机组安装及操作手册

全自动机组设计安装注意事项机组的设计常用的有二种形式，纵式和横式分别见图1和图2 。二种设计各有其优点，前者维修空间较好，但占地面积大些，后者较紧凑，但维护空间稍差些。不管哪种设计风格都要注意以下几点：

1、

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15、

1、要有足够的维护和操作空间，且要符合人体工程学原理设计，操作方便，考虑操作和更

换部件的方便，如水泵的维修和更换、调节阀的操作等。

2、考虑到电气设备的安全运行。如除污器的排污方向不能对着有电气设备的方向。

3、要考虑到仪表测量的准确性和安装位置的合理性，如流量计的安装要注意一定的前后直

管段、二次回水温度传感器的安装位置要注意补水对二次回水温度的影响等。

4、对于全自动无人执守的机组，尤其要注意强电和弱电的适当隔离，以防通讯干扰。如电

箱设计时要注意强电和弱电分离布置和弱电的屏蔽、接地，否则如果通讯受到干扰，就不可能实现真正的无人执守。

5、一次流量计和调节阀一般安装在回水侧，这样由于温度低，设备寿命更长，维护更方便。

6、西门子的调节阀是供热市场上口碑最好的调节阀，但如果选型不当，也会出现问题。有

VVF41和VVF45二种可选择，但温度等级不一样，前者最高达130度，后者140度，还有VVF45阀门两端能承受的差压不同，详见下表(ΔP Vmax)：如VVF45.91(DN125)阀前后能承受的最大差压为3公斤，而VVF41.91(DN125)阀前后能承受的最大差压仅为

1.75公斤，也就是说当一次网的供回水压差为3Kg/cm2时，用VVF41.91(DN125)的阀门

有可能打不开或关不住，或损坏执行机构。而在此情况下用VVF45.91就没有问题。VVF45系列与VVF41的参数比较:

但如用在一次网供回水压差大于33Kg/cm2时，也不能用了，因为超过了它能承受的最大压差，同样也会有问题，解决的办法是用双阀并联方案，把一个DN125的阀变为二个小一点的阀门，如VVF45.91+ VVF45.65(DN100+DN65)的阀门，这样通过控制软件的相应配合，阀门前后能承受的压差大大提高，最大可达10 Kg/cm2。因此我们在方案中选用了较好的VVF45型的调节阀且双阀并联。

当然选用VVF45还是VVF41要根据现场每个站的具体工况来定，而不是一定要用贵的就是好的。例如在一次网供回水压差小于1.75 Kg/cm2时(比如在管网的未端)，可以选用较便易的VVF41型调节阀，且单阀即可。

这在我们的实践中得到了正反二方面的证明。在一汽的项目中，由于一汽的管网压力波动较大，我们选用了VVF45型的调节阀，双阀并联，经过二个采暖季的运行，在运行的100多

台调节阀和执行机构无一损坏! 确保了设备的安全可靠运行。而在西北某项目中，是一家机组生产厂商选型并提供的调节阀，选用的是VVF41型的大口径调节阀，且是单阀方案，结果出现了多个调节阀调节失灵甚至执行机构损坏的情况。用户投诉西门子公司，西门子公司派专家到现场作了签定，原因是调节阀选型不当，在超过差压极限的工况下运行，造成操作失灵和设备损坏，尤其是在管道出现了浪泳现象时，调节阀已经到了工作差压的极限，没有安全储备量，毫无抵抗风险的能力，结果造成了设备的损坏而影响正常供暖。

机组工艺及自控操作指南

目录

1、换热机组介绍

1.1 换热机组工艺流程介绍

1.2 换热机组自动控制流程说明

1.3 监控系统简要介绍

2、换热机组操作规程

2.1 硬件部分

2.1.1 机组启动条件及注意问题

2.1.2 机组电气控制系统介绍

2.1.3 变频器常用参数设置、含义及简单使用方法

2.2 软件部分

2.2.1 使用手操器操作应用程序

2.2.2 Saphir应用程序说明

2.2.3 Saphir 辅助软件的简单应用

3、机组保养和检修

3.1 系统设备保养和维护要求

3.2 系统常见故障的排除

3.3 系统报警的排除

1换热机组介绍

1.1 换热机组工艺流程介绍

1.1.1典型工艺流程图

为方便介绍，选择了典型换热机组作为介绍对象以7.5~10万机组为例。典型工艺流程图如下(见附图1)

1.1.2工艺特点

根据要求一次侧供水温度为110℃，回水温度为60℃，二次侧供水温度为80℃，回水温度为55℃。每平方米供热为70W。它具有以下，第一、一次回水温度低，二次供水温度相对较高，一、二次回水温差较小。第二、二次侧循环泵变频调节以适应以后用主TRV后流量的变化，同时也能节约能源。第三、补水采用一次侧补二次侧，并对补水量进行监测和连锁。采用调节阀控制补水量以控制二次回水压力的稳定。

1.1.3主要组件简单介绍

水泵采用格兰富立式LP泵，1-4.5万平方米供热面积的机组采用单泵，5-12万平方米供热面积的机组采用二泵并联，12万平方米以上采用三泵并联，增加了灵活性。

板式换热器采用优质LPM板片LSL3型，10万机组以上采用优质阿法拉法大板片。7.5万平方米以下面积的机组采用单机组，以上采用双机组并联，可以适应不同供热面积需要。

除污器采用Y形Y333型。双机组并联的机组一次侧和二次侧各采用二个除污器。它具有以下优点：首先便于检修，其次保护泵体正常运行，第三不会造成换热器堵塞，使其能够长时间高效换热。

1.2换热机组自动控制流程说明

1.2.1控制流程图

为方便介绍，以供热面积为7.5万平方米的换热机组的控制流程图。如下图

1.2.2循环水泵的控制

Saphir控制箱上的起动/停止选择开关打到“起动”位置，机组起动时，Saphir控制器对整个控制系统进行循检10秒钟，然后1#循环泵起动，对于单泵系统控制器将根据二次供回水压差采用PID自动调节变频器的输出来控制循环泵的转速，如果是双变频器系统，则接着30秒后2#循环泵起动。第二台循环泵的起停与否是根据二次供回水压差(压差可定值)进行自动调节。如果1#循环泵转速信号在一定时间内高于如95%(可自行设定)并且二次供回压差仍低于设定值(可自行设定)，控制器将变频器输出降至如20%(可自行修改)，同时起动另一台变频循环泵起动，接着在控制器的控制下两泵采用同一频率输出，对变频器的输出采

用PID调节，使压差达到设定值；如果变频器的输出信号低于如15%(可自行设定)并且回水压力仍高于设定值如0.5 bar(可自行修改)，控制器将1#变频泵转速升至80%(可手动修改)，同时自动停止2#变频循环泵，然后对变频器的输出采用PID调节，使压差达到设定值。此外具有低水压保护和连锁功能。二次回水压力低报警超过一定时间或者二次回水压力低于某一超低限值，则自动停止循环泵的运行，该信号将立即上传至上位机以及Saphir控制箱上安全报警指示灯快速闪烁。在泵的起动过程中，如果二次回水压力低，则不能起动循环泵。

1.2.3一次侧调节阀的控制

采用双阀并联和阀位管理机制，顺序控制两个控制阀。循环泵起动后30秒1#调节阀自动打开，当1#控制阀开度达到上限并且二次供水温度仍然低于设定值，2#控制阀参与调节。当2#控制阀开度达到下限并且二次供水温度仍然高于设定值，1#控制阀恢复调节。

如果对一次回水温度要求限制要小于如60℃(可自行设定)，则当大于60℃，控制器对一次回水温度采用PID控制，当在要求范围内时，则不进行控制。如果对一次流量要求限制则通过比较一次侧的水流量和设计的最大流量，可对控制阀进行开度限制，从而保证管网平衡、避免抢水现象的产生。

通过以上双阀顺序调节，可提供更大的调节范围和更佳的流量控制品质，增加了流量控制的灵敏度和精度，在小流量时也能自由调节，在大压头下，在不加减压装置的情况下也可进行调节。

1.2.4二次供水温度自动控制

根据室外温度及一次供水温度决定二次供水温度的设定值。可以通过操作面板或监控系统修改或上下平移温度曲线；也可以通过时间程序移动温度曲线。室外温度补偿曲线示意图如下：

当室外温度传感器出现故障时，控制器发出报警信号，并将温度曲线的输出值自动设置成系默认值(如80 C，可自行设定)。此外，“温度设定”参数作为二次侧供水温度的最终设定值，享有最高优先级。用户也可通过操作面板或监控系统修改此参数实现二次侧供水温度的手动或远程设定。控制器对二次供水温度采用闭环PID控制，通过比较二次侧供水温度设定值和实际值，对一次侧调节阀进行PID调节，控制一次侧流量，从而将二次供水温度控制在设定范围内。

1.2.5室外温度传感器故障保护

控制器具有断线检测功能，并且能通过软件自动识别故障。控制器定时检测室外温度传感器信号，如果在某一特定时间内，该信号变化超出某一设定值，控制器会发出报警信号并且将二次供水温度的设定值自动设置为某一固定值(可自行设定)。

1.2.6自动补水、二次回水压力的到控制

根据二次侧回水压力的设定傎(可根据实际需要自行设定)自动控制补水阀开度。当二次回水压力低于设定值时，补水阀自动打开，对二次网进行补水，当二次回水压力高于另一设定值(以上2个设定值均可通过手操器修改) 时，补水阀自动关小，通过对补水阀进行PID 调节，最终达到设定值。同时对补水流量进行计量和监控，当补水流量超过某一设定值或补水阀连续打开超过一定时间，则产生一报警信号并上传至上位机，以提醒值班人员。当补水流量超过极限值或补水阀连续打开超过极限时间，则说明二次网失水严重，系统将立即停止运行并发出安全报警信号，该信号将立即上传至上位机以及Saphir控制箱上安全报警指示灯快速闪烁。在安全报警的情况下，维护人员应立即赶赴现场，解决失水问题后，即二次回水压力得到控制，方能重新起动换热机组，否则换热机组不会自动起动。

1.2.7时间控制程序

根据用户需要可提供时间程序控制，使换热机组在不同的时间段采用不同的工况参数下运行，灵活多样，尤其在采暖期开始和结束期，换热机组无需满负荷运行，可以节约能源。

1.2.8报警

产生二种类型的报警信号：

a、报警主要有：

●二次侧回水压力超低极限。

●补水流量超极限。

●两个水泵均停机。

安全报警会自动停止所有设备，并且Saphir控制箱安全指示灯亮，需要人确认、检修。当安全报警存在时，无法重新启动。当问题解决后，要想对安全报警进行确认，需将起动/停止选择开关打到“停止”位置并且立即打回“起动”位置，如果安全报警继续存在，则安全报警指示灯常亮。如果安全报警已经消失，则指示灯灭，否则说明安全报警仍然存在。

b、维护报警主要有以下各项：

●室外温度信号丢失。

●一次侧回水温度高。

●二次侧供水温度高。

●二次侧回水温度高。

●一次侧回水温度信号丢失。

●二次侧回水温度信号丢失。

●二次侧供水温度信号丢失。

●二次侧回水压力过低。

●1# 循环泵报警。

●2# 循环泵报警。

●除污器堵塞(除污器压差开关动作)

●各种传感器故障(包括传感器断线，掉电) 等等

维护报警不会停止整个系统的运行，可以在设备运行时手动消除。只有当新的报警信号产生时，才会再次触发维护报警。

1.2.9其他控制功能

换热机组具有来电自起功能。机组由于停电、故障等原因停机后，当供电线路恢复正常或故障解除后，换热机组将自动起动，恢复到原来工作状态。当停电后，一次回水调节阀自动恢复到零位，阀门被关闭，补水阀则处于停电时的位置不变。

1.3 监控系统简要介绍

1.3.1 监控系统网络拓朴图

SHAPHIR控制器

上位机软件采用SIEMENS的DESIGO INSIGHT，可以与SAPHIR控制器通过光纤以太网进行通讯和数据交换，自动采集、检测一次网、二次网流量、温度、压力等各种运行参数、并能够记录报警及实时和历史数据。通过监控系统可以远程控制下位机来完成具体的控制。通过DESIGO INSIGHT 和 SAPHIR辅助软件如SAPHIRSCOPE、SACUS/32可以实现下位机应用程序的起停，可以人工远程修改应用程序各设定值和控制参数等改变换热机组的运行参数，就象现场使用手操器一样方便同时还可以远程下装应用程序。如果在中央控制室接收到安全报警，必须上现场进行维护和检修。

2换热机组操作规程

2.1硬件

2.1.1机组启动条件及注意问题

①、在机组起动之前需检查以下问题：

●检查二次网水压是否达到起机要求范围内，一般需在2公斤以上、4公斤以下。

●检查旁通阀门是否关闭，机组上非受控阀门是否已经打开，保证水流通畅。

●三相电有无缺相，相电压和线电压是否在正常范围内。

●控制柜内各开关是否按次序要求合上，并观察输出是否正常如继电器、交流接触器是否

按要求合上，否则应查原因。

●Saphir电源变压器输出是否在+24V±15%，执行机构用压力传感器电源变压器输出是否

在规定范围内：交流24V±15%

●变频器显示有无报错，若有应检查原因。

●Saphir加电后，其指示灯是否指示正常。

●机组管道连接处有无漏水。

当以上条件均满足后方可起机。

②、换热机组按要求启动后需注意运行状态的检查，主要有以下几个方面：

●机组正常启动后应开启排气阀排除管道内受阻的气体。

●水泵电机运行的声音是否正常。

●变频器工作是否正常，显示面板上的频率、电流等参数显示是否正常，允许报警存在(以

AXXX显示)，但不允许有任何错误存在(以FXXXX显示)。

●温度表和压力表等就地仪表显示数据是否正常，手操器上显示的供回水压力和温度值和

就地仪表是否相符。

●除污器上的水压降是否在合理的范转内，水泵吸入处压力不能太低，正常情况下稍小于

回水压力表，但相差不大，否则应除污。

●执行机构是否按正常要求动作。

●检查板式换热器一次侧和二次侧供回水压力差是否高于换热器的额定值，否则应考虑给

换热器除污。

●检查一次和二次侧的流量是否在正常要求的范围内。

●由于机组启动后压力变化，再次查看管道连结处有无漏水

●机组正常运行后，由于存在散热，要注意环境温度不能超过35℃，否则应打开换气扇或者窗

户，以降低环境温度，保证控制柜内电器正常工作，尤其是变频器。

2.1.2机组电气控制系统介绍

根据要求对换热机组作起机检查后，可进行控制柜内启机的准备工作。根据电气原理图，控制柜内具体操作步骤如下流程图(见下页)描述。如果在严格按照下述流程进行操作的前提下，出现有和流程图不符的现象发生，则要检查根据电气原理图查找这个的原因，等解决问题后再重新操作。如果在运行过程当中要关机，相对比较简单，其流程图见下图。

图1机组起动次序及停机次序

2.1.3变频器常用参数设置、含义及简单使用方法

采用西门子MM430系列变频器，其功能强大，具有过流、过压、短路、欠压、过热和缺相等多种保护功能，具有来电自起和故障自起功能，其中错误自起功能在一定时间内次数有限制，最大为10次(可以自行设定)。要实现自动起动功能要具备两个条件：第一、变频器必须工作在自动模式下，在其显示面板上可以看到“auto”字样，如果显示为“hand”，

则按下“auto ”按钮即可改变；第二、变频器输入端子V5和V9之间必须保持接通状态，否则会不能自起，如果在运行当中断开，则会造成变频器停机。在自动状态下，频率的给定通过V3(+)和V4(-)端子输入0~10V 信号来给定。其他接线端子说明如下：V20和V18为变频器故障时继电器输出，V21和V22为变频器运行继电器输出。

MM430变频器功能强大参数众多，故挑选一些典型的、常用的参数来介绍，为方便说明参数的设置方法以及各参数的意义做成以下表格。

变频器参数设置操作方法如下图以P1082为例：

如果需要更深入了解MM430系列变频器使用方法，请查阅变频器资料。

下表是变频器常用参数的设定和说明。快速调试参数是泵起动前所必须设置的。当变频器在受到外界意外扰动而引发故障或停电的情况下，为确保水泵不停，可以设定变频器的来电自起和故障自起功能。

常用参数说明表

2.2 软件部分

2.2.1手操器的使用方法

手操器作为Saphir控制器的人机交互的界面，其在换热机组控制中有着重要的作用，其使用简单，携带方便，便于现场操作。为了便于说明使用方法，现举例说明，以修改二次回水压力定压点目标值为例。具体步骤如下：

1)手操器的水晶头插入。

Saphir右下角通讯口处

显示面板显示如右图：

2)按下

再按下

显示如右图：按

3)要输入密码，确认身份。假设密码为“8888”。具体操作方法为：按下

再用或两键调整数值到8，然后按确认。用同样方法最输入第二个、第三

个和第四个数字。输入完毕后显示面板会如下显示。

4)再按下确认键面板会如下显示，进入应用程序单元。

5)再按下确认键面板显示

如下：

6)为修改二次回水压力定压点目标值，必须把黑色光标移到“Recharge”这个位置，

具体方法是：按下或来调整黑色光标位置到“Recharge”，按进入Recharge菜单。屏幕显示如下：

7)按或把黑色光标

定位到“PIC22_Basic”下面的“Auto”。

8)修改二次回水压力的目标值。按下，光标消失。再按或调整到

“man”，然后再按，至此已经把二次回水压力的目标值从自动模式修改为手工模式。面板显示如下：

9)目标值设定方法如下，此时光标位于“Man”处，按下或移到光标到

“3.00bar”处，然后按，光标消失，按下或来修改二次回水压力

的目标值至比如是“4.00bar”，再按下确认修改完毕。显示如下：

10)至此手操器的基本可操作已经介绍完毕。需要注意的是在自动“Auto”状态下，

数值是不能修改的。

2.2.2Saphir应用程序说明

1)Unit 1里面主要模块的说明。

模块说明

2)主要模块内主要参数的说明和设置。

Input_T

Flow_Q

Input_P_D

HeatLoop

Recharge

PumpCircle

Alarm

Output

TimeSchedule

2.3 Saphir 辅助软件的简单应用

①、Saphirscope简单使用说明

Saphirscope 是调试Saphir控制器应用程序的一个有力工具，它可以通过计算机COM口直接和Saphir控制器通讯，也可以通过网络访问Saphir控制器，从而无需到现场就可获得Saphir控制器的运行数据，从而可以实现远程了解机组实际运行情况和设定运行参数进行远程控制。具体使用方法如下：

1)运行Saphirscope：找到Configuration(Def)/Interface…菜单会弹出以下对画

框。选择用“COM”还是用网络“TCP/IP”

2)运行菜单：Tools/Online/HMI emul ation…可以得到与手操器相同的界面，其操作和

功能和手操器一样。

3)运行菜单：T ools/Data Points/Edit…可以得到以下画面。其中Unit 1里面内容和手

操器里面的结构基本相似，可以和手操器一样修改控制器的各控制参数。

4)运行菜单：T ools/Data Points/Time…可得到如下对画框，可以在这里获得和设定

Saphir控制器的时间。

②、SACUS-32的简单使用说明。

1)首先必须选择通讯方式。运行菜单：configuration/Interface…，和

Saphirscope一样。

2)运行菜单：T ools/HMI/HMI Operation…，可以调出软件手操器，其功能和操作

和手操器一样。

3)运行菜单：Tools/User/Time Schedule…,可以调出如下对话框，通过这个对话

框，可以设定时间控制程序。

3机组保养和检修

3.1 系统设备保养要求

3.1.1循环泵的保养要求

●最小流量在任何时候都不能小于最高效率时流量的10%。最高效率时流量和扬程

标在泵铭牌上。

●最大流量不能超过允许值(可以从泵的说明书上查到)，否则会产生气蚀和超负荷。

●泵起动前必装满水并放出空气。放气时注意气孔的主向，确保逸出的水不会造成人

员伤害或损坏其他部件，特别注意电气件。

●泵不需维护。如果泵排干后长时间不用在电动机垫凳和联轴器间的轴上滴几滴矽酮

油，可以防止轴封表面粘住。

●电动机轴承按标准没有加油嘴，所以没有加油嘴的电机无需保养。如果电动机有加

油嘴，电动机应该用高温锂基油润滑。

3.1.2换热器的维护

以下是换热器常用维护方法，需要对换热器作具体了解的请参阅换热器说明书。

●在对换热器进行启动前作充水准备时，必须非常仔细的进行排气。

●板片的清洁和维护。有两种方法：反冲和板片清洗。

①、反冲没有必要打开换热器。反冲可以去除聚集在板片表面上的腐植质混合物。

在正常连接的情况下，清洁水流以高速反向冲洗一次侧或二次侧。在联接管道上的

阀必须关闭。安装在管线上的疏水阀打开，脏水必须排入下水道。LPM可以提供清洗换热器所使用的特殊清洁用药品和必须的清洗设备。

②、板片清洗。板片上的脏物一般可以使用刷子和水就能清洗掉。但清洗用的刷

子必须使用防锈材料(如尼龙、不锈钢等)。如果换热器板片上的水垢不能被洗掉，

必须使用苏打溶液或合成清洗剂进行清洗，清洗后应仔细用清洁水清洗干净。

●松动的垫片可以用胶粘结的方法重新回定。

3.1.3其他电气控制部件的维护

为了保证电气设备正常可靠的工作必须保证换热站内：

●环境温度低于35℃，否则应开窗或开换气扇，使环境温度下降。

●环境相对湿度必须低于95%。在除污和检修时需要排水，必须开窗和换气扇，检

查电控柜和Saphir控制器门是否关好，以防止由于排水而引起室内湿度上升，必

须强调如果湿度仍旧过高，那么站内所有机组应暂停运行，防止出现设备事故，等

湿度降低后再重新启动。

●三相动力电必须在正常变动范围内。

●控制柜内应保持空气流通，以降低温度。经常清洗柜门上换气扇的滤网。经常清除

变频器上的灰尘。

●起机和停机操作严格按照操作规程。

3.1.4采暖期结束后的维护工作。

●按操作规程停机后，切断电源。

●清洗除污器滤网。

●放掉机组内残留水。

●清洗控制柜门上换气扇的滤网。

●对有注油孔的电机加注轴承润滑油。

●打开法兰联接，更换石棉垫。

3.1.5新采暖期开始前的准备工作

●按照操作规程作起机试验。检查就地仪表、流量计、压力和温度传感器的数据是否

正确。水泵、执行机构和调节阀的驱动是否正常。

●检验安全阀的运行是否正常。

●检查连接管是否漏水，板式换热器是否堵塞及是否漏水包括判断有无一次侧向二次

侧漏水。

3.2 系统常见故障的排除

3.2.1循环水泵常见故障及其排除

水泵故障及解除方法

如果是动力电上开关跳闸，则要仔细检查水泵和变频器电源的对地绝缘是否良好，相间是否有短路存在。只有都确认后，才可合闸，以防止出现设备事故。

3.2.2变频器常见故障、报警代码说明及其排除方法

变频器具有来电自起和故障自起功能，其中故障自起功能有次数限制最大10次。一般情况下由于外界意外扰动尤其是三相电的短时间波动，变频器能自起，恢复到原来正常工作的状态，但若自起次数超过设定的最大次数，则变频器显示故障并停泵(中控室DESIGO 会发出报警信号)，值班人员必须到现场进行检查原因。变频器常见故障代码、报警代码说明用消除方法如下表。

常见故障及报警代码

如果需要深入了解变频器，请查阅SED2系列变频器的资料。

3.3 应用程序安全报警和维护报警的排除

在上位机DESIGO INSIGHT和手操器上均可以获得报警信息，如果是安全报警换热机组将自动停止运行，只有当安全报警消除后换热机组才能自动起机，所以维修人员必须到现场检查原因。

3.3.1安全报警的排除

安全报警的排除

3.3.2维护报警的排除

维护报警的排除