談熱力站無人值守改造

聶 夏 洪

(太原市熱力公司東山分公司，山西 太原 030013)

談熱力站無人值守改造

聶 夏 洪

(太原市熱力公司東山分公司，山西 太原 030013)

對太原市熱力公司東山分公司集中供熱系統(tǒng)中熱力站的無人值守改造進行了分析，闡述了對熱力站無人值守改造過程中制定方案及具體實施改造的過程，指出通過熱力站無人值守改造，實現(xiàn)了整個公司熱網(wǎng)流量的均勻調(diào)節(jié)，同時保證熱力站無人情況下能夠有效的安全運行，既節(jié)約了成本，又達到了良好的供熱效果。

熱力站，無人值守，均勻調(diào)節(jié)，供熱效果

0 引言

隨著城市化的發(fā)展和北方愈加嚴(yán)峻的環(huán)境形勢，集中供熱模式在北方的冬季供熱中所占比重越來越大。集中供熱系統(tǒng)中熱源和熱網(wǎng)部分的運行方式不斷地向著自動化程度更高的方向發(fā)展。我公司熱力站的無人值守方案一直在積極推進著。熱力站的無人值守不僅會方便公司對集中供熱的有效管理，同時也會在節(jié)約能源，節(jié)約成本方面起到巨大的作用。下面就以太原熱力公司東山分公司(以下簡稱東山分公司)為例，就熱力站的無人值守改造作一個綜述。

1 公司現(xiàn)狀

東山分公司現(xiàn)有熱力站145座，其中78座為有人值守站、67座為無人值守站。無人值守站由巡站人員每日按劃片要求對熱力站設(shè)備及運行狀況進行巡視；有人值守站需要配備制水人員，負責(zé)熱力站制水、觀察設(shè)備運轉(zhuǎn)及庭院網(wǎng)失水情況，并接受指令進行站內(nèi)相關(guān)調(diào)節(jié)等。

雖然東山分公司已有一部分的熱力站實現(xiàn)了無人值守，運營成本較之前已有了很大的改善，但自動化水平仍舊偏低，全網(wǎng)熱力平衡難以調(diào)節(jié)到位。在目前大規(guī)模擴網(wǎng)，自動化水平逐年提高的形勢下，這種傳統(tǒng)的運作模式已不能很好的適應(yīng)。東山分公司于2015年—2016年期間大規(guī)模擴網(wǎng)后，新的熱源和熱網(wǎng)已經(jīng)基本確立了，但是整個熱網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建成年代不統(tǒng)一，導(dǎo)致了熱力站的自動化系統(tǒng)的軟硬件不統(tǒng)一，通訊方式不統(tǒng)一等等，從而影響了熱網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，為此東山分公司計劃進行所有熱力站的無人值守改造，提高自動化控制的水平，改善供熱效果。

2 方案定制

全網(wǎng)熱力站無人值守運行模式是以熱網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)和熱力站實時遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)為主，輔以運行人員巡視來實現(xiàn)熱力站安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。為此，東山分公司需對所有熱力站的制水及補水系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)，通訊部分進行改造、增設(shè)和完善。將全部熱力站進行集中制水和補水改造，完善熱力站自動控制功能，熱網(wǎng)全網(wǎng)平衡控制等功能，并為所有熱力站安裝監(jiān)控系統(tǒng)，通過以上手段集中完成對所有熱力站的集中管理。

以下為具體方案內(nèi)容。

2.1 熱力站自動化控制系統(tǒng)改造及新建中央控制室

2.1.1 熱力站區(qū)域劃分

東山分公司管轄的145座熱力站地點分布比較分散，為了便于管理我們按不同熱源對145座熱力站進行區(qū)域劃分，分為5個中心片區(qū)，分別為：白龍廟站片區(qū)、養(yǎng)馬場站片區(qū)、迎澤開發(fā)站片區(qū)、中正站片區(qū)、東華苑站片區(qū)。其中這五個站作為各自中心片區(qū)的中心站，每個中心站配備兩臺電腦，一臺為熱力站現(xiàn)場運行監(jiān)控視頻，一臺為熱力站實時數(shù)據(jù)監(jiān)控。5個中心片區(qū)所有的熱力站現(xiàn)場監(jiān)控畫面和熱力站運行實時數(shù)據(jù)都會傳輸回中央控制室顯示。東山分公司中央控制室平臺負責(zé)監(jiān)控全部熱力站的運行情況；每個中心站負責(zé)所轄熱力站視頻信號的接收和管理。各片區(qū)中心站分別需配備設(shè)備包括：服務(wù)器1臺，液晶電視1臺，視頻監(jiān)控管理平臺1套，交換機1臺，操作臺1個，UPS電源以及其他輔件1套。

2.1.2 新建中央控制室

中央控制室選址在新辦公樓調(diào)度室，中央控制室實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集、分析及命令發(fā)布和下達。中控室配備服務(wù)器、電腦、大型LED屏分別用于全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)發(fā)布以及監(jiān)控所有熱力站的實時運行情況。

2.1.3 更換老舊設(shè)備

由于每個熱力站要采集的實時數(shù)據(jù)包括一二次網(wǎng)供回水溫度、一二次網(wǎng)供回水壓力、循環(huán)泵變頻的給定與反饋、補水泵啟停的狀態(tài)、一次網(wǎng)回水流量、水箱液位、二次網(wǎng)補水的瞬時和累計流量等數(shù)據(jù)，同時要對一次網(wǎng)回水電動閥的開度，補水泵的啟停進行可控，因此需要對熱力站既有自動化控制設(shè)備進行統(tǒng)一更換改造。包括：更換所有熱力站內(nèi)年代久遠的自控柜、電動閥體執(zhí)行器、一次網(wǎng)回水流量計、一二次網(wǎng)壓力變送器、一二次網(wǎng)溫度變送器等損壞或讀數(shù)偏差較大的自動化設(shè)備。同時，對以前沒有自控設(shè)備的熱力站，新增了統(tǒng)一的自動化設(shè)備。這樣所有熱力站的自動化硬件設(shè)備都得到統(tǒng)一化，為熱網(wǎng)自動化控制提供了基礎(chǔ)。圖1即為某個單系統(tǒng)熱力站系統(tǒng)運行模式以及要采集的數(shù)據(jù)。

2.2 熱力站制水及補水系統(tǒng)改造

東山分公司管轄集中供熱范圍內(nèi)熱源共有4個，分別為華能東山電廠(下設(shè)1號、2號兩個隔壓站)、東山熱源廠、大唐第二熱電廠、城南熱源廠?？紤]華能東山電廠、第二熱電廠及城南熱源廠的補水能力，其所供熱力站除將華能東山電廠高溫網(wǎng)所供2座熱力站(優(yōu)山美地、府東6棟)和二供暖所供2座熱力站(中北能源1號、2號)改造為一補二熱力站外，其余不做改造，保留熱力站分散制水模式，并將站內(nèi)手動軟化設(shè)備改造為自動制水軟化設(shè)備(優(yōu)先考慮利用改造熱力站內(nèi)的舊有設(shè)備)；東山熱源廠和1號、2號隔壓站所供熱力站全部改造為一補二，實行集中補水方式，集中補水點分別設(shè)置在東山熱源廠和1號、2號隔壓站。

2.3 熱力站監(jiān)控系統(tǒng)安裝

熱力站若無人值守以后，除了了解運行的實時數(shù)據(jù)之外，同時也需要保障無人值守?zé)崃φ驹O(shè)備設(shè)施的安全，為此擬在各個熱力站內(nèi)安裝監(jiān)控設(shè)備。以單系統(tǒng)站為例，選取在熱力站內(nèi)和配電室內(nèi)分別安裝一個球型攝像機，然后在熱力站大門口安裝一個槍型攝像機，這樣我們既能保證熱力站內(nèi)設(shè)備的安全，同時也能對站內(nèi)主要運行設(shè)備，如循環(huán)泵，補水泵，換熱器以及變頻器等進行直接視頻監(jiān)控。

2.4 通訊方式的選取及設(shè)備安裝

熱力站的無人值守改造中，通訊部分的改造也尤為重要。通訊部分肩負著將熱力站運行的實時數(shù)據(jù)以及站內(nèi)實時視頻回傳中央控制室，同時也接受著中央控制室發(fā)出的指令來調(diào)節(jié)所有熱力站的正常穩(wěn)定運行。改造之前我們的舊熱力站使用的是無線GPRS通訊方式，盡管這種方式維護成本費用偏低，設(shè)備安裝簡單，但是在使用的幾年間，我們很多新建熱力站為高層建筑的地下室，通訊信號差使得大部分建在地下室的熱力站的傳輸出現(xiàn)問題，這對于我們的調(diào)節(jié)帶來很多不便。此次改造，為了能達到較好的效果，我們的數(shù)據(jù)傳輸采用由運行商接入網(wǎng)絡(luò)，點對點引入光纖有線接入方式，將各個熱力站PLC內(nèi)運行數(shù)據(jù)和站內(nèi)實時監(jiān)控畫面分別傳輸?shù)剿鶎倨瑓^(qū)中心站及中央控制室。

3 無人值守系統(tǒng)調(diào)試工作

3.1 熱力站調(diào)試工作

首先，我們對熱力站的MOX可編程觸摸屏控制器以及接入其控制柜內(nèi)的各個溫度，壓力變送器，電動閥，流量計接線進行校驗，同時對循環(huán)泵變頻器和補水泵接入控制柜內(nèi)的接線進行校驗，合格后，即可在我們所使用的MOX可編程控制器內(nèi)下載相應(yīng)程序。

其次，我們使用的MOX可編程控制器是具有觸摸屏可視化

的控制器，這對接下來的調(diào)試工作帶來了很大方便。校驗完畢后，可以在屏幕上很直觀的看到溫度變送器，壓力變送器顯示的值，并和現(xiàn)場壓力表和溫度表進行比對，偏差大的做下記錄。接下來我們對循環(huán)泵變頻器和補水泵的控制及反饋信號在屏幕上進行核對，如果程序?qū)?yīng)，接線正確，則控制及反饋信號都可以顯示在觸摸屏上，反之繼續(xù)檢查接線和程序。最后，我們對電動閥，流量計，補水表和一補二補水系統(tǒng)的電磁閥在觸摸屏上進行實驗，看這些設(shè)備是否正常，并作相應(yīng)記錄。

最后，對站內(nèi)監(jiān)控設(shè)備進行調(diào)試，將每個監(jiān)控攝像機都調(diào)出圖像，并將槍型攝像機位置調(diào)至合適。

3.2 通訊系統(tǒng)調(diào)試

通訊公司負責(zé)著所有熱力站，中控室，中心站設(shè)備的安裝和光纖進入，并負責(zé)將熱力站、中心站、中控室的數(shù)據(jù)傳輸連接起來。

3.3 中控室和中心站的調(diào)試

熱力站的所有運行數(shù)據(jù)將通過調(diào)試好的光纖直接傳輸?shù)街醒肟刂剖?，中央控制室再分別將五個片區(qū)的運行數(shù)據(jù)和實時監(jiān)控畫面?zhèn)鬏敾匚鍌€片區(qū)中心站。中控室使用的是scada監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)我們要對每個熱力站的電動閥進行可調(diào)，同時要實現(xiàn)對熱力站內(nèi)MOX控制柜內(nèi)所有數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。最后所有的站內(nèi)監(jiān)控設(shè)備都會傳輸回中控室，我們可以在監(jiān)控室的大屏幕內(nèi)調(diào)取查看任何一個站的實時運行數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面。

4 結(jié)語

熱力站無人值守改造由于涉及的熱力站比較多，時間緊，所以改造過程中難免出現(xiàn)紕漏，但是我們總的目標(biāo)就是要實現(xiàn)以下功能：

1)調(diào)度可以在中央控制室內(nèi)及時的監(jiān)測整個熱網(wǎng)的運行參數(shù)，對整個無人值守?zé)崃φ鞠到y(tǒng)可以一目了然地進行實時監(jiān)控，取代以往熱力站值班人員每4 h的例行報參數(shù)。

2)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可以在運行期內(nèi)，通過監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的程序?qū)Χ鄠€熱源和熱網(wǎng)分布情況不同等進行分析后作出決斷，自動調(diào)節(jié)各個熱力站的電動閥門，均勻調(diào)節(jié)流量，消除冷熱不均，達到平衡熱網(wǎng)的作用。

3)調(diào)度可以及時通過數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面對熱力站的故障做出決斷，通過分析各類警報數(shù)據(jù)，及時準(zhǔn)確到位的調(diào)度各類檢修人員，可實現(xiàn)無人值守的安全運行，從而保障整個熱網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

[1] 劉文定，趙慶生.集中供熱熱力站微機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].電力自動化，1995(4)：13-15.

[2] 崔耀華.集中供熱全網(wǎng)平衡軟件工程的應(yīng)用[J].區(qū)域供熱，2012(4)：57-60.

Discussion on unattended transformation of thermal power station

Nie Xiahong

(DongshanBranch,TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030013,China)

This paper analyzed the unattended transformation of thermal power station in central heating system of Dongshan branch, Taiyuan heating power company, elaborated the scheme and specific implementation transformation process in unattended transformation process of thermal power station, pointed out that through the unattended transformation of thermal power station, realized the uniform regulating of heating network flow of entire company, at the same time ensured the effective safe operation of thermal power station under unattended situation, not only save the cost, also achieved good heating effect.

thermal power station, unattended, uniform regulation, heating effect

1009-6825(2017)22-0255-02

2017-05-23

聶夏洪(1980- )，男，工程師

TU271.2

A