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實(shí)例集中高溫蒸汽流量計(jì)改造及策略控制分析

摘要:通過實(shí)例集中高溫蒸汽流量計(jì)改造及策略控制分析,闡述根據(jù)實(shí)際情況改造舊的已不適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求的集中高溫蒸汽流量計(jì),*大限度地提高學(xué)習(xí)工作環(huán)境及參觀環(huán)境舒適度,也為需要改造舊的集中高溫蒸汽流量計(jì)的單位或新的集中高溫蒸汽流量計(jì)設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。重慶中國三峽博物館于 2005 年 6 月 18 日建成開館,是公益性文化事業(yè)單位,其主要職能是收藏和保護(hù)文物、開展社會宣傳教育、進(jìn)行社會科學(xué)研究,是一座集巴渝文化、三峽文化、抗戰(zhàn)文化、移民文化和城市文化等為特色的歷史藝術(shù)類綜合性博物館。由于多方面的原因,重慶中國三峽博物館的集中高溫蒸汽流量計(jì)愈來愈不適應(yīng)公眾對參觀環(huán)境舒適度的需求,改造集中高溫蒸汽流量計(jì)以提升公眾參觀環(huán)境舒適度變得愈發(fā)迫切。由此,在館領(lǐng)導(dǎo)的支持和上級主管部門的關(guān)懷下,集中高溫蒸汽流量計(jì)改造項(xiàng)目于 2016 年 12 月立項(xiàng),2018 年 12 月改造完成,目前經(jīng)采暖季和制冷季試運(yùn)行,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,高溫蒸汽流量計(jì)效果大大改善。本文對本次改造過程進(jìn)行分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),以資專家朋友們分享及批評指正。
1 集中高溫蒸汽流量計(jì)存在問題及分析
1.1 集中高溫蒸汽流量計(jì)整體問題分析
重慶中國三峽博物館大空間的建筑特點(diǎn)及人員密集等因素,使對中央高溫蒸汽流量計(jì)的需求相較于普通公共建筑的要求更高,在38℃以上高溫、高濕的惡劣天氣,目前的高溫蒸汽流量計(jì)選型不能完全滿足較高的高溫蒸汽流量計(jì)要求。同時(shí),限于當(dāng)初建設(shè)條件,選擇了無風(fēng)機(jī)冷卻塔,在重慶高溫、高濕的氣象條件下,冷卻塔效果一直較差,既限制了主機(jī)的制冷能力,也增加了高溫蒸汽流量計(jì)能耗;原冷凍、冷卻水系統(tǒng)都是并聯(lián)方式,小負(fù)荷時(shí)也得開啟三臺冷溫水泵和兩臺冷卻水泵,能源浪費(fèi)嚴(yán)重。
1.2 集中高溫蒸汽流量計(jì)展區(qū)中庭問題分析
展區(qū)中庭高溫蒸汽流量計(jì)采用低速單風(fēng)道全空氣系統(tǒng),高溫蒸汽流量計(jì)機(jī)組K-1、K-2 設(shè)于地下一層,服務(wù) 1~4 層中庭,氣流組織為上送上回。中庭高溫蒸汽流量計(jì)夏季運(yùn)行時(shí)存在中庭偏熱現(xiàn)象。一層中庭高溫蒸汽流量計(jì)面積為 1550m 2 ,二 ~ 四層中庭單層高溫蒸汽流量計(jì)面積約1300m 2 ,中庭總高溫蒸汽流量計(jì)面積 5450m 2 。原設(shè)計(jì)中庭高溫蒸汽流量計(jì)末端采用 2 臺 39CBF2226 型組合式高溫蒸汽流量計(jì)機(jī)組,單臺高溫蒸汽流量計(jì)機(jī)組制冷量380kW,風(fēng)量 50000 m 3 /h,中庭總冷量 760kW,單位面積制冷量 760/5450=139.4W/m 2 。由于中庭屋頂、東西側(cè)均有大量玻璃幕墻,實(shí)際高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷遠(yuǎn)比原設(shè)計(jì)大。中庭高溫蒸汽流量計(jì)冷負(fù)荷主要由人員、新風(fēng)、照明及圍護(hù)結(jié)構(gòu)高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷構(gòu)成,經(jīng)計(jì)算,單位面積高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷為 289W/m 2 ,是原設(shè)計(jì)值的 2 倍多。
2 高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷分布情況
2.1 高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷分區(qū)域情況
辦公區(qū)區(qū)域,末端為風(fēng)機(jī)盤管;展區(qū)展廳區(qū)域,末端為九臺組合風(fēng)柜;展區(qū)中庭區(qū)域,末端為兩臺臺組合風(fēng)柜;展區(qū)生態(tài)廊區(qū)域,末端為兩臺臺組合風(fēng)柜。
2.2 高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷分時(shí)段情況
辦公區(qū)區(qū)域高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷時(shí)段為每周一到周五上午九點(diǎn)到下午五點(diǎn);展區(qū)展廳區(qū)域高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷時(shí)段為每周二到周日上午九點(diǎn)到下午五點(diǎn),周一閉館;展區(qū)中庭區(qū)域高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷時(shí)段為每周二到周日上午九點(diǎn)到下午五點(diǎn),周一閉館;展區(qū)生態(tài)廊區(qū)域高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷時(shí)段為每周二到周日上午九點(diǎn)到下午五點(diǎn),周一閉館。
3 初步策略控制設(shè)想
周一閉館,辦公區(qū)正常上班,只開部分高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷滿足辦公需求;周二到周五辦公區(qū)正常上班,展區(qū)正常開放,高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷需同時(shí)滿足辦公和展區(qū)開放需求;周六和周日,展區(qū)正常開放,辦公區(qū)工作人員休息,高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷只需滿足展區(qū)開放需求或辦公區(qū)只需少量的高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷;辦公區(qū)夜間加班或展區(qū)中庭搞活動(dòng)時(shí),也能靈活調(diào)度部分高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷滿足需求。
4 集中高溫蒸汽流量計(jì)改造
針對上述問題及使用需求,作如下改造:增加一臺 120 萬大卡磁懸浮主機(jī),補(bǔ)充大負(fù)荷時(shí)制冷量不能滿足要求的問題;中庭增加 66 臺 EKCW300-1400KT 卡式盤管機(jī),改善展區(qū)中庭冷量不足的問題;對全館大面積玻璃窗和玻璃幕墻刷膜隔熱,減少夏季陽光的熱輻射;冷卻塔更換為 8 臺共 1800 冷噸某品* YHA-225E 靜音不銹鋼恒流冷卻塔;水泵改為與主機(jī)一一對應(yīng)模式,冷凍水泵由軟啟動(dòng)控制,冷卻水泵實(shí)行變頻控制,并增加 8 個(gè)電動(dòng)閥和 4 個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥便于負(fù)荷調(diào)度,小負(fù)荷時(shí)只需開啟對應(yīng)的主機(jī)和水泵,既節(jié)約了能源,也能使能源分配更合理、負(fù)荷調(diào)度更靈活方便;增加一套 PLC 控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對 8 臺冷卻塔風(fēng)機(jī)、8 臺冷卻塔電動(dòng)閥、4 臺主機(jī)、4 臺冷凍泵、4 臺冷卻泵聯(lián)動(dòng)控制,并實(shí)現(xiàn)一鍵開機(jī),通過主機(jī)房內(nèi)新增加的 4 個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、8 個(gè)電動(dòng)閥的控制,實(shí)現(xiàn)重慶中國三峽博物館高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷分區(qū)域分時(shí)段調(diào)度。
5 集中高溫蒸汽流量計(jì)策略控制具體實(shí)現(xiàn)
策略控制的具體實(shí)現(xiàn)由主機(jī)房內(nèi)新增加的4個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、8 個(gè)電動(dòng)閥的開關(guān)狀態(tài)來控制,由一臺上位機(jī)組態(tài)王軟件組態(tài)控制策略具體實(shí)現(xiàn)并監(jiān)控集中高溫蒸汽流量計(jì)主要設(shè)備運(yùn)行狀況,每一種策略控制方式都可一鍵實(shí)現(xiàn),閥門開關(guān)到位后應(yīng)與每一種策略控制方式閥門狀態(tài)完全一一對應(yīng)。
5.1 制冷時(shí)控制策略
5.1.1 只開直燃機(jī)
此方式為小負(fù)荷時(shí)或磁懸浮故障時(shí)應(yīng)用,可供辦公區(qū)、展廳、展區(qū)中庭、展區(qū)生態(tài)廊高溫蒸汽流量計(jì)冷負(fù)荷,開啟 1#、2#、4#、5# 電動(dòng)閥、關(guān)閉 3#、6#、7#、8# 電動(dòng)閥,關(guān)閉11#、12# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,開啟 9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,并可根據(jù)辦公區(qū)和展區(qū)中庭負(fù)荷需要情況調(diào)節(jié) 9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度,如:周一時(shí),辦公區(qū)正常上班,展區(qū)閉館,辦公區(qū)可供大負(fù)荷,9# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度開到 80% 以上,展區(qū)中庭送部分負(fù)荷,10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度開到 20% 左右即可;周二到周五,辦公區(qū)和展區(qū)中庭同時(shí)需要大負(fù)荷,9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度都開到 80% 以上;周六到周日,辦公區(qū)休息只需部分負(fù)荷,9# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度開到 20% 左右即可,展區(qū)正常開館,10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度開到 80% 以上。
5.1.2 只開磁懸浮
此方式為周一閉館,展廳只需部分負(fù)荷時(shí)應(yīng)用,或在特殊情況下,辦公區(qū)工作時(shí)間外加班需要部分負(fù)荷,展區(qū)中庭夜間搞活動(dòng)只需部分負(fù)荷時(shí)應(yīng)用。閥門狀態(tài)為:2#、3#、6#、7#、8# 電動(dòng)閥開到位,1#、4#、5# 電動(dòng)閥關(guān)到位,9#、10#、11#、12# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開啟,可根據(jù)負(fù)荷的大小或需要情況調(diào)節(jié)開度。
5.1.3 同時(shí)開直燃機(jī)和磁懸浮
此方式為夏季*大負(fù)荷時(shí)應(yīng)用,其中又可分為 4# 磁懸浮只供辦公區(qū)和同時(shí)供辦公區(qū)與展區(qū)中庭兩種方式。4# 磁懸浮只供辦公區(qū),1#、2#、3# 直燃機(jī)供展區(qū)展廳、展區(qū)生態(tài)廊和展區(qū)中庭時(shí),閥門開啟狀態(tài)為:1#、3#、5#、7#、8# 電動(dòng)閥開到位,2#、4#、6# 電動(dòng)閥關(guān)到位,9#、10#、11#、12# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開;4# 磁懸浮同時(shí)供辦公區(qū)和展區(qū)中庭,1#、2#、3# 直燃機(jī)供展區(qū)展廳、展區(qū)中庭、展區(qū)生態(tài)廊時(shí),閥門開啟狀態(tài)為:2#、3#、6#、7#、8# 電動(dòng)閥開到位,1#、4#、5# 電動(dòng)閥關(guān)到位,9#、10#、11#、12# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開,9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可根據(jù)辦公區(qū)和展廳中庭的實(shí)際需要調(diào)節(jié)開度。
5.2 制熱時(shí)控制策略
制熱時(shí)只能開 1#、2#、3# 直燃機(jī),閥門開啟狀態(tài)為:1#、2#、4#、5# 電動(dòng)閥開到位,3#、6#、7#、8# 電動(dòng)閥關(guān)到位,11#、12# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全關(guān),9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開啟,9#、10# 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度由辦公區(qū)和展區(qū)中庭實(shí)際負(fù)荷需要來調(diào)節(jié),具體控制策略與制冷時(shí)只開直燃機(jī)方式類似。
6 結(jié)語
本次改造大大改善了重慶中國三峽博物館的參觀環(huán)境舒適度,高溫蒸汽流量計(jì)負(fù)荷調(diào)度、分配更方便、合理、靈活,能滿足不同區(qū)域、不同時(shí)段的實(shí)際需求,運(yùn)行操作、監(jiān)控更簡單方便。本次改造已完成,試運(yùn)行狀況良好。