換熱站系統(tǒng)應(yīng)用問題對策研究

【摘 要】本文介紹了換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的原理及應(yīng)用，并展望發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】換熱站監(jiān)控;構(gòu)成原理;應(yīng)用對策

1.換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的背景

隨著國民經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展，我國的城市集中供熱規(guī)模也正在不斷的擴大。集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能、環(huán)保措施，因為它使供熱方式從小鍋爐房的直接供熱轉(zhuǎn)變成為大型熱源廠的間接供熱，而換熱站作為熱源廠與用戶的中間環(huán)節(jié)，其工作安全性、可靠性直接影響著熱源鍋爐的安全穩(wěn)定和節(jié)能降耗以及供熱質(zhì)量。

目前，換熱站大都采用人工監(jiān)控，這具有一定的缺點：一方面浪費了人力，另一方面在出現(xiàn)事故隱患時，如果操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)問題就容易造成設(shè)備事故。同時，由于個換熱站都是獨立運行的，難以達到供熱系統(tǒng)整體的最佳狀態(tài)，容易造成熱力失衡，從而影響供熱效果，導(dǎo)致能源極大浪費，特別是集中供熱管網(wǎng)的線路覆蓋地域范圍大，動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時性要求高，并且換熱站處于城市中心，難以架設(shè)電纜，要做到實時連續(xù)監(jiān)測管網(wǎng)、線路的中間站及用戶端的各項數(shù)據(jù)，提高中央調(diào)度室的監(jiān)控能力，靠過去傳統(tǒng)的辦法是難以滿足要求的。

為了滿足工業(yè)供熱的發(fā)展和供熱用戶的要求，我公司集中供熱采用換熱站監(jiān)控系統(tǒng)，以期達到供熱現(xiàn)代化管理的目的。應(yīng)用計算機實施集中控制和科學(xué)的量化管理，是供熱管網(wǎng)設(shè)備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的必要條件，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)換熱站運行的動態(tài)跟蹤監(jiān)視，并通過遠程數(shù)據(jù)的自動獲取，進行集中調(diào)動和控制。有了計算機的實時監(jiān)控可以及時準確的判斷出是在供熱系統(tǒng)中哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的，是設(shè)備故障、管網(wǎng)的損壞，還是用戶人為造成的管網(wǎng)漏氣而導(dǎo)致的，從而進行處理。

2.換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的介紹

換熱站監(jiān)控系統(tǒng)將換熱站的有人值守、手動運行轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人職守全自動運行。同時，建立監(jiān)控中心（MCC），與換熱站監(jiān)控系統(tǒng)（RTU）共同組成微機熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）。該微機熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)將實時。全面的顯示換熱站的運行情況，并監(jiān)測各種參數(shù)，提供熱源調(diào)節(jié)處理外網(wǎng)變化的依據(jù)，它還是熱源和外網(wǎng)安全、可靠、高效經(jīng)濟運行的保證。

系統(tǒng)構(gòu)成原理：

鍋爐房的高溫水通過供水管送至各換熱站的換熱器的一次側(cè)，完成換熱后通過回水管送回鍋爐房。通過一次網(wǎng)電動閥調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量，改變換熱器二次側(cè)供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)）；對于用戶熱負荷相對穩(wěn)定的系統(tǒng)，循環(huán)泵多采用定流量控制；根據(jù)二次網(wǎng)定點的壓力對補泵采用位式控制。

控制器、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)及通訊模塊組成熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的遠程終端站（RTU），RTU通過與其相連的儀表和執(zhí)行機構(gòu)，完成對換熱站及其他現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、控制功能。控制器與電氣控制柜及工藝配合實現(xiàn)熱力站的全自動控制，能夠安全啟停機組，達到無人值守。

3.換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

換熱站監(jiān)控中心（MCC）是整個監(jiān)控系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，具有整體協(xié)調(diào)、遠程控制和調(diào)度功能。它將采集現(xiàn)場過程的數(shù)據(jù)，通過通訊網(wǎng)絡(luò)（WAN）這條連接各換熱站與監(jiān)控中心的橋梁和紐帶，對數(shù)據(jù)進行傳輸。換熱站監(jiān)控中心（MMC）實現(xiàn)對換熱站的監(jiān)測、控制、管網(wǎng)分析、故障診斷、報警、報表、打印、歷史數(shù)據(jù)處理、趨勢顯示等功能，并且對各個換熱站的設(shè)備參數(shù)進行遠程下載與控制，以確保熱網(wǎng)高效經(jīng)濟運行。其中控制中心還具有數(shù)據(jù)庫檢索與分析功能，調(diào)度中心把各換熱站采集來的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫除供歷史報表打印、數(shù)據(jù)終端檢索外，還要定期或不定期進行數(shù)據(jù)分析。

我公司換熱站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場采集和顯示的數(shù)據(jù)有：室外溫度、換熱機組一、二次側(cè)供回水溫度、壓力，補水流量、軟化水箱及污水池的水位，地面液位信號、循環(huán)泵、補水泵的運行狀態(tài)、調(diào)節(jié)閥開度、溫度報警等，以上信號在監(jiān)控中心都可以實時監(jiān)視，并且可以對循環(huán)泵、補水泵、排污泵、電動調(diào)節(jié)閥等運行狀態(tài)進行實時控制。

換熱站監(jiān)控中心可采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、實現(xiàn)對換熱站的監(jiān)測和控制，管網(wǎng)分析、故障診斷、巡檢人員的考勤情況、打印報表、歷史數(shù)據(jù)處理、趨勢顯示、實時參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)在網(wǎng)上發(fā)布給授權(quán)用戶等功能，以及對各換熱站設(shè)備參數(shù)進行遠傳下載與控制，熱網(wǎng)監(jiān)控中心可實現(xiàn)循環(huán)泵、補水泵、排污泵的啟停等控制，以確保高效經(jīng)濟運行。

三大突破：（1）公司是一家將VPN傳輸方式應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中的供熱企業(yè)。VPN是專用的局域網(wǎng)，可以實現(xiàn)換熱站監(jiān)控中心對換熱站的控制，它的特點是安全性強，不易被攻擊。（2）參數(shù)的實時性。在采用VPN數(shù)據(jù)傳輸以前，參數(shù)的上報都是由人工完成的，所以實時性較差，而在應(yīng)用換熱站監(jiān)控系統(tǒng)后，我們可以實時監(jiān)控各種運行參數(shù)。（3）可以在VPN上傳輸影象。公司在各換熱站安裝了攝像頭，通過VPN傳輸，可以隨時監(jiān)控到各換熱站站內(nèi)的運行情況。

各換熱站（RTU）具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、通訊、自診斷、日歷時鐘和帶電插拔、人機界面組態(tài)等功能。它是利用控制器與電氣控制柜及工藝配合實現(xiàn)熱力站的全自動控制，實現(xiàn)安全啟停機組，達到無人值守?zé)崃勘砜梢詫崟r顯示換熱站所用的累積熱量、瞬時熱量、累積流量、瞬時流量，累積工作時間、故障時間等參數(shù)。換熱機組加熱量表后，對精確的計算所用的熱量提供了可靠的保證，尤其對成本核算提供了可靠的依據(jù)。監(jiān)視器則可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的工作情況和運行情況， 對無人值守提供了保證。

在運行管理上，我們采用各換熱站巡檢制度，要求巡檢人員每2個小時到換熱站一次，巡視站內(nèi)設(shè)備及填寫各種參數(shù)，并作電子考勤，在控制中心可以記錄下巡檢人員到站的時間及工號。

中央監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下特點：可實現(xiàn)按需供熱，解決熱惰性遲緩問題。

3.1各種參數(shù)的實時性

以往，我們公司是依靠人工上報參數(shù)，實時性較差，現(xiàn)在我們可以實時監(jiān)控各種運行參數(shù)。

3.2供熱質(zhì)量的一致性

由于電腦進行計算、分析，可以保證各個換熱站的供熱質(zhì)量，實現(xiàn)熱工狀況的平衡，達到調(diào)節(jié)均衡供熱。

3.3人員的高效性

這套設(shè)備投入運行，減少了人員，避免了人員在一個站內(nèi)枯燥運行模式，使運行人員能有工作場所的變化，提高了人員的高效性。

3.4各種數(shù)據(jù)的真實性和公開性

以往的參數(shù)均由各站口述上報，難免有誤差，經(jīng)這次改造參數(shù)實時上傳，保證了真實性和公開性。

3.5補充完善了其他監(jiān)控數(shù)據(jù)

4.換熱站控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

公司中央監(jiān)控系統(tǒng)工程運作期間，大家集思廣意，拓寬思路，力求縱向發(fā)展的延深，謀求企業(yè)中央系統(tǒng)發(fā)展之路。但在實際運作的過程中，我們發(fā)現(xiàn)還有一些不足。例如：各站室外溫度傳感器，由于安裝位置的不同，造成各站取回來的溫度不同，對運行有一定的影響，我門考慮對各換熱站進行調(diào)整。

公司在發(fā)展的過程中，還有一些大膽的設(shè)想，那就是我們將實現(xiàn)遠程用戶終端的信息反饋的目標(biāo)。我們想在明年計劃測量用戶溫度遠程反饋，初步采用GPRS。

在科學(xué)技術(shù)日新月異迅猛發(fā)展的今天，供熱行業(yè)更應(yīng)走一條與時俱進的發(fā)展之路。而換熱站監(jiān)控系統(tǒng)不僅使換熱站的監(jiān)控能力大大增強，提高整體控制水平及控制精度，減小人為誤差及勞動強度。同時，也能實現(xiàn)溫度可控制的目標(biāo)。在提高經(jīng)濟效益、熱效率的同時，合理地分配熱源，為用戶提供舒適的環(huán)境溫度。

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