集散監(jiān)控系統(tǒng)在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱管理中的應(yīng)用初探

李政光　呂江　黃靜

摘 要：文章介紹了集散監(jiān)控系統(tǒng)在熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)集中供熱中的應(yīng)用，闡述了集散控制系統(tǒng)的重要性以及該系統(tǒng)的主要功能，并對(duì)集散控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后的節(jié)能效果進(jìn)行了比較分析。

關(guān)鍵詞：集散；監(jiān)控；供熱

中圖分類號(hào)：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）26-0058-02

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)速度加快，在城市配套設(shè)施建設(shè)即能源供應(yīng)系統(tǒng)、供水排水系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、郵電通訊系統(tǒng)、環(huán)保環(huán)衛(wèi)處理系統(tǒng)、防衛(wèi)防災(zāi)安全系統(tǒng)六大領(lǐng)域新技術(shù)、新理念的研究不斷涌現(xiàn)，本文重點(diǎn)討論集散監(jiān)控系統(tǒng)在熱電聯(lián)產(chǎn)城市集中供熱領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化供熱管理的途徑。

1 集散監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

換熱站是鏈接熱源和終端用戶極為重要的中間環(huán)節(jié)，其工作的安全性、可靠性直接影響熱源的生產(chǎn)安全及供熱安全和質(zhì)量，充分發(fā)揮換熱站的紐帶作用，具有十分重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。各個(gè)換熱站分布在各個(gè)小區(qū)，點(diǎn)多、面廣、分散是集中供熱換熱站的顯著特點(diǎn)。換熱站采用人工監(jiān)控，出現(xiàn)事故隱患時(shí)因操作人員素質(zhì)原因不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易造成設(shè)備事故。特別是各換熱站都獨(dú)立運(yùn)行，難以達(dá)到供熱系統(tǒng)整體最佳狀態(tài)，易造成熱力失衡，并且在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或氣溫發(fā)生劇烈變化時(shí)，系統(tǒng)熱平衡調(diào)整困難，影響供熱效果，且造成能源的極大浪費(fèi)。

2 集散監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案

2.1 系統(tǒng)簡介

熱電廠集散監(jiān)控系統(tǒng)由中心控制室、各換熱站和兩者之間的通訊線路組成。主要硬件有服務(wù)器、操作員站、換熱站控制器、ADSL、GPRS等組成。主要監(jiān)控的參數(shù)有：一、二網(wǎng)供、回水溫度、壓力、一網(wǎng)流量、一網(wǎng)調(diào)節(jié)閥開度、二網(wǎng)循環(huán)泵變頻器輸出電流、輸出頻率、室外溫度等，軟件使用亞控公司開發(fā)的組態(tài)王。

2.2 中心控制室

中心控制室設(shè)置2臺(tái)服務(wù)器、2臺(tái)操作員站、1臺(tái)A3激光打印機(jī)。服務(wù)器和操作員站均安裝組態(tài)王軟件。服務(wù)器及操作員站分別采用冗余設(shè)置，主機(jī)與從機(jī)相互備用，可無縫切換。換熱站運(yùn)行參數(shù)上傳到換熱站控制器、中心控制室。中心控制室根據(jù)實(shí)測參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析、調(diào)度、故障檢測與診斷，計(jì)算累計(jì)熱耗。換熱站內(nèi)安裝溫度傳感器、壓力變送器、超聲波流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等測控裝置。用來檢測和了解一、二網(wǎng)的運(yùn)行情況、故障診斷、系統(tǒng)平衡調(diào)整等。

2.3 通訊方式

各換熱站分布點(diǎn)多面廣，集散系統(tǒng)所需通訊較為復(fù)雜。可通過通訊運(yùn)營商現(xiàn)有資源，采用有線和無線兩種并用的通訊方式，解決了各換熱站與中心控制室之間的通訊難題。在電信基礎(chǔ)設(shè)施齊全的小區(qū)，采用ADSL線路，利用固定線路帶寬大、速度快、穩(wěn)定性高、無干擾的優(yōu)點(diǎn)，并由運(yùn)營商提供VPN通訊方式，組成廣域局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。在電信線路暫時(shí)無法到達(dá)的小區(qū)，可采用GPRS通訊方式，利用組網(wǎng)便捷、不受線路限制、資費(fèi)低等特點(diǎn)組網(wǎng)。換熱站控制器通過廣域網(wǎng)固定IP地址與服務(wù)器進(jìn)行雙向通訊。

2.4 系統(tǒng)優(yōu)勢

①可靠性：通訊方面具有先進(jìn)可靠的糾、檢、容錯(cuò)能力。②先進(jìn)性：采用先進(jìn)控制技術(shù)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，系統(tǒng)在滿足要求的前提下，盡可能簡單可靠，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。③成熟性：以實(shí)用為原則，采用成熟的經(jīng)過工程檢驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)。④開放性：采用開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)具有良好的兼容性、可擴(kuò)展性，避免系統(tǒng)互聯(lián)或擴(kuò)展的障礙。

3 集散監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

在以上基礎(chǔ)上建立的集散控制系統(tǒng)，除具備遠(yuǎn)程參數(shù)監(jiān)視、畫面顯示，如圖1所示。報(bào)表自動(dòng)生成并打印等基本功能外，指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，見表1。

同時(shí)因城市供熱的特殊性，根據(jù)供熱站點(diǎn)點(diǎn)多、面廣、分散、不便管理的特點(diǎn)，可新增以下功能：①根據(jù)室外溫度，自動(dòng)進(jìn)行氣候補(bǔ)償，調(diào)節(jié)二網(wǎng)供水溫度，根據(jù)用戶室內(nèi)溫度通過循環(huán)泵變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)二網(wǎng)循環(huán)流量。②在參數(shù)越限和設(shè)備故障下自動(dòng)報(bào)警，將畫面自動(dòng)切換到該換熱站工藝流程圖，同時(shí)視頻系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)切換至該換熱站，便于監(jiān)控人員及時(shí)處理。③與電廠內(nèi)MIS系統(tǒng)實(shí)施雙向通訊，可隨時(shí)監(jiān)視廠內(nèi)首站的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)方便熱源廠運(yùn)行人員根據(jù)熱網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。④將用戶供熱計(jì)量系統(tǒng)納入本集散控制系統(tǒng)，對(duì)用戶熱計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)掌握用戶室內(nèi)溫度和用熱量，便于熱網(wǎng)平衡調(diào)整和收費(fèi)管理。

4 集散控制系統(tǒng)實(shí)施效果分析

4.1 實(shí)現(xiàn)供熱動(dòng)態(tài)量化管理、節(jié)能減排

集散控制系統(tǒng)通過安裝在各個(gè)換熱站的一網(wǎng)流量計(jì)，可隨時(shí)了解整個(gè)系統(tǒng)的熱量分配情況。避免了以前只根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整，造成整個(gè)系統(tǒng)水力失衡的現(xiàn)象。實(shí)施集散監(jiān)控系統(tǒng)后，用戶室內(nèi)溫度在實(shí)施集散控制系統(tǒng)前在18～27 ℃之間，實(shí)施后室內(nèi)溫度控制在21～24 ℃范圍內(nèi)，避免了用戶冷熱不均的現(xiàn)象。

隨著我國城鎮(zhèn)化的飛速發(fā)展和采取集中供熱城市的不斷增多，集散控制系統(tǒng)不僅在供熱動(dòng)態(tài)量化管理方面發(fā)揮愈來愈重大的作用，而且在節(jié)能減排方面也將起到重要作用。通過1個(gè)采暖期的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，集散控制系統(tǒng)極大地節(jié)約了各項(xiàng)成本，用電成本降低10%，耗熱量降低16.67%。

4.2 提高安全運(yùn)行水平

經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)值班員，通過在集中控制室的監(jiān)控，各換熱站所有設(shè)備均在監(jiān)控范圍之內(nèi)，通過參數(shù)監(jiān)控和自動(dòng)報(bào)警可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。出現(xiàn)事故之后，可在集中控制室遠(yuǎn)方操作，及時(shí)將事故消滅在萌芽狀態(tài)，并可在第一時(shí)間通知搶修人員，及時(shí)修理設(shè)備，避免了事故擴(kuò)大，防止長時(shí)間停暖，保證系統(tǒng)平衡不被破壞，從而提高了供熱質(zhì)量和設(shè)備的安全運(yùn)行。

5 結(jié) 語

通過工業(yè)自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等工程的集散控制系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)熱源、換熱站、用戶的三級(jí)供熱控制平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)涵蓋了供熱的各個(gè)環(huán)節(jié)，為熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱解決了人員缺乏和熱網(wǎng)平衡等突出問題，并起到了很好的節(jié)能、高效的作用，實(shí)現(xiàn)集中供熱的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李紀(jì)峰.熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析與環(huán)保效益評(píng)價(jià)[D].大連：大連理工大學(xué)，2003.