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浅谈无人职守换热站

时间:2017-01-20 来源:百特工控 浏览:1 字号:
   城市集中供热系统主要是由区域热源、热网、换热站、采暖热用户组成的。换热站是连接热网和热用户的场所,在供热系统中起到热量转换、调节、分配、计量、检测等作用。预计我国将有 70 亿平方米的地区需要建设供暖设施,根据目前的建筑能耗水平来说,按标准煤计算每年需要用于供暖的能量将增加 1.4 亿吨,电量每年要增加4500亿千瓦时。由此可见,我国正面临着巨大的能源压力。

  传统的换热站大多采用人工监控,一方面浪费人力,另一方面缺少全面的参数测量手段,系统运行工况难以消除,供热量与需热量不匹配,照成大量资源浪费。随着科技的发展,热力公司越来越倾向于采用换热站无人值守自动控制系统。据不完全统计,在北方某些区域,换热站的自动控制系统应用普及率已经超过80%,新建换热站采用自控系统已经成为行业共识,老旧换热站的改造也在持续进行。

理由一:节省采暖季电耗。无人值守自动控制的换热站能够根据流量负荷的变化智能调节设备的运行状态;通过水泵的变频控制,可以有效节省供热企业的用电费用。

理由二:故障自动检测反馈。换热站没有进行自动控制之前,故障只能靠人工巡防检测,后期处理费时费力。换热站无人值守自动控制系统能够实现设备运行过程中的故障自动检测及反馈,供热调度人员足不出户便可了解整个系统的参数状态,在故障产生的第一时间内了解、锁定位置并及时处理解决完成。

    理由三:减少人力成本。无人值守换热站自动化系统控制,可以有效降低人工的巡视和控制,通过计算机对各个换热站做到实时监测和调控,保证供热系统安全运行;以往需要十几个甚至几十个人巡查一天的工作量,现在只需要三五个人在监控中心里面就可以轻松完成,为热力企业大幅减少人力成本。

    理由四:适用于大规模热网调控。随着城镇集中供热不断推进,集中供热面积逐年大幅度增加,几千万平米甚至过亿平米的大型/超大型供热系统的出现已经不是新鲜事。换热站无人值守自动控制系统背后是强大的数据处理中心,可以解决大规模供热的数据多、管理中心多、数据同步困难、需要时时检测等诸多问题,几个小时即可完成过千万平米系统的平衡调试和巡检,面积再大也能轻松应对。

  归根结底,从节省投资到运行安全高效等多方面考虑,都应该规划建设无人职守换热站。无人职守换热站还可实现对站内一、二级网络进行参数监测,同时通过本地的PLC和远传操控系统对站内的设备进行控制,做到量化管理。

●无人职守换热站标准的特点

1. 工艺流程标准化

标准化的工艺流程包括:换热器一台、热网循环水泵两台(一用一备)、补水泵两台(一用一备)、电气控制柜一台、电动调节阀一台以及配套的其他阀门和相应的管道组件。

2. 测控内容的标准化

测控内容的标准化是实现无人职守换热站的关键,测控参数的选择直接影响到换热站调节控制的方法;其主要对流量、压力、温度、各种阀泵的运行状态等进行测控。

3. 仪表选型的标准化

换热站各类检测、控制仪表防护等级要求:安装于室外,不低于IP65,安装于室内,不低于IP54;现场环境要求:室外-40℃~70℃,室内0℃~50℃。

4. 控制系统的标准化

整个无人职守监控系统由集中供热调度中心、锅炉房控制系统、换热站控制系统、通讯网络和现场检测控制仪表组成。根据换热站工艺流程,确定监控系统由现场层、控制层和管理层三个部分组成。其中现场层由各种检测、控制仪表组成,控制层由控制站+操作站组成,管理层软件可实现换热站生产过程的远程监视。

●换热站中的设备

1. 主要设备

换热器:作为换热站最主要的设备器,作用是将一次网的蒸汽或高温水,交换给二次网的低温水。

换热器一次侧的最大压降是50Kpa,二次侧的最大压降是60KPa。换热器的进出口应设置压力表,以便对设备压力损失进行检测。目的是检测换热器是否有污垢堵塞,正常设计的换热器在2个采暖季不用清洗。

循环水泵:是驱动热水在热水供热系统中循环流动的机械设备。其扬程仅取决于循环环路总的压力损失。每个换热系统循环水泵不应少于3台,其中一台备用。

补水泵:补充系统的漏水损失和保持系统的补水压力在给定点的范围内波动。补水泵的运行一般采用变频控制或电接点压力表控制。每个换热系统补水泵不宜少于2台,其中一台备用。

二级网系统中补给水泵的流量,一般正常工况下为循环水量的2%~5%。网管压力是供热系统中重要参数,当二次侧的回水压力低于设定值时,自动控制补水泵的变频器便进行补水。

2. 辅助设备

软化水装置:降低水中的钙离子、镁离子,避免管道产生结垢。

水箱:存放软化水,用来补充二次网失水。

分水器、集水器:对各供暖区域分配水流以及集中水流。

除污器:为防止杂物进入换热器中,除污器一般安装在一次侧供水管和二次侧回水管上。此外,除污器两侧要求安装压力表,便于观察除污器的阻力降,及时清洗。

3. 控制系统

控制系统:由监控中心、变频器、阀门执行器、现场仪表等组成,完成数据采集、就地显示、自动控制、故障报警等功能。

     换热站热力系统是由一次网供回水系统、二次网供回水系统、补水系统、热计量系统组成的。在一次网上安装电动调节阀,通过控制一次网流量控制热量的传输和分配,实现按需供给,控制二次供水温度。此外,换热站还可以根据室外温度的变化进行气候补偿,根据预设的曲线规律,从而对二次网的供水温度进行调节,节约能源。要想换热站能高效运作,则换热站就需要对必要的参数进行监测。换热站的一次网供回水压力以及二次网供回水压力是否平衡,是换热站能否正常运行的关键数据之一。无人值守自动控制系统可以很好地实现远程检测各换热站内一次网、二次网温度、压力、流量数据;循环泵、补水泵运行状态;补水箱液位、调节阀开度等实时信息,一旦发生失衡现象则自动报警,进而对换热过程进行有效的控制。

示意图

换热站自控系统应包含以下参数:

   序号     采集数据名称

   序号      采集数据名称

1

一次网供、回水温度

9

二次网瞬时流量

2

二次网供、回水温度

10

水箱水位

3

一次网供、回水压力

11

补水流量

4

二次网供、回水压力

12

循环泵变频器频率

5

一次网除污器后压力

13

补水泵变频器频率

6

二次网除污器后压力

14

循环泵运行电流

7

室外温度

15

循环泵运行状态

8

一次网瞬时流量

16

补水泵运行状态

 

现场换热站控制系统实时检测采集一次网以及二次网的温度、压力、流量、热量等工艺参数,控制和反馈各种阀泵的运行状态,数据通信网络负责将数据传送至热网监控中心,热网监控中心根据数据分析结果向各个换热站发出调度控制指令。

 

 

 

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