65萬元，如此之高的燃料費用給鍋爐用戶帶來很大的經濟負擔，為此，不少用戶就采取人為停爐的辦法來減少燃料的消耗量，這樣做燃料雖然節省了，但溫度卻不能夠保障了。但是今年用我們的那套節能系統后，就大大不同了，與去年相比，今年系統才用兩個月就平均每月省下了25.1萬立方的天燃氣，同樣按每立方天燃氣1.8元計算，則每月可以省下多達20萬元的燃氣費。而且全自動運行。省了很多不必要的麻煩了。所以鍋爐節能系統有一定的可行性的。我們的節能系統主要由STEC2000智能型控制器和一些管道上的變送器來組成的。其中STEC2000智能型控制器是由北京碩人時代科技有限公司自行獨立研制生產的面向集中供熱自動監控系統的控制器，采用32位CPU，16M內存，16M電子盤，運行主頻66MHZ。基于嵌入式實時Linux操作系統，模塊化結構設計，如同一臺功能強大的工業計算機，支持各種通訊方式。STEC2000智能型控制器主要是由部分的模擬輸入、輸出，及數字輸入、輸出自由組合面成。可以完成數據采集，及控制的功能，可用于大型的熱力站，也可用于一般的鍋爐房節能監控。
一般的小型鍋爐房供暖的主要對象是針對一個小區、或者是一個小型機構、或者說是一個公司以及一個政府機構中的供暖，而我們的節能系統在這些鍋爐房中都適用。下面我提供幾種鍋爐房節能的具體解決方案。
方案一：通過室外溫度來控制閥門的開度，從而達到控制鍋爐的大、小火。從而減少了燃氣的消耗，同時也不必要的手工來頻繁啟停鍋爐了。如上圖所示，這就是一般的鍋爐供暖系統圖，鍋爐的一次出水后經過板換后再供給用戶，也可以是不經過板換直接供給用戶。不管它是經不經過板換，我們都可以在系統的鍋爐一次供、回水之間加一個電動調節閥，當所需供水溫度比實際供水溫度高時，我們可以能過STEC2000控制器實現自動讓調節閥打開，當電動調節閥打開時一次回水進鍋爐的量就小了，因為進的水少了，利用燃氣鍋爐本身的智能性，它會控制鍋爐的只開小火，這樣我們就既滿足用戶的溫度要求，同時還可以縮短鍋爐的大火時間，或者說減少鍋爐的開爐時間，從而達到節能的要求。這樣看來鍋爐的一次供水溫度的控制是最為關鍵的一個量了,怎樣才能合理的控制這個一次出水溫度呢。我們可以在室外安裝一個室外溫度傳感器來實時的采集室外溫度，然后我們通過室外溫度作為調節一次供水溫度的量，從而實現溫度的閉環調節。這種方案的主要控制原理就是，當鍋爐一次供水溫度比實際的要要求供水的溫度要高時，那個電動調節閥會自動打開把鍋爐的一次回水混到一次供水中去（至于閥的開度要開多少這個問題，系統完全是智能的，不用用戶來操心。），這樣既減少了回鍋爐的水量也降低了鍋爐的一次供水溫度。進鍋爐的水少了，鍋爐就會自動小火，從而達到節能效果。
方案二：原理圖和方案一的原理圖相同，通過從用戶端的回水溫度直接控制電動調節閥的開度，我們可以通過采集二次回水溫度，然后結合系統的供熱面積，再以你以往對此系統的供暖經驗直接的調節閥，這樣你可以設定一個你所想要的回水溫度值就行了，不過這個方案的節能效果可能會不如第一種，主要原因是：如果直接用回水溫度控制的話，實時性不好，因為回水溫度對整個系統有一個滯后性，如果供熱面積大或者管線長的話，影響則更大。這種的方案的控制原理基本同上，只是控制的依據不用而已，前者是依據室外溫度來控制，后者是根據回水溫度。雖然差不多，但后者有一定的弊端，以我們更推薦前者。
在我們的節能系統中有一個可選的組合設備——室溫度采集器，如下
室溫采集器也是我們公司自行研發出來的一種串接在用戶電話機與PTSN網絡之間，在不影響用戶電話正常使用的情況下即可將測點的溫度采集上來，并且支持溫度的存儲。可用于熱力系統用戶室內溫度普查和其它遠程溫度采集的應用的一種設備。通過這個設備我們就可以在控制中心通過室溫采集器來采集到用戶家里的實時溫度。那樣對系統的控制就更加的明了了。一切都在我們的掌握之中了。以上兩種方案均可配備此設備。
另外，本套節能系統帶有一個很精美畫面的上位機，上位機包括系統的工藝流程，實時數據，控制功能，以及整個采暖季度的歷史數據查詢、打印。上位機有三種控制方式以供用戶來選擇，這三種控制方式分別為：A、系統自動運行 B、系統手動運行 C、系統定溫運行。
A：自動運行 這就是在用戶設定好參數后就可以基本上不用管了系統會自動完成一系列的工作。這是用戶常用的一種控制方式，有很強的智能性。
B：手動運行 這是用戶手動設定閥的開度大小的一種控制方式。
C：定溫運行 這是在某些需要恒溫的條件下使用的模式，一般不常用。
在上位機上我們可以看到系統所有的實時數據以及各種設備的運行狀態。上位機系統運行的溫度曲線都可以由用戶來設定，還配有很多精細的修正參數，在不同的情況下能達到不同的要求，這樣系統有很強的可修正性，系統的界面和功能都可以根據客戶的要求來作相應的修改，這就具有一定的靈活性。最主要的是，這個系統操作簡單易學。這樣就不要費勁的去培訓操作人員。
總而言之，這套燃氣鍋爐節能系統有很多的優點，既能節省燃氣——省錢，又操作簡便——省事，何樂而不為呢？再者，隨著工業的進步，鍋爐的節能自動控制改造是大勢所趨的。
文章版權歸西部工控xbgk所有，未經許可不得轉載。
服務咨詢