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热力站实时运行管理系统

供稿:北京硕人时代科技有限公司 2003/11/24 0:00:00

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  • 关键词: 热力站实时运行管理系统 区域供热
  • 摘要:改革开放以来,一些热力公司或区域供热小区的供热面积、供热技术、供热设备、运行管理等都得到了空前的发展。最大的供热系统供热面积已发展到4200多万m2,换热站1000多座;系统由直接连接改为间接连接的供热方式、采暖和生活热水的串并联连接方式等,扩大了供热面积,改善了供热品质;采用了先进的供热设备如:板式换热器、蝶阀、立式水泵、自力式流量控制器、整体式组装换热机组、变频定压补水装置、热网系统运行参数集中监测等,所有这些设备和技术都使得供热效果、节能、系统的可靠运行程度、运行管理得到了很大程度地提高。 但是,随着热力公司逐步走向市场,“热”以商品的形式出现在市场上。

1.1 前言  改革开放以来,一些热力公司或区域供热小区的供热面积、供热技术、供热设备、运行管理等都得到了空前的发展。最大的供热系统供热面积已发展到4200多万m2,换热站1000多座;系统由直接连接改为间接连接的供热方式、采暖和生活热水的串并联连接方式等,扩大了供热面积,改善了供热品质;采用了先进的供热设备如:板式换热器、蝶阀、立式水泵、自力式流量控制器、整体式组装换热机组、变频定压补水装置、热网系统运行参数集中监测等,所有这些设备和技术都使得供热效果、节能、系统的可靠运行程度、运行管理得到了很大程度地提高。 但是,随着热力公司逐步走向市场,“热”以商品的形式出现在市场上。近年来随着国民经济的迅速发展,环保意识的增强,产业结构的调整,在供热领域中出现了多种能源并存,相互竞争的局面,集中供热受到了燃油、燃汽、电采暖等多种供热形式的挑战,因此热力公司必须在确保用户供热品质的前提下,提高供热系统的技术管理水平,降低供热运行成本。只有提高供热系统的技术含量,才能实现降低运行成本,达到节能的目的。技术含量愈高,节能的效果愈明显。而对已有的供热系统,提高供热系统的技术水平,最根本的是提高系统的运行管理水平。 供热系统由热源、一次网、热力站、二次网、用户系统组成。作为基层的供热运行管理部门,主要是管理热力站、二次网、用户系统部分,而这三个方面是供热的直接对象。越来越多的人已经认识到:如果热力站内系统的运行参数不能准确地了解,用户冷暖不能做到“心中有数”,系统运行能耗、电耗是否过大等等,这一系列的问题都是这些基层供热运行管理部门的头等大事,也将直接影响热力公司或其它区域供热小区供热管理部门进入市场条件下的生存情况。因此,我们提出“热力站实时运行管理系统”,主要是解决这方面的问题。虽然该系统在供热行业内并不一定非常先进,但是力求使它成为一个非常适用、稳定可靠、简单易学的管理系统。1.2 热力站实时运行管理系统介绍1) 组成  热力站实时运行管理系统分为实时监控系统和实时管理系统。热力站实时运行管理系统是将每个热力站的运行参数、用户的供热情况、管网的拓补结构、检修记录、用户的收费情况等方面综合起来的管理系统,有别于目前的热网计算机监控和管理系统。对于某些热力公司所管辖的一个庞大的供热系统而言,热力站高达几百座,可以采取所属分公司管辖供热范围组成一个“热力站实时运行管理系统”。  实时监控系统由中央管理工作站、现场控制机(RTU)、通讯网络系统、以及温度、压力、流量传感器和控制执行机构组成。实时管理系统对热力站的运行参数、热用户的供热情况进行管理,同时将一次网管线、热力站的各项设备、图表、检修和大修记录、二次网管线、用户管理等内容一并用图表、文字说明的形式,直观简捷地显示在屏幕上。  热力站实时运行管理系统采用分布式计算机监控系统。目前在国内,对于供热系统的计算机监控方式,有两种不同的思路:一种是采用中央集中式监控方法;另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。前一种方法是中央独揽大权,热力站机组只有测试仪表和执行机构,它的功能只是参数的下情上达和指令的上情下达,本身没有自动调控的决策功能。这种方法对软件的功能要求比较高,当热电厂不是“以热定电”即当热电厂供热量不足时,能进行流量的均匀调节,但其灵活性差,局部故障容易影响全局的正常运行。第二种方法,即中央与就地分工协作监控方法,其供热量的自动调节决策功能完全“下放”给就地的热力站机组,中央控制室只负责全网参数的监视以及总供热量、总循环流量的自动调控。这种方法比较灵活,故障率少,容易适应热网不同建设期的需要,国外多数采用这一种方式。  热力站实时运行管理系统采用的控制策略就是第二种方式,即为:中央监测、现场控制。中央管理工作站仅负责检测显示热网参数;每个热力站独立地工作,互不干扰。即使某一个换热站出现故障也不会影响其它换热站的正常工作。2) 功能  目前的供热系统一般都存在以下几个方面的问题:  系统水力工况、热力工况失调现象难以消除,造成用户冷热不均;   供热参数没能在最佳参数下运行,供热量与需热量不匹配;   故障发生时,不能及时地诊断报警,影响供热系统的可靠运行;   各换热站数据不全,难以实现量化管理;   而热力站实时运行管理系统正好可以解决上述问题。概括起来,它可以实现如下五个功能:  及时检测热网运行参数,了解系统工况;   在各换热站安装遥测仪表,热网运行的调度室就可以掌握各换热站的水压图和温度分布状况,对运行工况能做到“情况明朗,心中有数”,不致使系统调节处于盲目状态。实现计算机自动检测,可通过遥测系统全面及时地测量各换热站的温度、压力、流量、热量等参数。由于在各换热站安装了“眼睛”,运行人员即可“居调度室而知全局”,不需对每个换热站进行巡视。全面了解各换热站的运行工况,是一切调节控制的基础。  均匀调节流量,消除冷热不均;   对于一个大型而复杂的供热系统,消除每个换热站和二次网水力失调的工作,不是单靠系统投运前的一次性调节就能一蹴而就的。这样,系统在运行过程中,经常性的流量均匀调节是必不可少的。热力站实时运行管理系统随时测量热力站或热用户的回水温度或供回水平均温度,通过电动调节阀实现温度调节,达到流量的均匀分配,进而消除冷热不均的现象,保证末端用户的室温。  合理匹配工况,保证按需供热;   供热系统出现热力工况失调,冷热不均的现象,除因水力工况失调外,还有一个重要因素,即系统的总供热量与当时室外温度下的总热负荷不一致,对每一个换热站来说,在室外温度不等于-9° C(-9° C为设计条件下的室外温度)时,换热站的供热量与热用户对室外的散热量不匹配,从而造成全网平均室温偏高或偏低。当“供大于需”时,供热量浪费;当“需大于供”时,影响供热效果。在手工操作中,保证按需供热是相当困难的。  热力站实时运行管理系统可以通过软件开发,配置供热系统热特性识别和工况优化分析程序,根据前几天供热系统实测的供回水温度、循环流量和室外温度,预测当天的最佳运行工况匹配,进而对各热力站实行直接自动控制或运行指导。  及时诊断系统故障,确保安全运行;   目前,目前的供热系统在各换热站尚无完备的故障诊断系统,系统故障常常发展到相当严重的程度才被发现,既影响了正常供热,也增加了检修难度。  热力站实时运行管理系统可以配置故障诊断专家系统,通过对各热力站的运行参数进行分析,即可对各换热站、热用户中发生的泄漏、堵塞等故障进行及时诊断,并指出故障位置,以便及时检修,保证系统安全运行。  健全运行档案,实现量化管理;   由于热力站实时运行管理系统可以建立各种信息数据库,能够对运行过程中的各种信息数据进行分析,根据需要打印运行日志、水压图、水耗、电耗、供热量等运行控制指标。尤其是在目前热量计费呼声很高,大范围地实现按户计量热量几乎不可能的情况下,热力站实时运行管理系统能对已有的供暖建筑物,先实现按热力站供热计量收费,进一步实现每一栋楼计量收费。 热力站实时运行管理系统还可以存贮、调用供回水温度、室外温度、室内平均温度、压力、流量、故障记录等历史数据,以便查询、研究。  热力站实时运行管理系统还包括以下物理内容:  热力站部分:热力站名称及管理性质、简历、工艺流程图、系统图、一次户线示意图、主要设备及材料明细表、大修记录等;   用户部分:二次网平面图、供热范围、热用户明细表、供热合同明细、用户收费情况等;   主要设备及材料库:水泵、加热器、电控柜、阀门、水处理设备、变频器等。 1.3 中央管理站1)主要硬件设备  计算机、打印机、UPS稳压不间断电源、模拟屏等。2) 功能(1)热网系统运行参数和各热力站循环水泵状态的实时检测与显示  显示热网及换热站内运行参数包括:一次网供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、过滤器前后压差、流量、电动调节阀阀位;二次网供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、恒压点压力、供水温度开关、流量、过滤器前后压差、软化水箱水位、循环水泵启停控制及状态、补水泵启停控制及状态、循环水泵运行频率、补水泵运行频率、补水流量、室外温度等。 显示二次网及用户的运行参数包括:典型用户入口的供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、循环流量、用户室内温度;末端用户入口供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、循环流量、用户室内温度等。(2)数据统计处理、数据管理与检索  对上述采集到的数据进行统计、归纳、整理,为管理提供可靠依据。(3)热网工况报表及热量统计报表打印  热网工况包括水力和热力工况。水力工况为压力和流量的分布状况,热力工况为温度和热量的分布状况。热量统计既可以是一个换热站的热量,也可以是一栋建筑物的热量,为以换热站或建筑物为单位进行热量收费提供依据。 (4)热网水压图显示  水压图是用来研究热网水压分布的重要工具。通过水压图,可以确定:管道上任意一点的压力、散热设备处的压力、热用户的资用压头、管段的比摩阻、循环水泵的扬程等。(5)图档管理显示  热力站部分:热力站名称及管理性质、简历、工艺流程图、系统图、一次户线示意图、主要设备及材料明细表、大修记录等;  用户部分:二次网平面图、供热范围、热用户明细表、供热合同明细、用户收费情况等;

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