節能聯動控制系統的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種用于供熱節能聯動控制系統。該節能聯動控制系統包括：數據輸入系統，用于輸入供熱控制所需的數據，所述數據包括氣象溫度、供熱面積、采暖綜合熱指標、燃煤發熱卡數、鍋爐熱效率、鍋爐小時耗煤量、燃煤含硫量、工業堿純度、石灰純度構成的群組中的部分或全部，所述采暖綜合熱指標包括設計熱指標、歷史熱指標和實際熱指標至少其中之一；指令生成系統，用于根據所述數據預計算供熱系統在預定時間的熱負荷，并生成預定時間內的用煤量調度指令和/或脫硫用工業堿/石灰用量調度指令；及設備控制系統。根據本公開的方案，可根據實際情況合理增加或者減少供熱量，從而調整用煤量，進而調整脫硫用工業堿/石灰用量。
【專利說明】節能聯動控制系統
【技術領域】
[0001]本公開涉及供熱技術，具體而言，涉及一種用于供熱系統的節能聯動控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]《節能減排“十二五”規劃》，要求提高能源利用效率，減少污染物排放，確保到2015年實現單位國內生產總值能耗比2010年降低16%，化學需氧量、二氧化硫排放總量減少8%，氨氮、氮氧化物排放總量減少10%的約束性目標。
[0003]傳統供熱行業普遍存在不利于提高能源利用效率的問題。例如，人工管理存在隨意性，沒有標準運行數據和運行時間，憑經驗估摸運行。這導致傳統供熱行業控制技術造成能源浪費，得不到根本解決。傳統供熱行業控制技術造成溫度(熱量)達標分配困難。換熱站近端用戶熱(溫度達標)，遠端用戶冷(溫度不達標)，熱量分配不均勻。傳統供熱行業控制技術造成鍋爐運行效率低。燃煤熱水鍋爐的熱效率(C0P，即能量與熱量之間的轉換比率)極低。全國燃煤鍋爐熱效率最高只有83.5%，但是實際運行只能達到65%左右。這樣，30%以上的燃煤白白浪費，所以，提高鍋爐效率是供熱行業生存的方向。
[0004]傳統供熱行業沒有量化供熱。天熱少燒一點，這‘一點’是多少？沒有精確控制。如果天氣不算太冷，回水溫度差不多就行啦。這‘差不多’是多少？也沒有精確控制。
[0005]傳統供熱行業控制技術造成沒有計量。當室外溫度一定，供熱面積一定，供熱燃燒多少數量的煤，剛好滿足熱用戶室內溫度達到18°C，仍然是需要解決的棘手問題。目前，供熱行業憑經驗摸索供熱，司爐工憑經驗運行，供熱溫度不達標和供熱超標浪費現象普遍存在。
[0006]傳統供熱行業控制技術造成供熱事故頻繁。當室外溫度急劇變化(升高或者降低)時，傳統鍋爐運行調整滯后，沒法即時調整，造成供熱事故頻繁發生(如凍裂供熱設備)，或造成嚴重能源浪費(如過熱開窗戶)。
[0007]供熱行業傳統控制技術造成超標排放。脫硫用工業堿和石灰的使用量沒有依據，造成排放超標，節能減排壓力很大。
[0008]因此，需要一種節能控制方法和節能控制系統，實現由傳統“差不多”供熱，到“按時”供熱，到“合理量化”供熱，達到“精細化”供熱。需要一種提高鍋爐效率和平衡熱用戶供熱量的控制方法和系統，避免少加喊和石灰導致脫硫不達標，同時避免多加喊和石灰造成浪費。需要一種用于供熱行業供熱質量達標計量、用于用戶溫度達標計量、和/或用于供熱監管部門計量監管的控制方法和控制系統，達到合理節能。需要為供熱行業管理中的大量繁瑣計算找到簡化方案，自動得到運行數據，減輕人員工作強度。
實用新型內容
[0009]本申請公開一種節能控制方法和節能控制系統，實現合理量化供熱和精細化供熱，另外，還可避免少加堿和石灰導致脫硫不達標且同時避免多加堿和石灰造成浪費。[0010]本公開的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本公開的實踐而習得。
[0011]根據本公開的一個方面，提供一種用于供熱系統的節能聯動控制系統，其特征在于，該節能聯動控制系統包括:數據輸入系統，用于輸入供熱控制所需的數據，所述數據包括氣象溫度、供熱面積、采暖綜合熱指標、燃煤發熱卡數、鍋爐熱效率、鍋爐小時耗煤量、燃煤含硫量、工業堿純度、石灰純度構成的群組中的部分或全部，所述采暖綜合熱指標包括設計熱指標、歷史熱指標和實際熱指標至少其中之一；指令生成系統，用于根據所述數據預計算供熱系統在預定時間的熱負荷，并生成預定時間內的用煤量調度指令和/或脫硫用工業堿/石灰用量調度指令；及設備控制系統，用于根據用煤量調度指令和/或生成脫硫用工業堿/石灰用量調度指令控制供熱系統的運行。
[0012]節能聯動控制系統還可包括數據監測系統，對用戶室內溫度進行監測和采集數據。
[0013]節能聯動控制系統還可包括診斷系統，用于根據數據監測系統采集的數據進行系統異常診斷、調整調度指令和/或計算建筑的平均實際熱指標。
[0014]數據監測系統可包括用戶溫度遠程回傳系統，所述用戶溫度遠程回傳系統包括集成有溫度傳感器和傳輸單元的溫度采集器，所述溫度采集器設置在用戶室內以監測室內溫度并通過無線方式發送溫度數據至數據輸入系統。
[0015]指令生成系統可通過寬帶網絡與設備控制系統通信。
[0016]熱負荷的計算可基于公式:
[0017]Q=Qmax(tn_t' w)/(tn-tw)及
[0018]Qmax=q*A
[0019]其中，
[0020]tw為采暖計算最低室外溫度，
[0021]t' w為室外溫度，
[0022]tn為室內標準采暖溫度，
[0023]q為采暖綜合熱指標，
[0024]A為集中供熱面積，
[0025]Q為tn、t' w條件下的小時熱負荷，
[0026]Qmax為熱網最大熱負荷。
[0027]根據本公開的另一方面，提供一種用于供熱系統的節能聯動控制方法，其特征在于，所述節能聯動控制方法包括:數據輸入的步驟，輸入供熱控制所需的數據，所述數據包括氣象溫度、供熱面積、采暖綜合熱指標、燃煤發熱卡數、鍋爐熱效率、鍋爐小時耗煤量、燃煤含硫量、工業堿純度、石灰純度構成的群組中的部分或全部，其中所述采暖綜合熱指標包括設計熱指標、歷史熱指標和實際熱指標至少其中之一；指令生成的步驟，根據所述數據預計算供熱系統在預定時間的熱負荷，并生成預定時間內的用煤量調度指令和/或脫硫用工業堿/石灰用量調度指令；及控制設備運行的步驟，用于根據用煤量調度指令和/或生成脫硫用工業堿/石灰用量調度指令控制供熱系統的運行。
[0028]節能聯動控制方法還可包括數據監測的步驟，對用戶室內溫度進行監測和采集數據；以及系統診斷步驟，根據數據監測系統采集的數據進行系統異常診斷、調整調度指令和/或計算建筑的平均實際熱指標。
[0029]數據監測的步驟可包括利用用戶溫度遠程回傳系統采集數據，所述用戶溫度遠程回傳系統包括集成有溫度傳感器和傳輸單元的溫度采集器，所述溫度采集器設置在用戶室內以監測室內溫度并通過無線方式發送溫度數據至數據輸入系統。
[0030]根據本公開的節能控制方法和節能控制系統，可以實現按需供熱、合理量化供熱，既達到用戶室內溫度的要求，又避免超標供熱導致的浪費。另外，根據燃煤用量，實現脫硫用工業堿/石灰的量的聯動控制，既避免少加堿/石灰導致脫硫不達標，同時也避免多加堿和石灰造成浪費。另外，本公開的技術方案為供熱行業管理中的大量繁瑣計算找到簡化方案，自動得到運行數據，減輕人員工作強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本公開的上述和其它特征及優點將變得更加明顯。
[0032]圖1示出了集中供熱系統的示例框圖，其中可應用根據本公開示例實施方式的節能聯動控制系統和控制方法；
[0033]圖2示出根據本公開實施方式的節能聯動控制方法；及
[0034]圖3示出根據本公開實施方式的節能聯動控制系統。
【具體實施方式】
[0035]現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本公開將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中，為了清晰，夸大了區域和層的厚度。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的部分，因而將省略它們的詳細描述。
[0036]此外，所描述的特征、結構或特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施例中。在下面的描述中，提供許多具體細節從而給出對本公開的實施例的充分理解。然而，本領域技術人員將意識到，可以實踐本公開的技術方案而沒有所述特定細節中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結構、材料或者操作以避免模糊本公開的各方面。
[0037]在本說明書中，如無特殊說明，所使用的術語具有本領域技術人員所通常理解的含義。
[0038]例如，燃煤量:是指鍋爐每小時消耗燃煤的數量，單位為噸/小時(T/Η)。例如，100T的鍋爐每小時耗煤量在13噸左右。
[0039]例如,鍋爐熱效率COP (Coefficient Of Performance):即鍋爐運行所消耗能量與所產生的熱量之間的轉換比率，簡稱制熱能效比。
[0040]例如，標準煤:亦稱煤當量，具有統一的熱值標準。我國規定每千克標準煤的熱值為7000千卡。將不同品種、不同含量的能源按各自不同的熱值換算成每千克熱值為7000千卡的標準煤。
[0041 ] 例如，燃煤含硫量:燃煤含有硫的百分比。[0042]例如，堿的純度:堿中含氫氧化鈉的百分比。
[0043]例如，石灰的純度:石灰中含氧化鈣的百分比。
[0044]下面結合附圖描述根據本公開示例實施方式的控制方法和系統。
[0045]集中供熱系統結構復雜，設備眾多，一般可劃分為一次系統和二次系統。供水系統、鍋爐系統、鍋爐系統至換熱站內換熱器的系統構成一次系統，換熱站至熱用戶的系統構成二次系統。集中供熱系統主要采用將換熱站一次側高溫熱水經換熱器轉換為適合熱用戶使用的二次側低溫熱水進行供熱。鍋爐、補水泵、循環泵、減速機、鼓風機、引風機、出渣機、提煤機、皮帶機等是鍋爐系統的重要組成部分。普通的水不可以直接進入鍋爐和供暖管網，必須在供水系統進行軟化、除氧等處理，以除掉原水中的水垢，提高管道內的水質，防止對供暖管道造成腐蝕。經過軟化除氧后的水通過循環泵送進鍋爐，加熱后的高溫水進入供熱一次管網，然后經過換熱站進入二次管網。
[0046]圖1示出了集中供熱系統的示例框圖，其中可應用根據本公開示例實施方式的節能聯動控制系統和控制方法。
[0047]參見圖1，示例的集中供熱系統包括總控制中心110、鍋爐系統120、供水系統130、換熱站系統140、樓宇150、及熱用戶(用熱終端)系統160。總控制中心110控制鍋爐系統
120、供水系統130、換熱站系統140、樓宇150和/或用熱用戶160的運行。
[0048]總控制中心110與鍋爐系統120、供水系統130可通過寬帶網絡相聯并控制其運行，但本公開不以此為限。總控制中心可包括交換機、監控主機、工作站、服務器、存儲系統、通訊系統、電源系統、顯示系統、安全系統等。這些可為本領域公知或常用的系統或設備，在此不再贅述。
[0049]鍋爐系統120還可包括鍋爐監控子系統。鍋爐監控子系統可包括PLC控制柜及與其相聯的數據采集設備和執行設備。數據采集設備可包括例如出水壓力傳感器、回水壓力傳感器、出水溫度傳感器、回水溫度傳感器、氧化鋯煙氣含氧分析儀、流量計、液位計等。執行設備可包括例如電磁閥、變頻器等。這些可為本領域公知或常用的系統或設備，在此不再贅述。
[0050]總控制中心110與換熱站系統140可通過工業以太網(Ethernet) 170建立通訊，實現遠程控制、圖像和數據雙傳輸。
[0051]換熱站系統140是通過將一次網的熱源通過熱交換器將熱交換給用戶供暖用的二次網的供水，實現換熱過程。換熱站系統140向樓宇150、熱用戶160供熱。
[0052]換熱站系統140還可包括換熱站監控子系統。換熱站監控子系統可包括交換機、PLC控制柜及與其相聯的數據采集設備和執行設備、視頻服務器、攝像機、無線設備等。數據采集設備可包括一次/ 二次管網溫度傳感器、一次/ 二次管網壓力傳感器、用戶室內溫度傳感器、流量計和熱功率表等。執行設備可包括例如電磁閥、與二次系統中循環泵/補水泵相連的變頻器等。PLC對通過數據采集設備采集的數據進行處理，并通過網絡發送至總控制中心110。總控制中心110對接收到的數據進行計算處理，并將相應的控制指令通過網絡傳送給換熱站。PLC根據相關指令，輸出相應動作指令，控制執行設備執行相應操作。換熱站系統可采用基于MODBUS和/或Zigbee的網絡，實現數據傳輸(溫度、壓力、熱量)、溫控閥的開啟等控制。這些可為本領域公知或常用的系統或設備，在此不再贅述。
[0053]樓宇150和熱用戶160是供熱系統的終端，其對熱量的需求是換熱站調節二次網熱量轉換、控制水工平衡、分配熱量傳送的終極目標。
[0054]易于理解，以上只是示例性說明，而不是用于限制本公開。例如，總控制中心可與熱用戶通過例如短消息、GPRS等直接建立通訊。
[0055]此外，控制系統還可包括大氣溫度采集系統，用于采集大氣溫度，為供熱系統的控制提供參考。
[0056]在傳統供熱系統中，當室外溫度一定，供熱面積一定，供熱燃燒多少數量的煤，剛好滿足熱用戶室內溫度達到18°C，仍然是需要解決的棘手問題。目前，供熱行業憑經驗摸索供熱，司爐工憑經驗運行，供熱溫度不達標和供熱超標浪費現象普遍存在。當室外溫度變化(升高或者降低)時，傳統鍋爐運行調整滯后，沒法即時調整。
[0057]另外，供熱行業傳統控制技術造成超標排放。例如，脫硫用工業堿和石灰的使用量完全憑經驗，沒有依據，造成排放超標或者堿和石灰的浪費。
[0058]本公開提供一種節能控制方法和節能控制系統，根據溫度、供熱面積調度燃煤用量，實現由傳統“差不多”供熱，轉換到按需供熱、合理量化供熱，既達到用戶室內溫度的要求，又避免超標供熱導致的浪費。另外，根據燃煤用量，實現脫硫用工業堿/石灰的量的聯動控制，既避免少加堿/石灰導致脫硫不達標，同時也避免多加堿和石灰造成浪費。
[0059]下面參照圖2描述根據本公開實施方式的節能聯動控制方法。
[0060]參照圖2，根據本公開示例實施方式的節能聯動控制方法包括步驟:
[0061]步驟SllO:數據輸入。數據可以是手工輸入，也可以是自動獲得，或者部分手工輸入且部分自動獲得。
[0062]步驟s 120:生成調度指令。
[0063]步驟s 130:控制設備運行。
[0064]步驟sl40:數據監測。
[0065]步驟sl50:系統診斷。
[0066]根據本公開示例實施方式的方法，通過輸入的基本數據(氣象溫度、供熱面積等)和設備數據(鍋爐熱效率、小時耗煤量)得到運行數據，并相應地控制供熱系統的運行，諸如控制用煤量，控制脫硫需堿量和石灰量。
[0067]下面將詳細說明以上各步驟。
[0068]步驟Si 10:數據輸入
[0069]輸入基本數據和設備數據，并可進行基本的數據處理。
[0070]基本數據包括氣象溫度、供熱面積、及采暖綜合熱指標。數據處理可以為例如根據最高氣溫0°C、最低氣溫-10°c，可以自動生成平均溫度為-5°c。當然，本實用新型不限于此，也可以通過更多氣溫值得到平均氣溫。
[0071]采暖綜合熱指標數據可以是設計熱指標、歷史熱指標及實際熱指標其中之一。當供熱系統在采暖期初次運行時，如果存在歷史運行數據，可以選擇最近的歷史熱指標作為采暖綜合熱指標數據；如果不存在歷史運行數據，則選擇設計熱指標作為采暖綜合熱指標數據。當系統在采暖期初次運行預定時間之后，例如在系統運行一天或者若干天之后，可以根據監測數據計算出建筑的實際熱指標，從而選擇實際熱指標作為采暖綜合熱指標數據。
[0072]數據可以是手工輸入，也可以是自動獲得，或者部分手工輸入且部分自動獲得。例如，平均氣溫可以在工作站的管理界面或操作界面上手工輸入，也可以從氣溫檢測系統自動獲取。
[0073]另外，數據可以通過控制中心的工作站集中輸入或通過web終端遠程輸入，也可以通過遠程分布式系統采集并處理后再進入控制中心的處理系統。例如，可以通過遠程分布式采集系統采集實際供熱面積。
[0074]設備數據包括燃煤發熱卡數、鍋爐熱效率、鍋爐小時耗煤量、燃煤含硫量、工業堿純度、石灰純度等。
[0075]步驟s 120:生成調度指令
[0076]根據基本數據，可以計算出供熱系統所需的小時熱負荷及全天熱負荷。根據基礎數據和設備數據，可以形成預定時間內的調度指令，例如日用煤量、日脫硫用石灰量、日脫硫用工業堿量等，但本公開的技術方案不限于此。
[0077]小時熱負荷按下列公式(I)計算:
[0078]Q=Qmax (tn_t1 w)/(tn-tw) (GJ/h) (I)
[0079]Qmax=q*A (2)
[0080]其中:
[0081]tw為米暖計算最低室外溫度(°C )，例如內蒙地區為-20°C。
[0082]t/ w為室外溫度(°C)。
[0083]tn為室內標準采暖溫度(V )，例如為18°C。
[0084]q (ff/m2)采暖綜合熱指標，如上所述，可以是設計熱指標、歷史熱指標及實際熱指標其中之一。
[0085]A為集中供熱面積(m2)。
[0086]QStrut' w條件下的小時熱負荷(GJ/h)。
[0087]Qmax為熱網最大熱負荷(GJ/h)。
[0088]另外，為方便起見，以下給出一些公知的單位換算:
[0089]lKwh=3600000J=3.6*106J ；
[0090]IKJ=0.28wh
[0091]1GJ=1*109J=1*106KJ ;
[0092]I 卡=4.1868J ；
[0093]I 大卡=1000 卡=4.1868KJ ；
[0094]lGJ=238900Kcal
[0095]1GJ=277.78 度(或 Kwh) =277777.78wh
[0096]下面以系統在采暖期初次運行為例進行計算說明，其中假設供熱面積為100萬m2，平均設計熱指標為55w/m2，氣象溫度最高為0°C，最低為-10°C，平均為_5°C。
[0097]生成用煤量調度指令
[0098]—、給定供熱面積和平均設計熱指標,計算每小時設計熱負荷
[0099]例如，在供熱面積為100萬m2時,計算每小時設計熱負荷:Qmax=l, 000, 000m2*55w/m2*lh=5.5*10wh=198.0GJ。其中，平均設計熱指標為 55w/m2。
[0100]二、計算給定供熱面積在預定平均氣溫下的每小時熱負荷
[0101]把Qmax=198.0GJ, tn=18°C, t' w=-5°C帶入公式(I)
[0102]Q=Qmax (tn_t1 w) / (tn-tw)[0103]可計算100萬平米在溫度平均_5°C氣象條件下的每小時熱負荷:
[0104]=198.0GJ*【18- (_5)】/【18- (-20)]
[0105]=198.0GJ*23/38
[0106]=198.0GJ*0.61
[0107]=121GJ
[0108]三、計算全天熱負荷
[0109]全天熱負荷為121GJ*24=2904GJ。[0110]計算出全天熱負荷之后，還可以根據數據庫中存儲的每天的平均溫度經驗數據等方式，得到單位時間段的全天熱負荷分配圖，如圖3所示。
[0111]四、計算日用煤量及鍋爐運行臺數
[0112]根據燃煤發熱卡數及鍋爐熱效率，可以得到日用煤量。例如，假設燃煤發熱卡數為5000kcal/Kg，鍋爐熱效率為83%，則在全天熱負荷為2904GJ的情況下，日用煤量為可通過如下計算得到:
[0113]2904GJ*238900Kcar/GJ=6.937*108Kcal
[0114]6.937*108Kcal/5000Kcal/Kg=139000Kg=139T
[0115]139Τ/83%=167.5T。
[0116]根據小時熱負荷，可以計算出所需的鍋爐總功率:
[0117]121*277777.78wh/lh=33.6IMw
[0118]根據I噸(t/h)蒸汽鍋爐的功率相當于0.7Mw，并考慮到鍋爐效率，換算為噸:
[0119]33.61/0.7/0.83=57.8 噸，合 40 噸鍋爐 2 臺。
[0120]如果I噸鍋爐小時耗煤量為0.133t/h，則40噸鍋爐的小時耗煤量為40*0.133=5.32t/h，則鍋爐合計日運行時間為167.5/5.32=31.48h。2臺40噸鍋爐可各運行15.74小時。
[0121 ]生成脫硫用工業堿/石灰用量調度指令
[0122]根據燃煤含硫量、堿的純度、石灰的純度，可以確定脫硫用工業堿或石灰的數量。
[0123]脫硫的理論依據是本領域技術人員所熟知的，這里簡要介紹如下。
[0124]脫硫過程中的一些常見化學反應式如下:
[0125]CaCHH2O — Ca (OH) 2
[0126]Na0H+S02 — Na2SO3' Na2SO4
[0127]Na2S03+Ca (OH) 2 — CaS03+Na0H
[0128]CaS03+02 — Ca2SO4 I
[0129]Na2S04+Ca (OH) 2 — Ca2SO4 I +NaOH
[0130]S+02 — SO2
[0131]石灰:
[0132]石灰與水反應生成堿:
[0133](Ca0=56) + (H20=18) = (Ca (OH) 2=78)
[0134]56/l=78/X
[0135]即，I公斤石灰可以生產的堿量:x=l.39 (1.39公斤)。
[0136]I公斤石灰生產的堿可以中和的二氧化硫量:[0137](Ca (OH) 2=78) + (S02=64) = (CaS03=120) + (H20=18)
[0138]78/1.39=64/Y, Y=L 14
[0139]即，I公斤石灰生產的堿可以中和的二氧化硫量為:1.14公斤。
[0140]中和I公斤SO2需要的石灰:1/Ζ=1.14/1，即:Ζ=0.88。
[0141]I公斤S可以生產的SO2:
[0142]S+02 — SO2
[0143]32+32=64，即 I 公斤 S 生成 2 公斤 SO2。
[0144]中和I公斤S生成的SO2需要的石灰(純度100%)的量因此為:
[0145]0.88*2=1.76 公斤
[0146]中和I公斤S生成的SO2需要純度79%的石灰:1.76/79%=2.23公斤。
[0147]火堿(NaOH):
[0148]中和I公斤的SO2用純堿的量(公斤):
[0149](2Na0H=80) + (S02=64) = (Na2S03=126) + (H20=18)
[0150]80/X=64/l，得到 Χ=80/64=1.25 公斤，
[0151]即中和I公斤SO2用純堿1.25公斤。
[0152]中和I公斤S生成的SO2需要的純堿(純度100%)的量為:
[0153]1.25*2=2.5 公斤
[0154]中和I公斤S生成的SO2需要純度95%的純堿:2.5/95%=2.63公斤。
[0155]確定脫硫用工業堿或石灰的數量公式:
[0156]脫硫需要石灰量=燃煤重量X燃煤含硫量％X 1.76+石灰純度％
[0157]脫硫需要堿量=燃煤重量X燃煤含硫量％X 2.5 +堿純度％
[0158]根據上述脫硫原理，脫167.5T含硫量0.6%的燃煤，計算用純度79%的石灰:
[0159]167.5T 含硫量 0.6% 的煤含硫:167.5TX0.6%= 1.005T
[0160]中和1.005T 硫需要石灰:1.005TX1.76=1.769T
[0161]換算成純度79% 石灰:1.769T + 79%=2.24Τ
[0162]類似地，脫167.5Τ含硫量0.6%的燃煤，計算用純度95%的堿:
[0163]167.5Τ 含硫量 0.6% 的煤含硫量:167.5TX0.6%= 1.005T
[0164]中和1.005T 硫需要純堿:1.005TX2.5=2.5T
[0165]換算成純度95%的純堿'2.5Τ + 95%=2.63Τ
[0166]步驟sl30:控制設備運行
[0167]形成調度指令如日用煤量、日脫硫用石灰量、日脫硫用工業堿量等之后，可以相應通過網絡系統，發出調度指令，控制供熱系統運行，如控制日用煤量、日脫硫用石灰用量和/或工業堿用量。當然，也可通過人工方式或結合人工方式和自動方式來控制設備的運行。
[0168]步驟sl40:數據監測
[0169]系統運行之后，利用多種方式對系統運行數據進行監測和采集，例如對氣溫、實際供熱面積、室溫、建筑實際熱負荷等進行監測和監控。
[0170]根據本公開一示例實施方式，采用用戶溫度回傳系統采集用戶室溫。
[0171]步驟sl50:系統診斷
[0172]根據數據監測獲得的結果，可以進行系統異常診斷、調整調度指令以及計算建筑的平均實際熱指標。根據一示例實施方式，可以利用用戶溫度遠程回傳系統對用戶室溫進行監測并回傳到云計算數據處理系統或者直接回傳到控制中心，并可將數據導入采集數據數據庫。數據回傳可以通過w1-fi網絡、短信系統等進行。對用戶溫度數據進行處理，可以得到用戶平均室溫。
[0173]對于已知供熱面積的建筑，根據平均室內溫度，以及預定時間內的實際供熱量，按照公式(I)和(2)可以得到建筑的單位平均實際熱指標。
[0174]實際熱指標可以在整個采暖期保持不變，也可以在整個采暖期定期或根據實際情況重新計算實際熱指標。
[0175]在得到實際熱指標之后，選擇實際熱指標作為采暖綜合熱指標數據，生成調度指令。
[0176]例如，如果檢測到用戶的室內溫度為16度，則生成調度指令所采用的設計熱指標55ff/m2不能滿足用戶室內溫度達到18°C，而實際熱指標為56.99W/m2。由此可知相應的建筑實際熱指標比設計熱指標高出1.99W/m2，故需要提高系統供熱量。進一步，可根據實際熱指標，計算出供熱量調整量為4.33GJ，即該系統需要調整指令多供熱4.33GJ。
[0177]例如，如果檢測到用戶的室內溫度為19度，則生成調度指令所采用的設計熱指標55W/m2超過用戶室內溫度達到18°C所需的供熱量，而實際熱指標為54.07W/m2。由此可知相應建筑的實際熱指標比設計熱指標低0.93W/m2，故需要減少系統供熱量。進一步，可根據實際熱指標，計算出供熱量調整量為2.03GJ,即該系統需要調整指令少供熱2.03GJ。
[0178]下面參照圖3描述根據本公開實施方式的節能聯動控制系統。
[0179]參照圖3，根據本公開示例實施方式的節能聯動控制系統包括數據輸入系統310和指令生成系統320。此外，該控制系統還可以進一步包括設備控制系統330、數據監測系統340和/或診斷系統350。
[0180]下面詳細說明以上各系統。
[0181]數據輸入系統310配置為輸入及處理得到基本數據和設備數據。
[0182]如前所述，基本數據可包括氣象溫度、供熱面積、及采暖綜合熱指標。數據輸入系統310可對氣象溫度進行處理以得到平均溫度。例如，根據最高氣溫(TC、最低氣溫-10°C，可以自動生成平均溫度為_5°C。當然，本實用新型不限于此，也可以通過更多氣溫值得到平均氣溫。
[0183]如前所述，采暖綜合熱指標數據可以是設計熱指標、歷史熱指標及實際熱指標其中之一。設備數據包括燃煤發熱卡數、鍋爐熱效率、鍋爐小時耗煤量、燃煤含硫量、工業堿純度、石灰純度等。
[0184]數據可以是手工輸入，也可以是自動獲得，或者部分手工輸入且部分自動獲得。相應地，數據輸入系統310可包括人機交互系統和/或數據自動采集系統。例如，氣溫可以在工作站的管理界面或操作界面上手工輸入，也可以從氣溫檢測系統自動獲取。
[0185]另外，數據輸入系統310可包括控制中心的工作站，用于集中輸入數據，或web終端系統，用于遠程輸入數據。此外，數據輸入系統310也可包括遠程分布式數據采集系統。例如，可以通過遠程分布式采集系統采集實際供熱面積等。
[0186]氣象溫度、供熱面積、及采暖綜合熱指標等數據可存儲在用于數據輸入系統310的存儲系統中。存儲系統可包括主機、存儲設備和數據庫系統。主機可運行Unix系統或其他操作系統，并可運行存儲管理軟件，數據庫系統可以是關系型數據庫或其他數據管理系統，存儲設備可以是磁盤陣列設備、網絡存儲設備或虛擬存儲設備，但這些僅是例舉，本公開不限于此。另外，主機、存儲設備和數據庫系統可在整個控制系統中共享，甚至與其他系統共享。
[0187]指令生成系統320配置為生成用煤量調度指令和/或生成脫硫用工業堿/石灰用量調度指令。生成的調度指令可通過寬帶網絡等提供給設備控制系統330。
[0188]如前所述，根據基本數據，可以計算出供熱系統的單位時間熱負荷及預定時間熱負荷。結合基礎數據和設備數據，可以形成預定時間內的調度指令，例如日用煤量、日脫硫用石灰量、日脫硫用工業堿量等。
[0189]指令生成系統320可以包括熱負荷計算子系統、用煤量計算子系統、和/或脫硫用石灰/堿量計算子系統、以及調度指令形成子系統。
[0190]指令生成系統320可以利用前述的存儲系統保存計算結果、以及生成的調度指令，但本公開不限于此。
[0191]設備控制系統330配置為根據用煤量調度指令和/或生成脫硫用工業堿/石灰用量調度指令控制供熱設備運行。例如，可以根據前述生成的調度指令控制提煤機的給煤量，和/或控制脫硫劑添加設備的堿/石灰供給量。設備控制系統330可采用一般常見的供熱設備控制系統，在此不再贅述。
[0192]數據監測系統340配置為對用戶室內溫度進行監測和采集。根據一示例實施方式，可以利用用戶溫度遠程回傳系統對用戶室溫進行監測，并可將數據先回傳到換熱站系統，然后再回傳到控制中心，也可以將數據直接回傳到控制中心，并可將數據導入數據庫。數據回傳可以通過w1-fi網絡、短信系統等進行。用戶溫度遠程回傳系統可包括集成有溫度傳感器和傳輸單元的溫度采集器。溫度采集器設置在用戶室內，監測室內溫度，并可通過GPRS等方式將采集的數據傳輸到控制中心，或者通過Zigbee無線網絡先傳到換熱站，然后再回傳到控制中心。
[0193]診斷系統350配置為診斷供熱系統是否達到供熱目標、進行異常診斷、計算實際熱指標和/或調整調度指令。根據用戶室內溫度采集結果，結合氣象溫度，可以判斷供熱系統是否達到用戶室內溫度的要求，并可進一步判斷供熱系統運行是否出現異常。例如，如果用戶室溫低于標準，可以提示增加用煤量，并相應增加脫硫用工業堿和/或石灰。反之，如果用戶室溫高于標準，可以提示減少用煤量，并相應減少脫硫用工業堿和/或石灰。具體而言，根據用戶室內溫度采集結果，可以計算建筑的平均實際熱指標。例如，通過對用戶室內溫度數據進行處理，可以得到用戶平均室溫。結合已知的供熱面積、氣象溫度、實際供熱量，按照前述公式(I)和(2)可以得到建筑的平均實際熱指標。根據實際熱指標，通過指令生成系統320，可以調整調度指令或重新生成調度指令。另外，如果用戶室內溫度明顯偏離正常值，則說明供熱系統運行存在異常，這時可發出系統報警。
[0194]根據本公開的節能控制方法和節能控制系統，可以實現按需供熱、合理量化供熱，既達到用戶室內溫度的要求，又避免超標供熱導致的浪費。另外，根據燃煤用量，實現脫硫用工業堿/石灰的量的聯動控制，既避免少加堿/石灰導致脫硫不達標，同時也避免多加堿和石灰造成浪費。另外，本公開的技術方案為供熱行業管理中的大量繁瑣計算找到簡化方案，自動得到運行數據，減輕人員工作強度，達到合理節能的目的。[0195]以上具體地示出和描述了本公開的示例性實施方式。應該理解，本公開不限于所公開的實施方式，相反，本公開意圖涵蓋包含在所附權利要求的精神和范圍內的各種修改和等效布置。
【權利要求】
1.一種節能聯動控制系統，其特征在于，包括數據監測系統，對用戶室內溫度進行監測和采集數據，所述數據監測系統包括用戶溫度遠程回傳系統，所述用戶溫度遠程回傳系統包括集成有溫度傳感器和傳輸單元的溫度采集器，所述溫度采集器設置在用戶室內以監測室內溫度并通過無線方式發送溫度數據至數據輸入系統。
【文檔編號】F24D19/10GK203718921SQ201320623374
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】張久明 申請人:張久明