城市熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)淺析

摘要：本文通過對熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹，闡述了熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成和重要意義。

關(guān)鍵詞：城市集中供熱熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心終端站通訊

隨著城市供熱系統(tǒng)的逐步改造深化，小區(qū)鍋爐分散供暖的形式已在逐漸退出市場，由一個熱源廠負(fù)責(zé)幾個片區(qū)的供熱已經(jīng)成為目前城市供熱的發(fā)展趨勢。城市集中供熱系統(tǒng)由于供熱區(qū)域廣、供熱面積大，使得各區(qū)域的距離遠(yuǎn)近，管網(wǎng)質(zhì)量，換熱設(shè)備等硬環(huán)境參差不齊，也存在著供熱效率低、供熱不平衡、能量浪費(fèi)、熱網(wǎng)波動嚴(yán)重等諸多問題。為了有效地解決這些實(shí)際問題，借助現(xiàn)代控制理論和方法建立起安全可靠、運(yùn)行靈活準(zhǔn)確的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)就十分必要。

1 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程終端站（換熱站）及相關(guān)的通訊網(wǎng)絡(luò)組成。遠(yuǎn)程終端站通過GPRS或?qū)拵ㄓ嵎绞脚c監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)通訊，數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 熱網(wǎng)監(jiān)控中心

熱網(wǎng)監(jiān)控中心一般設(shè)置在供熱公司的經(jīng)營管理區(qū)。其主要功能是：負(fù)責(zé)各換熱站運(yùn)行參數(shù)的采集計(jì)算和控制調(diào)節(jié)；提供人性化的人機(jī)操作界面，方便運(yùn)行、管理人員瀏覽數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)、下達(dá)控制命令。對各類運(yùn)行參數(shù)采集分析和數(shù)據(jù)庫存檔；完成各種運(yùn)行參數(shù)的趨勢顯示；完成報(bào)表系統(tǒng)。可根據(jù)用戶需要形成多種報(bào)表格式，并對所有換熱站的重要參數(shù)匯總形成報(bào)表；根據(jù)天氣預(yù)報(bào)預(yù)測未來24小時室外氣溫變化趨勢、預(yù)報(bào)系統(tǒng)供熱量需求，提出計(jì)劃建議，該建議可以作為規(guī)劃當(dāng)日或次日供熱的參考依據(jù)；根據(jù)室外溫度的實(shí)時監(jiān)測計(jì)算值，分析確定當(dāng)前總供熱量及各換熱站供熱量的合理性，實(shí)時分析供熱平衡情況并提出調(diào)節(jié)建議；將各換熱站熱平衡控制在不超過規(guī)定范圍；實(shí)時監(jiān)測各換熱站主體設(shè)備運(yùn)行的安全性和合理性，對主要參數(shù)做出超限報(bào)警及相應(yīng)處理，強(qiáng)調(diào)了一次網(wǎng)閥門的緩慢關(guān)斷處理，以防止當(dāng)多個換熱站同時停電快速關(guān)斷閥門造成一次網(wǎng)主管網(wǎng)的安全問題；對能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，做出經(jīng)濟(jì)效益分析；局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)等內(nèi)容。監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。由于它承擔(dān)了對所有相關(guān)信息的數(shù)據(jù)采集，歸檔、綜合分析處理并且對全網(wǎng)提出運(yùn)行建議并實(shí)施控制執(zhí)行等多項(xiàng)任務(wù)。因此，其硬件配置是圍繞一組高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器，及配套的通訊設(shè)備和顯示設(shè)備組成的。另外，本監(jiān)控中心的信息可以通過局域網(wǎng)方便的上傳給多個相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門，從而為形成調(diào)度指揮系統(tǒng)提供了方便。

1.3 遠(yuǎn)程終端站

換熱站按照遠(yuǎn)程全自動無人值守型配置。在換熱站就地設(shè)置現(xiàn)場控制單元和一些必要的監(jiān)測儀表，對站內(nèi)熱力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測與控制，以便將相應(yīng)信號遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心并接受中心的監(jiān)測與控制，從而保證熱網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?，F(xiàn)場控制單元應(yīng)該能獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)以下功能：參數(shù)采集、處理，通過顯示屏就地顯示。需要采集并上傳到中心控制系統(tǒng)的參數(shù)有：室外溫度、一次網(wǎng)供回水溫度壓力、二次網(wǎng)供回水溫度壓力、一次網(wǎng)瞬時流量和累計(jì)流量、一次網(wǎng)瞬時功率和累計(jì)熱量、水泵狀態(tài)、水泵故障、變頻器頻率、循環(huán)泵電流、水箱液位、電磁閥狀態(tài)、調(diào)節(jié)閥閥位。獨(dú)立完成現(xiàn)場監(jiān)測和自動控制功能，完成現(xiàn)場開環(huán)控制和內(nèi)部聯(lián)鎖控制功能。能夠現(xiàn)場對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。現(xiàn)場和遠(yuǎn)程報(bào)警功能。應(yīng)有通信接口，能向熱網(wǎng)監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)并能接收監(jiān)控中心發(fā)送的指令，完成相應(yīng)的控制任務(wù)和參數(shù)設(shè)定。

1.4 遠(yuǎn)程站具體功能實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程終端站（換熱站）需實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）換熱站具有氣候補(bǔ)償和恒溫供水功能，根據(jù)氣候的變化自動調(diào)節(jié)供熱量。根據(jù)室外溫度的變化和當(dāng)?shù)責(zé)嶝?fù)荷曲線，決定二次側(cè)的供水溫度，二次側(cè)供水溫度的實(shí)測值和設(shè)定值相比較后，并進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制器輸出信號至電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而改變一次側(cè)的流量，實(shí)現(xiàn)二次側(cè)供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)和一次側(cè)流量的量調(diào)節(jié)。（2）自動補(bǔ)水。安裝在二次側(cè)回水管路上的壓力傳感器測得的壓力信號，與控制器二次回水壓力設(shè)定值比較后輸出一個控制信號控制補(bǔ)水泵的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)回水自動恒壓補(bǔ)給?；厮畨毫υO(shè)定值可遠(yuǎn)程設(shè)定。（3）自動卸壓功能: 當(dāng)二次側(cè)供水壓力高于供水設(shè)定值高限時，開啟泄水電磁閥，同時配安全閥，以便雙保險(xiǎn)。泄水電磁閥開啟壓力設(shè)定值可遠(yuǎn)程設(shè)定。（4）二次側(cè)循環(huán)水泵控制，實(shí)現(xiàn)供水壓力和回水壓力差值控制，保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)的供回水壓差，從而保證最不利點(diǎn)正常供暖。壓差設(shè)定值可遠(yuǎn)程設(shè)定。（5）二次側(cè)循環(huán)水網(wǎng)防汽化保護(hù)。即二次網(wǎng)循環(huán)泵停止，電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。停電后電動調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉。（6）開機(jī)自檢功能：二次側(cè)回水壓力設(shè)定具有一個超低限保護(hù)值，當(dāng)二次側(cè)壓力沒有達(dá)到此值時，不能啟動循環(huán)泵而只能開啟補(bǔ)水系統(tǒng)補(bǔ)水，待達(dá)到設(shè)定值后方可啟動循環(huán)泵。（7）順序啟動及泵閥聯(lián)鎖：雙板雙泵兩套水循環(huán)系統(tǒng)換熱站，當(dāng)熱負(fù)荷不足時，只運(yùn)行一套系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝惶紫到y(tǒng)的循環(huán)水泵發(fā)生故障時，應(yīng)自動啟動第二套系統(tǒng)的循環(huán)水泵。換熱站循環(huán)水泵運(yùn)行后電動調(diào)節(jié)閥才自動開啟；當(dāng)正在運(yùn)行的循環(huán)水泵發(fā)生故障時，輸出報(bào)警信號，循環(huán)泵停機(jī)，電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。（8）來電自啟滿足無人值守功能：換熱站在送電后，控制器工作，站內(nèi)自檢后自動按順序啟動。（9）失壓保護(hù)：二次側(cè)回水壓力低于超低限設(shè)定值時，自動停止循環(huán)泵運(yùn)行，并關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥，自動補(bǔ)水系統(tǒng)投入運(yùn)行，開始補(bǔ)水。自動補(bǔ)水系統(tǒng)投入運(yùn)行后二次側(cè)回水壓力仍繼續(xù)降低即發(fā)聲光信號報(bào)警（該信號遠(yuǎn)傳監(jiān)控中心）。（10）斷電保護(hù)：停電后自動關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥，切斷熱源，控制器及變頻器自動復(fù)位并使各種設(shè)定參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)保持原斷電前設(shè)置。（11）超溫保護(hù)：二次供水溫度超過要求值，一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。一次回水溫度超過要求值時啟動高限制保護(hù)，以一次回水溫度為目標(biāo)控制電動調(diào)節(jié)閥門開度。一次側(cè)供水溫度超過要求值時應(yīng)立即關(guān)閉一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥并報(bào)警。（12）超壓保護(hù)：二次供水壓力超過設(shè)定超高限值，循環(huán)泵停止并關(guān)閉一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥。（13）監(jiān)測水箱液位，具備報(bào)警保護(hù)功能。停補(bǔ)水泵信號由控制器送出，停泵水位可以人為設(shè)定。

2 結(jié)論

通過熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，能夠解決城市集中供熱系統(tǒng)管理落后，反應(yīng)滯后，監(jiān)測困難，運(yùn)行不穩(wěn)等諸多問題。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)已成城市集中供熱項(xiàng)目運(yùn)營的有力保障，也是其發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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