计算机供热远程系统.doc

计算机供热远程系统0 引 言自国家提出“节能减排”目标以来，大量低效率的小型供热锅炉被拆除，高效率的集中供热方式在城市的普及程度得到了进一步的提高。随着城市供热集中化的进一步发展，越来越多的专业人士已经认识到：热网系统的运行参数能否准确及时地采集和控制，用户采暖情况能否及时了解，系统运行能耗、电耗及补水量是否过大等一系列问题都是基层供热运行管理部门所关心的大事，也会直接影响热力公司在市场条件下的运营情况。本文以邢台市集中供热系统中计算机远程测控技术的应用为例，对解决以上问题进行了分析。l 工程实例随着邢台市的城市建设和经济发展规划，邢台市集中供热热用户不断增加、热用量不断加大，为了更有效地对每个换热站、热网管道进行管理，邢台热力公司采用了计算机热网监控系统(见图1)对整个热网进行管理。11换热首站控制原理邢台市集中供热的主要热源来自邢台电厂热电联供的二次蒸汽，热力公司设置换热首站(即主换热站)将蒸汽转换为一次热网的高温热水。在实施计算机监控后，热力公司将数据监控中心设在换热首站，其下属的各换热站将数据传递至首站中控室，由首站调度对换热站数据进行监控，统一调整各站参数和管网平衡。首站数据监控中心主要由服务器和管理工作站组成。服务器实时从现场控制器采集数据以保证其数据库的不断更新，同时向现场控制器发送控制和参数设置指令。操作员从数据监控中心可以非常方便地得到热力站的运行数据并向热力站下达指令。111数据传输数据监控中心采用ADSL方式与Intemet公网连接，采用公网固定IP或域名(见图2)。计算机监控系统基本结构中的测量传感器(温度、压力、液位或流量等)对被控对象进行检测，把被控量转变成统一的电信号，经模数转换器转变成数字信号送入过程控制器(工控机或PLC)内。在所有的自控系统中，有线网络是最常用的网络。但对于热网系统来说，由于系统多分布在市区内，且距离较远，敷设通信电缆非常困难，所以一般较少采用。而计算机监控系统避免了有线电缆的架设，为热力公司节省了大量的人力物力，对整个公司的工作效率和管理水平起到了很大程度的推动和提高，取得了良好的经济效益。112数据监控中心主要功能1)数据采集、显示及存储热网数据监控中心可以实时采集各热力站的运行参数及运行状态(见表1)，对重要参数进行实时及历史曲线记录，并依据不同运行参数的变化快慢和重要程度建立实时和历史数据库。另外，存储原始数据供系统分析使用，并定期对历史数据进行备份。JY-RTU6640-M带RS232、RS485(232也转为485的情况下，可以有两路485)；内置大容量SPI-flash(容量可选1Mbit-64Mbit)，实现数据的长时间本机保存（需定制）；6路AD仿真量输入(12位)，输入电压为0-30V，也可以测量4-20mA工业电流信号；6路继电器输出控制、4路光耦输入输出控制(输入和输出的位数自选)；内置RTC，掉电可自动计时，定时定点唤醒，需定制；高效的电源管理设计，在对功耗要求严格的场合，实现低功耗节能，延长工作时间，需定制；传输支持多种协议，我公司自定协议和Modbus协议(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；Modbus从机工作模式：标准从机、从机主动回传；Modbus主机工作模式：标准主机、主机不巡检；数据远程传输支持GPRS、以太网等；2)水力、热力工况及经济运行分析根据热网的运行参数进行各热力站及全网的能耗、失水量统计得到一次管网水压图，并据此指导运行人员和巡检人员进行合理的调整和处理，也可通过主机直接修改各站的参数，达到经济运行的目的。3)故障诊断和报警功能系统能够对热网、热力站和通讯系统故障进行分析诊断并发出报警。所有的报警信息均存入报警数据库，可对报警信息进行排序和检索。4)地图导航监控和自动控制通过邢台市地图导航，对分布在地图上各热力站数据进行监视、分析和计算，根据具体情况对热力站可控设备进行远程操作(如泵的启停、阀门的开关告)，还可对各热力站的控制参数及控制曲线等在进行修改后下传到各热力站现场控制机，现场控制机会按修改后的参数自动运行。12各换热站控制原理热力站现场控制设备分布在各个热力站，它是以现场控制器为中心组成的一、二次网多参数实时采集和流量闭环控制系统。既可以在热力站现场进行调控操作独立运行，也可执行数据监控中心的调控指令运行。1)对热网各运行参数进行实时监控及采集(如图3)：一次管网供回水压力和温度、二次管网供回水压力和温度、室外温度、一次管网供热量、二次管网补水流量、水箱液位、一次管网供水电动调节阀阀位、变频电机运行频率、泵的运行状态及电机等的故障状态等。2)根据气象环境和负荷的变化按预先设定的控制策略对热网中的泵和调节阀进行自动调节，实现换热机组或热力站的完全自动控制。2系统效益分析计算机监控系统的应用实现了供热的智能化管理及人力和能源的节约，解决了过去集中供热中的诸多问题：1)使“无人值守热力站”变成现实，节约了热力公司的人力资源、解决了一到供暖期热力公司人员就异常紧张的问题。以邢台市为例，邢台市热力公司共有130多个换热站，一般供暖期需要2名工人轮换值守，即总共需要260多名分站值守工作人员。以每人每天值班费30元计算，在实行了供热监控、“无人值守站”以后，热力公司一个供暖季大概可以节约值班费用接近100万元。2)对用户及环境温度进行实时监测，能够及时根据温度和其它实际情况进行供热调节，在提高了供热的舒适度和满意度的同时最大程度上实现了节能。在实际运行中，由于供热监控系统同时进行室外温度和室内温度数据的采集，因而能够在保证用户供热效果的前提下，依据室外温度具体变化趋势，进行水温和流量调节。在数据监控中心实施对每个热力站统一发送分区段调整采暖供水温度设定值的方式，节能近20(见表2)，节能效益非常可观。3)能及时检测到庞大的供热系统的各种故障并作出及时反应，提高了热网运行的安全性及稳定性。监控系统可以根据热网的水力、热力运行工况进行分析，解决水力、热力失调现象，同时如果系统出现大量漏水、