居民供暖熱交換站的自動化運行實踐

孫志賓　賈永香

摘 要：我單位的居民供暖熱交換站經(jīng)過八個采暖期的自動化運行，運行經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠，降低了傳統(tǒng)熱力站耗電、人工的運行成本，降低了事故率，較好的完成了供暖任務(wù)，得到了大家的好評。

關(guān)鍵詞：熱力站 控制器 變頻器 傳感器 自動化

中圖分類號：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0042-01

開灤集團(tuán)服務(wù)分公司下屬的增盛鍋爐房及熱力站建于2004年，鍋爐房安裝有3臺14MW天津?qū)毘慑仩t廠生產(chǎn)的燃煤熱水鍋爐為熱力站提供熱源，2004年11月初竣工并投入運行，設(shè)計供暖面積為49.7萬平方米。結(jié)合供熱現(xiàn)狀，理論聯(lián)系實際，自2006年12月份開始，熱交換站采取自動化、無人值守的運行方式供暖，截至目前，已成功運行了八個供暖期，技術(shù)比較成熟。

熱交換站的核心控制元件采用瑞典KTC公司生產(chǎn)的SRD3211控制器，根據(jù)采集的溫度、壓力等數(shù)據(jù)控制變頻器、溫控閥的運行。根據(jù)冬季室外溫度變化自動調(diào)節(jié)供暖水溫度，能根據(jù)熱負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的流量，自動控制補(bǔ)水泵恒壓運行，壓力、水位、停電、溫度等保護(hù)功能齊全，無人值守運轉(zhuǎn)，管網(wǎng)失水、水源缺水故障自動化系統(tǒng)能按照程序進(jìn)行處理、報警。

1 自動化系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

（1）SRD3211 PLC。該DDC控制器是熱力站自動化運行的核心器件。有8路數(shù)字量輸入、8路數(shù)字量輸出、8路模擬量輸入和6路模擬量輸出，集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊，且?guī)в芯幊探缑妫奖悻F(xiàn)場編程。（2）變頻器。各站配備ABB ACS510變頻器，是執(zhí)行器件。有2路模擬量輸入、2路模擬量輸出、6路數(shù)字量輸入和3路繼電器輸出。變頻器本身有PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，與控制器實時通信，變頻器各控制端子接受DDC控制器的指令，按照程序指令要求驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)，隨供暖系統(tǒng)負(fù)荷、二次供回水壓力或其他參數(shù)的改變控制電機(jī)的運行。（3）傳感器。為了給控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)，熱交換站一次側(cè)及二次側(cè)安裝了西門子Pt1000供回水溫度傳感器、一次側(cè)及二次側(cè)安裝了西門子供回水壓力變送器、水箱水源干簧管液位計，信號傳輸給DDC控制器，為自動化系統(tǒng)及時準(zhǔn)確提供過程參數(shù)，為自動化系統(tǒng)的運行調(diào)整提供依據(jù)，同時確保自動化系統(tǒng)的報警、連鎖保護(hù)及時準(zhǔn)確動作。（4）丹佛斯溫控閥。它是執(zhí)行器件，由24 V直流電源供電，閥體安裝在換熱裝置的一次側(cè)回水部位，閥體的控制部分和控制器實時通信，接受DDC控制器0～10 V直流信號，依靠調(diào)節(jié)閥體閥門開度大小調(diào)節(jié)一次側(cè)水流量，從而調(diào)節(jié)二次側(cè)供水溫度。

2 居民供暖熱交換站自動化運行功能介紹

（1）按照溫度曲線程序控制采暖溫度功能。在一次熱源滿足要求的前提下，二次側(cè)供水溫度隨室外溫度的變化按照設(shè)定好的程序曲線自動進(jìn)行運行調(diào)節(jié)，即室外溫度傳感器實時監(jiān)視室外溫度，DDC控制器把采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運算，實時調(diào)整溫控閥開度，為用戶輸出合適溫度的供暖用水。（2）動態(tài)調(diào)整二次側(cè)供暖水流量。通過熱力學(xué)計算，結(jié)合現(xiàn)場實際，我們熱交換站的熱水循環(huán)水泵的供回水壓差應(yīng)用了PID閉環(huán)控制，二次供回水保持0.1 MPa的壓差，供熱運行過程中若二次管網(wǎng)熱負(fù)荷發(fā)生波動，DDC控制器通過變頻器能自動調(diào)整循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，保持二次供回水0.1 MPa的壓差，從而動態(tài)調(diào)整出合適的二次循環(huán)水流量，達(dá)到節(jié)電的目的，在保障正常供暖的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行。（3）變頻恒壓補(bǔ)水功能。補(bǔ)水采用了PID閉環(huán)，變頻恒壓補(bǔ)水，并且針對不同熱力站的失水情況，失水量小的熱力站補(bǔ)水泵調(diào)試出了睡眠運行功能，失水量大的調(diào)試出了長期恒壓運行功能，合理設(shè)定了補(bǔ)水壓力上下限及PID參數(shù)，即保障了及時穩(wěn)定補(bǔ)水，又實現(xiàn)了節(jié)水節(jié)電的效果。（4）日常異常狀況自動處理。①二次側(cè)壓力保護(hù)功能。當(dāng)室外二次管網(wǎng)出現(xiàn)意外跑水，二次回水壓力低于設(shè)定值時，循環(huán)水泵保護(hù)停車、溫控閥關(guān)閉、補(bǔ)水泵繼續(xù)補(bǔ)水，待管網(wǎng)壓力升高到系統(tǒng)允許運行壓力后，循環(huán)泵自動開啟，溫控閥開啟，恢復(fù)功能運行。②水箱水位保護(hù)功能。軟化水箱低水位時，為避免熱力站補(bǔ)水泵缺水運轉(zhuǎn)，DDC控制器通過補(bǔ)水泵變頻器控制補(bǔ)水泵停止運行，水箱經(jīng)不斷蓄水，達(dá)到允許運行水箱水位時補(bǔ)水泵自動運行。（5）停電保護(hù)功能。如果遇到熱交換站停電，系統(tǒng)自動關(guān)閉一次側(cè)溫控閥，停止熱交換，來電后，不需要人工合電、啟動、按鈕等操作，系統(tǒng)按照DDC控制器程序各組件自動投入運行狀態(tài)。（6）溫度保護(hù)功能。當(dāng)室外溫度高于設(shè)定值，如，室外溫度到了20 ℃，控制器認(rèn)為此時溫度已經(jīng)挺高了，沒必要供熱，這時候系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)停車，節(jié)省大量熱源。

3 供暖熱交換站電氣故障及處理經(jīng)驗

（1）DDC控制器部分。①溫控閥與循環(huán)泵連鎖，只有當(dāng)循環(huán)泵運行時才允許溫控閥動作，循環(huán)泵停止時溫控閥應(yīng)全閉。②循環(huán)泵與室外溫度限定值和二次回壓力限定值連鎖。（2）循環(huán)泵變頻器壓差給定值、補(bǔ)水泵變頻器壓力給定值可編程設(shè)定。（3）ABB變頻器部分。當(dāng)變頻器突然停止工作時，請先切斷電源開關(guān)，檢查電路是否有問題，排除電路故障后，給變頻器送電。在控制盤上進(jìn)入01組參數(shù)，檢查0118，0119，0121相對應(yīng)的給定，反饋，啟動信號是否已由控制器送入，并具備運行條件。（4）傳感器部分。熱電阻溫度傳感器：傳感器類型（PT1000、NI1000、TAC等）是否設(shè)置正確，排除后檢查接線是否正確，排除后，方可判定是否為溫度傳感器本身故障。壓力傳感器：電源（24 V）與實際值所對應(yīng)的接線是否正確，排除后在DDC控制器上校對顯示值與對應(yīng)壓力表盤現(xiàn)實數(shù)值的差異，用萬用表測量實際值，排除后方可判定是否為壓力傳感器本身故障。（5）循環(huán)泵部分。循環(huán)泵停止工作時，首先檢查DDC控制器連鎖點是否運行，核對各溫度、壓力參數(shù)情況，排除后查閱變頻器部分故障。（6）補(bǔ)水泵部分。補(bǔ)水泵停止工作時，首先判斷補(bǔ)水泵變頻器是否處于睡眠狀態(tài)（變頻器睡眠代碼為ALARM28），再檢查控制器是否送出啟動信號給變頻器（DU通道OUT知識燈應(yīng)亮）。（7）溫控閥部分。開度值與控制器輸出是否相符，旋轉(zhuǎn)方向是否正確。

4 結(jié)語

多年以來，居民供暖熱交換站的自動化運行已經(jīng)實踐了八個采暖期，從系統(tǒng)的硬件、軟件技術(shù)構(gòu)成到采暖期的運行管理、故障排除已經(jīng)成熟，運行安全、穩(wěn)定、可靠、事故率低、勞動強(qiáng)度小，節(jié)省了人工，節(jié)約了用電，較好的完成了供暖任務(wù)。

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